CN108336189A - 基片的湿法制绒装置及方法 - Google Patents

基片的湿法制绒装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108336189A
CN108336189A CN201810292731.6A CN201810292731A CN108336189A CN 108336189 A CN108336189 A CN 108336189A CN 201810292731 A CN201810292731 A CN 201810292731A CN 108336189 A CN108336189 A CN 108336189A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chemical liquids
substrate
wet
groove body
roller bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810292731.6A
Other languages
English (en)
Inventor
倪党生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Sean Equipment Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Sean Equipment Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Sean Equipment Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Sean Equipment Technology Co Ltd
Priority to CN201810292731.6A priority Critical patent/CN108336189A/zh
Publication of CN108336189A publication Critical patent/CN108336189A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1876Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/67086Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0236Special surface textures
    • H01L31/02363Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

本发明提出一种基片的湿法制绒装置及方法,该湿法制绒装置包括至少一组涂抹装置,所述涂抹装置包括转动驱动装置、多个滚轴、及化学液槽体;所述化学液槽体内用以盛接化学液,所述化学液槽体具有开放槽口;所述多个滚轴并排排布设置在所述化学液槽体的开放槽口处,且各个滚轴均部分低于所述开放槽口的端面而另一部分高于开放槽口的端面;所述转动驱动装置连接所述多个滚轴,用以驱动各个滚轴同步转动;各个滚轴的表面均设置有多个柔性孔结构。可用来实现单面刻蚀制绒,降低成本。

Description

基片的湿法制绒装置及方法
技术领域
本发明涉及湿处理技术领域,尤其涉及的是一种基片的湿法制绒装置。
背景技术
