CN108091557A - 一种太阳能电池背面刻蚀工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池背面刻蚀工艺，工艺步骤包括保护水膜制作、背面氧化层去除、背面抛光刻蚀、纯水漂洗、碱洗、纯水漂洗、酸洗、纯水漂洗和吹干后臭氧钝化。该太阳能电池背面刻蚀工艺，通过水膜保护PN结避免了刻蚀液气相腐蚀，使工艺稳定性更好，采用的刻蚀液配比增加了电池片背面的反射率，使电池片背面二次吸收太阳光能力加强从而提升电池片短路电流，减少了背面多空硅的产生，从而提升了电池片开路电压和填充因子，从而达到提高电池片转化效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能利用技术领域，具体涉及一种太阳能电池背面刻蚀工艺。
背景技术
目前，多晶硅太阳能电池工艺已经日趋成熟，实现标准化生产，主要工艺步骤如下：酸腐蚀制绒→扩散制结→湿法刻蚀→PECVD镀减反射膜→丝网印刷→烧结→测试分选。其中，湿法刻蚀对太阳能电池的转换效率起到关键作用，常规的湿法刻蚀技术是通过氢氟酸、硝酸和水按照一定的配比进行刻蚀液的制作，这种方法刻蚀量不稳定，硅片腐蚀后背面生成多孔硅较多，产生边缘过刻比例高。
发明内容
本发明目的是提供一种太阳能电池背面刻蚀工艺，它能有效地解决背景技术中所存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能电池背面刻蚀工艺，包括保护水膜制作、背面氧化层去除、背面抛光刻蚀、纯水漂洗、碱洗、纯水漂洗、酸洗、纯水漂洗和吹干后臭氧钝化。
另外，本发明太阳能电池背面刻蚀工艺包括以下步骤：
S1、保护水膜制作：使用喷水水刀对扩散后硅片表面制作一层保护水膜，水量控制在1000ml-3000ml，水膜厚度1mm-3mm；
S2、背面氧化层去除：通过带液滚轮对硅片背面的氧化层进行去除，带液滚轮使用PVDF材质，溶液使用5％-10％氢氟酸溶液，利用氢氟酸对二氧化硅的腐蚀性去除背面氧化层；
S3、背面抛光刻蚀：背面刻蚀液的制作，使用氢氟酸和硝酸溶液进行刻蚀液的制作，其中硝酸配比占总体积80％-95％，氢氟酸配比占总体积5％-20％，刻蚀温度2度-6度；
S4、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S5、碱洗：用低浓度碱溶液对硅片进行清洗，去除背面多孔硅，所使用的碱溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液，碱浓度控制在1.5％-5％；
S6、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去表面残留碱液；
S7、酸洗：用混酸对硅片进行清洗，去除硅片表面的金属残留和氧化薄层，所用混酸为氢氟酸与盐酸的混合液，氢氟酸浓度5％-20％，盐酸浓度5％-10％；
S8、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S9、吹干后臭氧钝化:用压缩空气对硅片表面进行吹干，使用臭氧发生器产生臭氧对硅片表面进行氧化处理。
本发明的技术效果和优点：该太阳能电池背面刻蚀工艺，能够使刻蚀工艺稳定性更好；采用的刻蚀液配比能够增加电池片背面的反射率，使电池片背面二次吸收太阳光能力加强，从而提升电池片短路电流；减少了背面多空硅的产生，从而提升了电池片开路电压和填充因子，从而达到提高电池片转化效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述：
实施例1
本发明提供了一种太阳能电池背面刻蚀工艺，包括如下步骤：
S1、保护水膜制作：使用喷水水刀对扩散后硅片表面制作一层保护水膜，水量控制在1000ml，水膜厚度2mm；
S2、背面氧化层去除：通过带液滚轮对硅片背面的氧化层进行去除，带液滚轮使用PVDF材质，溶液使用5％氢氟酸溶液；
S3、背面抛光刻蚀：背面刻蚀液的制作，使用氢氟酸和硝酸溶液进行刻蚀液的制作，其中硝酸配比占总体积92％氢氟酸配比占总体积8％,蚀温度4度；
S4、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S5、碱洗：用低浓度碱溶液对硅片进行清洗，去除背面多孔硅，所使用的碱溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液，碱浓度控制在2.5％左右；
S6、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去表面残留碱液；
S7、酸洗：用混酸对硅片进行清洗，去除硅片表面的金属残留和氧化薄层，所用混酸为氢氟酸与盐酸的混合液，氢氟酸浓度为10％盐酸浓度为5％；
S8、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S9、吹干后钝化：用压缩空气对硅片表面进行吹干，使用臭氧发生器产生臭氧对硅片表面进行氧化处理。
实验对比数据如下：
实施例2
本发明提供了一种太阳能电池背面刻蚀工艺，包括如下步骤：
S1、保护水膜制作：使用喷水水刀对扩散后硅片表面制作一层保护水膜，水量控制在1000ml，水膜厚度2mm；
S2、背面氧化层去除：通过带液滚轮对硅片背面的氧化层进行去除，带液滚轮使用PVDF材质，溶液使用5％氢氟酸溶液；
S3、背面抛光刻蚀：背面刻蚀液的制作，使用氢氟酸和硝酸溶液进行刻蚀液的制作，其中硝酸配比占总体积90％氟酸配比占总体积10％，刻蚀温度2度；
