CN107104173B - 一种太阳能电池片返工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种太阳能电池片返工方法，包括：提供待返工硅片，所述待返工硅片表面具有失败膜层，所述待返工硅片位于管式镀膜炉管内；往所述管式镀膜炉管内通入气体，生成含氟等离子体；利用所述含氟等离子体去除所述待返工硅片表面的失败膜层；对去除失败膜层的硅片重新镀膜。本发明提供的太阳能电池片返工方法，使用干法含氟的等离子体去除镀膜失败的硅片表面的失败膜层，能够直接在管式镀膜炉管内进行，而无需其它工序处理。重新镀膜时，也可以直接重新镀膜，不需要重新经过制绒、扩散、刻蚀工序，然后重新镀膜，因此，能够节省大量返工时间和物料成本。且本发明实施例提供的太阳能电池片返工方法工艺简单，步骤精简，成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制作技术领域，尤其涉及一种太阳能电池片返工方法。
背景技术
太阳能电池的制作过程主要包括：制绒、扩散、刻蚀、镀膜、印刷和烧结。其中，镀膜工序是在硅片表面制作一层减反射膜，由于设备原因、人为原因或其它原因，减反射膜的厚度有可能偏薄或偏厚达不到工艺标准厚度，这样的硅片称为镀膜失败片，也称待返工硅片。
常规待返工硅片的返工工艺是通过HF酸溶液进行湿法浸泡，反应去除减反射膜后再重新制绒、扩散、刻蚀，然后再进行镀膜，花费大量时间和物料成本。
因此，如何降低待返工硅片的返工处理时间和物料成本成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种太阳能电池片返工方法，以解决现有技术中返工工艺中，去除减反射膜后再重新制绒、扩散、刻蚀，然后再进行镀膜，花费大量时间和物料成本的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种太阳能电池片返工方法，包括：
提供待返工硅片，所述待返工硅片表面具有失败膜层，所述待返工硅片位于管式镀膜炉管内；
往所述管式镀膜炉管内通入气体，生成含氟等离子体；
利用所述含氟等离子体去除所述待返工硅片表面的失败膜层；
对去除失败膜层的硅片重新镀膜。
优选地，所述往所述管式镀膜炉管内通入气体，生成含氟等离子体，具体包括：
往所述管式镀膜炉管中通入四氟化碳和氧气；
在高射频功率下生成含氟等离子体。
优选地，所述高射频功率范围为2000W-5000W，包括端点值。
优选地，所述四氟化碳的通入流量为200sccm-1000sccm，包括端点值。
优选地，所述氧气的通入流量为100sccm-500sccm，包括端点值。
优选地，所述四氟化碳和氧气的反应时间为30s-600s，包括端点值。
优选地，所述对去除失败膜层的硅片重新镀膜，具体包括：
往所述管式镀膜炉管内通入氨气和硅烷气体；
在所述去除失败膜层的硅片表面沉积氮化硅膜层。
优选地，所述在所述去除失败膜层的硅片表面沉积氮化硅膜层，具体包括：
采用PECVD方法在所述去除失败膜层的硅片表面沉积氮化硅膜层。
优选地，在所述对去除失败膜层的硅片重新镀膜之后还包括：
对重新镀膜的硅片进行检测，判断是否为合格硅片。
优选地，在所述对重新镀膜的硅片进行检测后且判断为合格硅片后，还包括：
丝网印刷；
烧结；
测试分选出合格太阳能电池片。
经由上述的技术方案可知，本发明提供的太阳能电池片返工方法，采用直接在管式镀膜炉管中通入气体生成含氟的等离子体，利用含氟的等离子体干法去除镀膜失败的待返工硅片，相对于现有技术中采用HF酸溶液湿法浸泡，处理待返工硅片时，需要浸泡、清洗、烘干等步骤，且在去除失败膜层后，还需要重新经过制绒、扩散、刻蚀等工序后才能重新镀膜而言，本发明提供的太阳能电池片返工方法，在去除镀膜失败膜层后即可在管式镀膜炉管中直接重新镀膜，一方面，在去除失败膜层过程中，无需浸泡、清洗、烘干等步骤，去除失败膜层工艺简单；另一方面，在去除失败膜层后，无需进行重新制绒、扩散、刻蚀等工序处理，节约了处理时间。即本发明提供的太阳能电池片返工方法在去除失败膜层过程中以及去除失败膜层后重新镀膜过程中，均能够节约了大量时间，且工艺简单，步骤精简。而且去除失败膜层后，重新镀膜时，无需重新制绒、扩散、刻蚀等工序，因此，能够节省大量上述过程中的物料成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的太阳能电池片返工方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种太阳能电池片返工方法流程图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，现有技术中的太阳能电池片返工工艺是通过HF酸溶液进行湿法浸泡，反应去除减反射膜后再重新制绒、扩散、刻蚀，然后再进行镀膜，花费大量时间。