硅片是太阳能电池片的载体,硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低。硅片表面通过制做绒面,提高其对光能的吸收,从而转换更多的太阳能为电能。单晶,多晶及同时含有单多晶结构的硅基片制绒有多种方法,目前比较普遍的方法是硅片双面用酸或碱溶液槽式浸入式湿法制绒(也有用等离子或激光表面物理制绒方法),也有用在化学液槽体上方单面跑片式湿法制绒),其中化学溶液有多种配方。对制绒工艺的通常要求是:1.一定的刻蚀率及刻蚀形状;2.绒面刻蚀孔的大小与深度;3.多批次硅片绒面的均匀性及一致性;4.对光的高吸收率及低反射率。
制备太阳能硅片绒面前,硅片表面须先进行化学清洗湿处理。化学湿处理是基片生产中必不可少并且极其重要的工艺步骤与技术。它不仅用于祛除因先前的加工程序而造成的基片表面损伤(主要由于切割等所产生)及金属与非金属污染物颗粒(主要前段生产过程及传送过程中所产生),而且还能为下一步工艺过程形成一个最优的基片工艺表面状态(如基片的制绒及去除磷酸玻璃(PSG)清洗工艺,其直接决定着光伏转换效率及其使用寿命)。这一湿处理过程占据了整个基片生产工艺过程的25%-30%以上。湿处理工艺直接关系到其光伏/光电的转换效率及使用寿命。不适当的湿处理过程会给基片表面造成损害,光伏/光电的转换效率低及太阳能电池片的使用寿命等结果,还会造成过量的化学液和去离子水的消耗,从而给生产成本,质量,产量及能源消耗造成了较大的负面影响。
太阳能电池原片是从硅碇(棒)切割后生产出来的,金刚石线切割技术已经成为太阳能电池片生产过程中的主流。由于能多产出基片,切割效率高、碎片率低等优点,传统的砂浆多线切割技术已经被金刚石线切割技术基本代替。金刚线加工最主要的优势是切割效率可提升20%-40%,切割成本可降低15-20%;按照当前的硅料及硅片价格,金刚线切割硅片的成本比较砂浆多线切割具有明显的优势,每片硅片的成本约降低0.3-0.4元人民币。但是,金刚石线切割技术作为一种新型的硅碇(棒)切割硅片技术,也带来了一定的技术问题,比较典型的是切割后硅片表面产生撕裂形亮痕线,如采用目前传统的化学液制绒技术很难获得电池转化率高的绒面,以至于明显影响了晶硅电池的光电转换效率。
所以在太阳能行业中,工程技术及研究人员一致在努力解决这个问题。多年前发明的黑硅技术生产实践性这几年又被运用开发到到生产太阳能电池片的生产线上。因为黑硅技术可以解决金刚线切割硅片造成的的撕裂形亮痕影响绒面电能转化效率的难题,并且能提升电池片电能转化效率。湿法黑硅技术是采用了金属辅助刻蚀(MACE)方法,在化学反应中,利用还原性强的金属颗粒沉积在硅片表面,其周围的氧化硅料被化学液刻蚀掉的特性,将硅基片表面制成成介于微米-纳米级的微峰或微孔,有效降低硅表面的光反射率,从而提高短波的光吸收。制成黑硅表面的太阳能电池片。也就是通过金属辅助刻蚀技术,在金刚线切割硅片表面形成纳米级的金属颗粒状保护层,在其金属颗粒状保护层周围刻蚀小孔,制成绒面,降低反射率,增加光的吸收;然后通过二次刻蚀修复来完善其绒面,降低表面复合,将电池片的转换效率进一步提高。目前行业内常规电池效率运用黑硅技术生产的太阳能电池片转化效率可以达到18.9-19.0%以上,组件功率可以达到270W功率档以上。
目前主要黑硅制绒技术是属于干法制绒的反应离子刻蚀法(Reactive IonEtching,RIE)和属于湿法制绒的金属辅助化学刻蚀法(MetalAssited Chemical Etching,MACE)。干法的离子反应法RIE可以制作各向同性的刻蚀,也可以制作各向异性的刻蚀。RIE是物理和化学原理相结合的一个刻蚀过程。干法刻蚀的气体,主要有SF6,氯气、氧气等。目前干法绒面的均匀性及深度控制都比较理想,缺点是设备成本太高,设备生产中参数的设置比较复杂,设备保养维修时间长且成本高,很难完全适应太阳能行业不断降低光伏发电成本的商业模型;MACE湿法制绒是通过化学方法把还原性较强的金属颗粒(如银等)沉积在硅基片表面,在用氢氟酸为主的化学液中,造成金属颗粒周围的氧化硅被腐蚀下去的催化化学反应。