S4、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S5、碱洗：用低浓度碱溶液对硅片进行清洗，去除背面多孔硅，所使用的碱溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液，碱浓度控制在2.5％左右；
S6、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去表面残留碱液；
S7、酸洗：用混酸对硅片进行清洗，去除硅片表面的金属残留和氧化薄层，所用混酸为氢氟酸与盐酸的混合液，氢氟酸浓度为10％盐酸浓度为5％；
S8、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S9、吹干后钝化：用压缩空气对硅片表面进行吹干，使用臭氧发生器产生臭氧对硅片表面进行氧化处理。
实验对比数据如下：
实施例3
本发明提供了一种太阳能电池背面刻蚀工艺，包括如下步骤：
S1、保护水膜制作：使用喷水水刀对扩散后硅片表面制作一层保护水膜，水量控制在1000ml，水膜厚度2mm；
S2、背面氧化层去除：通过带液滚轮对硅片背面的氧化层进行去除，带液滚轮使用PVDF材质，溶液使用5％氢氟酸溶液；
S3、背面抛光刻蚀：背面刻蚀液的制作，使用氢氟酸和硝酸溶液进行刻蚀液的制作，其中硝酸配比占总体积95％，硝酸配比占总体积5％，刻蚀温度6度；
S4、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S5、碱洗：用低浓度碱溶液对硅片进行清洗，去除背面多孔硅，所使用的碱溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液，碱浓度控制在2.5％左右；
S6、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去表面残留碱液；
S7、酸洗：用混酸对硅片进行清洗，去除硅片表面的金属残留和氧化薄层，所用混酸为氢氟酸与盐酸的混合液，氢氟酸浓度为10％盐酸浓度为5％；
S8、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S9、吹干后钝化：用压缩空气对硅片表面进行吹干，使用臭氧发生器产生臭氧对硅片表面进行氧化处理。
实验对比数据如下：
实施例4
本发明提供了一种太阳能电池背面刻蚀工艺，包括如下步骤：
S1、保护水膜制作：使用喷水水刀对扩散后硅片表面制作一层保护水膜，水量控制在1000ml，水膜厚度2mm；
S2、背面氧化层去除：通过带液滚轮对硅片背面的氧化层进行去除，带液滚轮使用PVDF材质，溶液使用5％氢氟酸溶液；
S3、背面抛光刻蚀：背面刻蚀液的制作，使用氢氟酸和硝酸溶液进行刻蚀液的制作，其中硝酸配比占总体积88％，硝酸配比占总体积12％，刻蚀温度2度；
S4、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S5、碱洗：用低浓度碱溶液对硅片进行清洗，去除背面多孔硅，所使用的碱溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液，碱浓度控制在2.5％左右；
S6、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去表面残留碱液；
S7、酸洗：用混酸对硅片进行清洗，去除硅片表面的金属残留和氧化薄层，所用混酸为氢氟酸与盐酸的混合液，氢氟酸浓度为10％盐酸浓度为5％；
S8、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S9、吹干后钝化：用压缩空气对硅片表面进行吹干，使用臭氧发生器产生臭氧对硅片表面进行氧化处理。
实验对比数据如下：
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种太阳能电池背面刻蚀工艺，包括保护水膜制作、背面氧化层去除、背面抛光刻蚀、纯水漂洗、碱洗、纯水漂洗、酸洗、纯水漂洗和吹干后臭氧钝化工艺流程，其特征在于：工艺步骤如下：
S1、保护水膜制作：使用喷水水刀对扩散后硅片表面制作一层保护水膜，水量控制在1000ml-3000ml，水膜厚度1mm-3mm；
S2、背面氧化层去除：通过带液滚轮对硅片背面的氧化层进行去除，带液滚轮使用PVDF材质，溶液使用5%-10%氢氟酸溶液，利用氢氟酸对二氧化硅的腐蚀性去除背面氧化层；
S3、背面抛光刻蚀：背面刻蚀液的制作，使用氢氟酸和硝酸溶液进行刻蚀液的制作，其中硝酸配比占总体积80%-95%，氢氟酸配比占总体积5%-20%，刻蚀温度2度-6度；
S4、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S5、碱洗：用低浓度碱溶液对硅片进行清洗，去除背面多孔硅，所使用的碱溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液，碱浓度控制在1.5%-5%；
S6、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去表面残留碱液；
S7、酸洗：用混酸对硅片进行清洗，去除硅片表面的金属残留和氧化薄层，所用混酸为氢氟酸与盐酸的混合液，氢氟酸浓度5%-20%，盐酸浓度5%-10%；
S8、纯水漂洗：使用17.8兆欧以上纯水对硅片进行清洗，去背面残留酸液；
S9、吹干后臭氧钝化:用压缩空气对硅片表面进行吹干，使用臭氧发生器产生臭氧对硅片表面进行氧化处理。
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