具体的，由于镀膜设备的限制和制程控制问题，会存在一定比例的镀膜失败片，也为待返工硅片，主要表现为厚度不均匀、折射率异常和外观不良等，待返工硅片比例约为1％～5％。
对于待返工硅片的处理，现有技术中一般采用的工艺步骤为：S1-去膜清洗：将待返工硅片浸泡在质量浓度为30wt％～40wt％HF溶液中，去除硅片表面沉积的SiNx膜层，用清水冲洗一次300s，用甩干机进行甩干；S2-制绒扩散；S3-清洗刻边、S4-PECVD(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)、S5-丝网印刷和S6-烧结、S7-测试分选等工序重新制备得到电池片，具体工艺流程图如图1所示。由于去膜过程中，需要将待返工硅片浸泡在HF溶液中一定时间，而且去除硅片表面的膜层后，还需要清洗、甩干等步骤，造成去膜步骤较多，时间较长；而且在去膜之后，需要重新制绒、扩散、清洗刻边后，再进行重新镀膜，从去膜到重新镀膜之间包括较多步骤，导致返工方法工艺繁琐，时间较长。
基于此，本发明提供一种太阳能电池片返工方法，包括：
提供待返工硅片，所述待返工硅片表面具有失败膜层，所述待返工硅片位于管式镀膜炉管内；
往所述管式镀膜炉管内通入气体，生成含氟等离子体；
利用所述含氟等离子体去除所述待返工硅片表面的失败膜层；
对去除失败膜层的硅片重新镀膜。
本发明提供的太阳能电池片返工方法，采用直接在管式镀膜炉管中通入气体生成含氟的等离子体，利用含氟的等离子体干法去除镀膜失败的待返工硅片，在去除镀膜失败膜层后即可在管式镀膜炉管中直接重新镀膜，一方面，在去除失败膜层过程中，无需浸泡、清洗、烘干等步骤，去除失败膜层工艺简单；另一方面，在去除失败膜层后，无需进行重新制绒、扩散、刻蚀等工序处理，节约了处理时间。即本发明提供的太阳能电池片返工方法在去除失败膜层过程中以及去除失败膜层后重新镀膜过程中，均能够节约了大量时间，且工艺简单，步骤精简。而且去除失败膜层后，重新镀膜时，无需重新制绒、扩散、刻蚀等工序，因此，能够节省大量上述过程中的物料成本。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本发明实施例提供的一种太阳能电池片返工方法，包括：
S101：提供待返工硅片，所述待返工硅片表面具有失败膜层，所述待返工硅片位于管式镀膜炉管内；
需要说明的是，本发明实施例中所述的待返工硅片为表面具有失败膜层的硅片，也即在太阳能电池片制作过程中，减反膜镀膜失败的硅片，所述待返工硅片表面的失败膜层可以是厚度较工艺标准厚度偏厚或偏薄的减反膜。所述待返工硅片的膜层厚度的测量可以采用椭偏仪进行测量，然后由设备报警进行判断得到，本实施例中不限定待返工硅片的获取方式。
本实施例中不限定所述减反膜的具体材质，可选的，所述减反膜为采用PECVD工艺制作在硅片表面绒面结构上的氮化硅膜层。
另外，需要说明的是，本发明实施例提供的太阳能电池片返工方法，去除失败膜层的步骤可以在PECVD管式镀膜炉管中进行，因此，本实施例中的待返工硅片位于管式镀膜炉管内。
S102：往所述管式镀膜炉管内通入气体，生成含氟等离子体；
需要说明的是，本实施例中不限定王所述管式镀膜炉管内通入的气体，只要能够生成含氟等离子体即可，本实施例中对此不做限定。
可选的，本实施例中为了降低太阳能电池片返工的物料成本，可以采用实验中常用的四氟化碳(CF4)气体和氧气(O2)在高频下生成含氟等离子体。在本发明其他实施例中，还可以采用其他含氟气体生成含氟等离子体。本实施例中对此不做限定。
具体地，往所述管式镀膜炉管中通入四氟化碳(CF4)和氧气(O2)，其中根据失败膜层的厚度不同，去除时通入的四氟化碳(CF4)和氧气(O2)的量也可以不同，可选的，所述四氟化碳的通入流量为200sccm-1000sccm，包括端点值。所述氧气的通入流量为100sccm-500sccm，包括端点值。
通入四氟化碳(CF4)和氧气(O2)气体后，在高射频功率下生成含氟等离子体。其中，本实施例中所述高射频功率范围为2000W-5000W，包括端点值。所述四氟化碳和氧气的反应时间为30s-600s，包括端点值。
需要说明的是，设置不同的气体流量、射频功率、反应时间和生成等离子的量成正比，较厚失败膜层理论上需要更多的含氟(F)等离子体来刻蚀。
需要注意的是，过量含氟(F)等离子体刻蚀时同样也能去除失败膜层，但是对硅片基体有一定损伤，同时也造成成本增加，因此，本实施例中气体流量、射频功率、反应时间等随待返工硅片表面的失败膜层厚度而定，本实施例中对此不做限定。
S103：利用所述含氟等离子体去除所述待返工硅片表面的失败膜层；
与现有技术去除膜层的原理相同，本实施例中采用含氟等离子体去除待返工硅片表面的失败膜层。