目前传统槽式金属辅助湿法黑硅设备已经投入生产,其价格比较合理,但是缺点是每批次黑硅生产的化学液的配方浓度很难控制一致,很容易导致每批次的硅片表面绒面不一致,以致产生每批次的电池片转化率波动太大,工艺的稳定性与重复性也比较难控制,并且因为是双面刻蚀制绒反应,造成在金属辅助MACE湿法制绒方法中必须用到的价格比较贵的金属化学溶液(如硝酸银)的浪费(有人研究计算过,一片156mm x 156mm硅片在2分钟内会消耗掉差不多0.027g的银Ag),又因为银离子沉淀在双面上,增加了湿处理后续去除金属离子的难度,化学液用量及时间,双面反应理论上浪费了一倍于有效制绒化学液,并且产生了更多含银离子的废液,增加了难度比较高的含银离子废液的处理时间与成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基片的湿法制绒装置及方法,可用来实现单面刻蚀制绒,降低了湿法制绒生产的综合成本。
为解决上述问题,本发明提出一种基片的湿法制绒装置,包括至少一组涂抹装置,所述涂抹装置包括转动驱动装置、多个滚轴、及化学液槽体;
所述化学液槽体内用以盛接化学液,所述化学液槽体具有开放槽口;所述多个滚轴并排排布设置在所述化学液槽体的开放槽口处,且各个滚轴均部分低于所述开放槽口的端面而另一部分高于开放槽口的端面;所述转动驱动装置连接所述多个滚轴,用以驱动各个滚轴同步转动;
各个滚轴的表面均设置有多个柔性孔结构。
根据本发明的一个实施例,所述柔性孔结构为柔软微孔,均匀地布满每个滚轴的整个表面。
根据本发明的一个实施例,所述柔性孔结构通过柔性材料制成。
根据本发明的一个实施例,所述化学液槽体为溢流槽体,其内盛满有所述化学液;该涂抹装置还包括溢流循环管路;
所述溢流循环管路的一端连接所述化学液槽体的顶部或者靠近顶部位置的齿形四周溢流围边底部,另一端连接所述化学液槽体的底部;所述溢流循环管路上设置有循环泵,用以驱动化学液不断从所述化学液槽体的底部流入,所述化学液槽体的顶部或靠近顶部位置的齿形四周溢流围边流出,实现所述化学液槽体内的化学液不断循环。
根据本发明的一个实施例,还包括原液容器及至少一输入管路;
所述原液容器内用以容置化学液;各输入管路的一端连接所述原液容器,而另一端连接各涂抹装置的化学液槽体,以将所述原液容器内的化学液输送至各个化学液槽体内。
根据本发明的一个实施例,还包括加热器,设置在所述原液容器上,用以对所述原液容器内的化学液进行加热。
根据本发明的一个实施例,每组涂抹装置的化学液槽体上还设置有用以输出其内化学液的输出管路。
根据本发明的一个实施例,至少每组涂抹装置中的各滚轴的间距小于等于基片的传动方向的宽度的一半。
本发明还提供一种基片的湿法制绒方法,采用如前述实施例中任意一项所述的基片的湿法制绒装置实现,该方法包括以下步骤:
S1:采用所述湿法制绒装置,通过滚轴对基片的单表面进行化学液的接触连续滚涂,进行金属颗粒沉积及挖孔湿处理;其中,步骤S1中的化学液槽体内所盛化学液为含有易还原的金属离子化学液、刻蚀扩孔化学液及表面活性剂的混合液;
S2:采用所述湿法制绒装置,通过滚轴对基片的所述单表面进行化学液的二次接触连续滚涂,进行刻蚀扩孔制绒;其中,所述步骤S2中的化学液槽体内所盛化学液为刻蚀扩孔化学液及表面活性剂的混合液;
S3:采用所述湿法制绒装置,通过滚轴对基片的所述单表面进行化学液的三次接触连续滚涂,进行绒面形状修复湿处理;其中,所述步骤S3中的化学液槽体内所盛化学液为氢氟酸、硝酸、磷酸和表面活性剂的混合液;
S4:清洗步骤,用碱溶液、RCA一号化学液、RCA二号化学液以及去离子水清洗基片,去除基片表面金属离子及清洗基片残余颗粒,取干基片。
根据本发明的一个实施例,还包括步骤S5:将基片的扩散工艺集成到所述湿法制绒装置上,用滚轴将磷酸均匀涂抹到基片的所述表面,然后送进烘箱进行磷扩散。
采用上述技术方案后,本发明相比现有技术具有以下有益效果:
通过滚轴与化学液槽体的位置关系,使得滚轴部分浸入到化学液中并在转动驱动装置的驱动下不断转动,而基片放置在滚轴上进行滚动传动,因而,基片仅单面与滚轴上柔性孔结构接触进行湿处理,也即自动化地实现了基片的单面湿处理,节省了大量湿处理化学液,极大提高了高质量,高光电转换率太阳能电池片的生产量,且柔性孔结构提高了滚涂的效果;突破了传统MACE制绒的局限及关键缺陷,保证了MACE黑硅制绒化学液溶度的一致性,从而保证了黑硅绒面质量的一致性,简单高效;
由于外包多孔耐腐蚀材料的滚轮在传输基片向前移动的同时,通过类似毛细管的多孔柔软微孔将化学液均匀动态地涂抹到基片的工艺面,还原金属颗粒会均匀地分布在基片表面,金属辅助刻蚀的孔会更加均匀地分布,绒面更加均匀一致;使得由金刚线切割后的太阳能基片单面制绒连续生产变得简单可行,保证了每批次基片绒面形状及深度的一致性。
附图说明
图1为本发明一实施例的基片的湿法制绒装置的结构示意图;
图2为本发明另一实施例的基片的湿法制绒装置的结构框图;
图3为本发明一实施例的基片的湿法制绒方法的流程示意图;
图4为本发明另一实施例的基片的湿法制绒方法的流程示意图。
图中标记说明:
1-基片,2-滚轴,3-化学液槽体,4-同步传动伞齿轮机构,5-伺服电机,6-湿处理腔室,7-循环泵,8-原液容器,9-输入泵,10-输入控制阀,11-加热器,12-输出控制阀。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
参看图1,在一个实施例中,基片的湿法制绒装置可以包括至少一组涂抹装置。图1中示出了一组涂抹装置,图2示意性的示出了两组涂抹装置。在涂抹装置不止一组时,各组涂抹装置可以针对同样的基片1对象进行处理,各组涂抹装置可以并列排布,基片1可以随涂抹装置传动,从而依次到达各个涂抹装置上进行处理。例如,可以有一套涂抹装置用来进行金属颗粒沉积并挖孔湿处理,一套涂抹装置用来进行刻蚀扩孔制绒,再一套涂抹装置用来进行绒面形状修复的湿处理,具体使工艺步骤确定。
本发明的基片的湿法制绒装置可用于单晶、多晶及同时含有单多晶结构的硅基片,或其他半导体集成电路,平板显示器中需要进行单面化学湿处理的基片。下面就以太阳能电池基片进行单面湿处理为例,详细说明本发明的太阳能电池基片单面连续MACE黑硅饱和化学溶液滚轴制绒湿处理技术的特征和优点。
所述涂抹装置包括转动驱动装置、多个滚轴2、及化学液槽体3。当然涂抹装置还可以包括其他所需的器部件或装置。各个涂抹装置可以置于一湿处理腔室6内,防止湿处理过程中化学液对外部造成影响。
所述化学液槽体3内用以盛接化学液,所述化学液槽体3具有开放槽口。换言之,化学液槽体3呈开槽的形式,各个滚轴2可从开放槽口处接触到内部的化学液。由于其是盛接化学液的,因而将其称为化学液槽体。
一个化学液槽体3对应多个滚轴2。多个滚轴2并排排布设置在化学液槽体3的开放槽口处,且各个滚轴2均部分低于所述开放槽口的端面而另一部分高于开放槽口的端面。开放槽口的端面即化学液槽体3可盛接化学液的最高高度,因而滚轴2相对化学液槽体的高度,至少能够在化学液槽体3满溢时部分浸入在化学液中而部分露出于化学液,从而滚轴2在转动过程中,可持续更换部位地浸入化学液及滚涂基片1,使得接触基片1的部位为浸有化学液的部位。
转动驱动装置连接多个滚轴2,用以驱动各个滚轴2同步转动。当然,转动驱动装置也可以是多个,数量与滚轴2对应,进行一对一的驱动转动,只要保证各滚轴2的转速是相同的即可。