S104：对去除失败膜层的硅片重新镀膜。
需要说明的是，本实施例中提供的待返工硅片本身位于管式镀膜炉管中，而且由于采用干法刻蚀去除失败膜层，无需对硅片表面进行清洗、甩干等步骤，因此，去除失败膜层的过程也在管式镀膜炉管中进行，相对于现有技术中的湿法刻蚀去除失败膜层的方法，还能够节省转移硅片的过程，同样能够节省返工时间。
由于去除失败膜层后的硅片位于管式镀膜炉管中，当重新通入镀膜气体后，能够直接对去除失败膜层后的硅片直接进行镀膜，同样节省了返工时间。
具体地，在含氟等离子体去除待返工硅片表面的失败膜层后，以减反膜的材质为氮化硅为例进行说明，去除待返工硅片表面的失败膜层时，会形成四氟化硅气体，通过抽气系统将生成的四氟化硅气体和残余的四氟化碳，以及氧气从管式镀膜炉管中抽出，然后再通入镀膜气体，重新形成减反射膜层。详细的，可以往所述管式镀膜炉管内通入氨气和硅烷气体，并采用PECVD方法在所述去除失败膜层的硅片表面沉积氮化硅膜层，形成新的减反膜。
需要说明的是，在重新镀膜后，还需要继续后续太阳能电池片的制作工艺，包括丝网印刷、烧结、测试分选出合格太阳能电池片等步骤。为了保证能够得到合格的太阳能电池片，本实施例中在重新镀膜后，还可以包括：对重新镀膜的硅片进行检测，判断是否为合格硅片的步骤，若判断为合格硅片，则继续后续步骤，若判断为不合格硅片，可以进行再次返工。
本发明实施例提供的太阳能电池片返工方法，使用干法含氟的等离子体去除镀膜失败的硅片表面的失败膜层，能够直接在管式镀膜炉管内进行，而无需其它工序处理。重新镀膜时，也可以直接重新镀膜，不需要重新经过制绒、扩散、刻蚀工序，然后重新镀膜，因此，能够节省大量返工时间和物料成本。相对于现有技术中采用步骤繁琐的湿法工艺，本发明实施例提供的太阳能电池片返工方法工艺简单，步骤精简，成本较低。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种太阳能电池片返工方法，其特征在于，包括：
提供待返工硅片，所述待返工硅片表面具有失败膜层，所述失败膜层为减反膜，所述待返工硅片位于管式镀膜炉管内；
往所述管式镀膜炉管内通入气体，生成含氟等离子体；
利用所述含氟等离子体去除所述待返工硅片表面的失败膜层；
对去除失败膜层的硅片重新镀膜。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片返工方法，其特征在于，所述往所述管式镀膜炉管内通入气体，生成含氟等离子体，具体包括：
往所述管式镀膜炉管中通入四氟化碳和氧气；
在高射频功率下生成含氟等离子体。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池片返工方法，其特征在于，所述高射频功率范围为2000W-5000W，包括端点值。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池片返工方法，其特征在于，所述四氟化碳的通入流量为200sccm-1000sccm，包括端点值。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池片返工方法，其特征在于，所述氧气的通入流量为100sccm-500sccm，包括端点值。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池片返工方法，其特征在于，所述四氟化碳和氧气的反应时间为30s-600s，包括端点值。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的太阳能电池片返工方法，其特征在于，所述对去除失败膜层的硅片重新镀膜，具体包括：
往所述管式镀膜炉管内通入氨气和硅烷气体；
在所述去除失败膜层的硅片表面沉积氮化硅膜层。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池片返工方法，其特征在于，所述在所述去除失败膜层的硅片表面沉积氮化硅膜层，具体包括：
采用PECVD方法在所述去除失败膜层的硅片表面沉积氮化硅膜层。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池片返工方法，其特征在于，在所述对去除失败膜层的硅片重新镀膜之后还包括：
对重新镀膜的硅片进行检测，判断是否为合格硅片。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池片返工方法，其特征在于，在所述对重新镀膜的硅片进行检测后且判断为合格硅片后，还包括：
丝网印刷；
烧结；
测试分选出合格太阳能电池片。
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