优选的,多个滚轴2共享同一转动驱动装置,图1中,转动驱动装置包括同步传动伞齿轮机构4及伺服电机5;同步传动伞齿轮机构4包括多对伞齿轮和一转轴,对数与滚轴数量对应;每对伞齿轮包括第一伞齿轮和第二伞齿轮,第一伞齿轮连接在滚轴2上,第二伞齿轮连接转轴,转轴受伺服电机5驱动转动而带动其上的各个第二伞齿轮,第二伞齿轮带动啮合的第一伞齿轮转动,从而各个第一伞齿轮带动各个滚轴2同步转动。可以理解,上述转动驱动装置仅是作为优选方式,还可以采用其他的转动驱动装置。
化学液槽体3内所需盛接的化学液具体不限,可以根据具体湿处理工艺而确定。不同涂抹装置的化学液槽体3内可以容置不同的化学液,例如,根据基片的湿处理工艺步骤而设置相应的涂抹装置,化学液槽体3内承接不同化学液的各个涂抹装置依工艺步骤所需化学液的顺序排布,从而可以流水线地处理基片;或者,也可以通过同一涂抹装置更换不同化学液而处理基片1的不同湿处理工艺步骤。
多组滚轴2相同于自动传输机构,滚轴2的轴向与基片1的传输方向相垂直,优选来说,滚轴2的长度大于基片的长度,最好可以同时在轴向上布置多块基片1,可提升湿处理的效率,具体不限。可以通过人工传输或自动传输或半自动传输地将基片1传输到滚轴2上进行湿处理。
各个滚轴2的表面均设置有多个柔性孔结构,柔性孔结构可提供化学液的吸附性及对基片的涂抹性能。滚轴2在不断的转动过程中,柔性孔结构不断地在进出化学液和接触涂抹基片1这两者间周期往复,从而可将最新吸附的化学液涂抹到相应的基片上,清洗基片的接触表面或与其产生化学反应。可以理解,柔性孔结构可以是带有孔的柔性材料。
通过滚轴2与化学液槽体3的位置关系,使得滚轴2部分浸入到化学液中并在转动驱动装置的驱动下不断转动,而基片1放置在滚轴2上进行滚动传动,因而,基片1仅单面与滚轴2上柔性孔结构接触进行湿处理,也即自动化地实现了基片1的单面湿处理,节省了大量湿处理化学液,极大提高了高质量,高光电转换率太阳能电池片的生产量,且柔性孔结构提高了滚涂的效果;突破了传统MACE制绒的局限及关键缺陷,保证了MACE黑硅的质量一致性,简单高效。
优选的,所述柔性孔结构为柔软微孔,均匀地布满每个滚轴2的整个表面。当然,由于柔性孔结构是要吸附化学液的,因而需要是耐腐蚀的材料。柔软微孔的密度可以较高,使得化学液在基片1上的滚涂不会出现空白点,保证滚涂的均匀一致性,保证刻蚀深度。
由于外包多孔耐腐蚀材料的滚轴2在传输基片1向前移动的同时,通过类似毛细管的多孔柔软微孔将化学液均匀动态地涂抹到基片的工艺面,还原金属颗粒会均匀地分布在基片1表面,金属辅助刻蚀的孔会更加均匀地分布,绒面更加均匀一致;使得由金刚线切割后的太阳能基片单面制绒连续生产变得简单可行,保证了每批次基片绒面形状及深度的一致性。
滚轴2表面由耐腐蚀的微小多孔材料制成,如半导体集成电路单片清洗设备毛刷用到的PVA材料。换言之,更优的,所述柔性孔结构通过柔性材料制成,例如是PVA(聚乙烯醇)材料制成。该材料微小多孔具有毛细管的作用,化学液通过柔软毛细管可均匀高效地涂抹至太阳能电池基片表面上。
配方化学液由饱和化学溶液滚轴下方的化学液槽体3提供,在滚轴2的旋转过程中,其周期性地与化学液槽体化学液面接触,保持其多孔柔软材料处于化学液饱和状态。
滚轴2可以为一个可由转动驱动装置驱动转动的实心轴及外包在实心轴外的带微孔材料,当然具体不限,例如实心轴也可以是空心轴等。
在一个实施例中,参看图2,所述化学液槽体3为溢流槽体,其内盛满有所述化学液,滚轴2的部分浸入至化学液中,且浸入的部分随滚轴2的转动而改变。滚轴2外包多孔材料,通过与其下方对应的溢流槽体里化学溶液的不断周期接触,生成裹有饱和化学溶液的滚轴。该涂抹装置还可以包括溢流循环管路。
所述溢流循环管路的一端连接所述化学液槽体3的顶部或者靠近顶部位置的齿形四周溢流围边底部,另一端连接所述化学液槽体3的底部;所述溢流循环管路上设置有循环泵7,用以驱动化学液不断从所述化学液槽体3的底部流入而从化学液槽体3的顶部或者靠近顶部位置的齿形四周溢流围边流出,实现所述化学液槽体3内的化学液不断循环,使得在湿处理工艺生产中,通过循环泵7来保持化学液槽体3内的溢流循环状态,使得滚轴2所涂抹的化学液更均匀。
在一个实施例中,参看图2,基片的湿法制绒装置还可以包括原液容器8及至少一输入管路。所述原液容器8内用以容置化学液;各输入管路的一端连接所述原液容器8,而另一端连接各涂抹装置的化学液槽体3,以将所述原液容器8内的化学液输送至各个化学液槽体3内。换言之,原液容器8通过各个输入管路为各个化学液槽体输送化学液原液。原液容器8同样可以是槽体的结构形式。输入管路可以通过输入泵9来提供输入动力。
滚涂饱和化学溶液的滚轴2的原液取之于配方一致的化学液的原液容器8,保证了化学液的溶度一致性,进一步保证了每片太阳能基片的绒面扩孔刻蚀深度及形状的一致性。
化学液槽体3里的工艺化学液来自于存储化学配方原液的原液容器8,由输入泵9输送,可通过输入控制阀10来调节控制流速流量等。
优选的,继续参看图2,基片的湿法制绒装置还可以包括加热器11,设置在所述原液容器8上,可以设置在原液容器8内,用以对所述原液容器8内的化学液进行加热。原液容器8的工艺温度,由加热器11控制完成,化学液的温度例如是保持在50-100℃。
在一个实施例中,每组涂抹装置的化学液槽体3上还设置有用以输出其内化学液的输出管路。可以在完成时将废液排出。输出管路可连接在化学液槽体3的底部,通过输出控制阀12来控制启闭。
优选的,至少每组涂抹装置中的各滚轴2的间距小于等于基片1的传动方向的宽度的一半。当然可以组间相邻的滚轴2的间距也小于等于基片1的传动方向的宽度的一半。可以保证基片1的连续传动,无需在中间通过其他设备或人工进行传输,提高自动化及工艺的流水线效率。
参看图3,本发明还提供一种基片的湿法制绒方法,采用如前述实施例中任意一项所述的基片的湿法制绒装置实现,该方法包括以下步骤:
S1:采用所述湿法制绒装置,通过滚轴对基片的单表面进行化学液的接触连续滚涂,进行金属颗粒沉积及挖孔湿处理;其中,步骤S1中的化学液槽体内所盛化学液为含有易还原的金属离子化学液、刻蚀扩孔化学液及表面活性剂的混合液;化学液例如是氢氟酸、硝酸银和表面活性剂的混合液,通过滚轴对所述基片进行金属辅助刻蚀法(MACE)制绒;
S2:采用所述湿法制绒装置,通过滚轴对基片的所述单表面进行化学液的二次接触连续滚涂,进行刻蚀扩孔制绒;其中,所述步骤S2中的化学液槽体内所盛化学液为刻蚀扩孔化学液及表面活性剂的混合液;化学液例如可以是氢氟酸和表面活性剂的混合液;
S3:采用所述湿法制绒装置,通过滚轴对基片的所述单表面进行化学液的三次接触连续滚涂,进行绒面形状修复湿处理;其中,所述步骤S3中的化学液槽体内所盛化学液为氢氟酸、硝酸、磷酸和表面活性剂的混合液;
S4:清洗步骤,用碱溶液、RCA一号化学液、RCA二号化学液以及去离子水清洗基片,去除基片表面金属离子及清洗基片残余颗粒,取干基片。
步骤S2中所述单表面涂抹化学液取之于滚轴对应下方与其接触的化学液槽体,其饱和化学溶液来自于化学液配方一致的原液容器,保证了涂抹在电池基片上化学液的溶度一致性,保证了每片太阳能基片的绒面刻蚀深度及形状的一致性。同样的,步骤S3中滚轴的原液取之于配方一致化学液的原液桶,保证了化学液的溶度一致性,保证了每片太阳能基片的绒面扩孔刻蚀深度及形状的一致性。
步骤S3中,通过加热器加热,使所述化学液均匀涂抹在基片单表面上,对基片绒面步骤S1中已经产生的基片所有表明纳米级孔进行加深扩孔后的绒面修复。
步骤S4中,RCA化学液或去离子水清洗基片过程中,可加入兆声能量,更有效去除残余金属离子及颗粒。可以用加热的洁净氮气或压缩空气进行相应的脱水取干。
参看图4,在一个实施例中,基片的湿法制绒方法还可以包括步骤S5:将基片的扩散工艺集成到所述湿法制绒装置上,用滚轴将磷酸均匀涂抹到基片的所述表面,然后送进烘箱进行磷扩散。
本发明通过一饱和化学溶液滚轴对太阳能电池基片进行金属离子辅助刻蚀的湿处理制绒,随后对其制绒过程完成后产生的金属离子和颗粒进行清洗。此发明技术也可以将电池片制绒后期的扩散工艺集成在此方法及装置中,可以将磷酸饱和化学溶液滚轮均匀涂抹到基片表面,然后送进烘箱进行磷扩散。在71.5℃以下磷酸以液体状存在;当温度继续增高时出现了三相共存,P2O5固相析出,水蒸汽产生。约在320℃以上,脱水过程完成,唯一固体P2O5存在硅晶片的表面,同时P2O5中的磷开始向硅基片表面深度扩散。随着温度的继续增高,磷扩散加快。在850℃与20分钟后,磷可以扩散到0.6μm深,此时,磷的浓度约为1017到1018/cm3
制绒是通过饱和化学溶液滚轴实现的,同时使化学液具有一定工艺温度,并将化学液通过滚轴均匀涂抹到基片单表面上,使涂抹在基片工艺面上的化学溶液薄层与基片发生MACE化学反应进行制绒湿处理。
表面活性剂用于湿润基片表面和在刻蚀后填满硅表面,其起到了抑制蚀刻过快和均匀表面蚀刻的作用,控制化学液的蚀刻率且改善绒面的均匀性。
最后步骤是用碱溶液,RCA1号液,RCA2号液以及去离子水,清洗掉制绒面完成后基片上的金属离子及颗粒,最后取干,使所有基片都达到“干进干出”的工艺效果。
采用本发明的饱和化学溶液滚轴滚涂化学溶液进行MACE制绒湿处理基片,其技术比传统使用的槽式湿处理技术及在化学液槽体内跑片式湿处理明显优越,主要体现在设备成本较低,化学液溶度基本恒定且用量减少,工艺参数设置方便及可控;其仅需要在基片有效单面上进行制绒,清洗,节省了大量化学液而且保证了化学液浓度的一致性,也就是太阳能基片绒面及发电转换效率的一致性,极大的提高了生产效率,降低了太阳能电池片的生产成本。
本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定权利要求,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改,因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种基片的湿法制绒装置,其特征在于,包括至少一组涂抹装置,所述涂抹装置包括转动驱动装置、多个滚轴、及化学液槽体;
所述化学液槽体内用以盛接化学液,所述化学液槽体具有开放槽口;所述多个滚轴并排排布设置在所述化学液槽体的开放槽口处,且各个滚轴均部分低于所述开放槽口的端面而另一部分高于开放槽口的端面;所述转动驱动装置连接所述多个滚轴,用以驱动各个滚轴同步转动;
各个滚轴的表面均设置有多个柔性孔结构。
2.如权利要求1所述的基片的湿法制绒装置,其特征在于,所述柔性孔结构为柔软微孔,均匀地布满每个滚轴的整个表面。
3.如权利要求1所述的基片的湿法制绒装置,其特征在于,所述柔性孔结构通过柔性材料制成。
4.如权利要求1所述的基片的湿法制绒装置,其特征在于,所述化学液槽体为溢流槽体,其内盛满有所述化学液;该涂抹装置还包括溢流循环管路;
所述溢流循环管路的一端连接所述化学液槽体的顶部或者靠近顶部位置的齿形四周溢流围边底部,另一端连接所述化学液槽体的底部;所述溢流循环管路上设置有循环泵,用以驱动化学液不断从所述化学液槽体的底部流入,所述化学液槽体的顶部或靠近顶部位置的齿形四周溢流围边流出,实现所述化学液槽体内的化学液不断循环。
5.如权利要求1所述的基片的湿法制绒装置,其特征在于,还包括原液容器及至少一输入管路;
所述原液容器内用以容置化学液;各输入管路的一端连接所述原液容器,而另一端连接各涂抹装置的化学液槽体,以将所述原液容器内的化学液输送至各个化学液槽体内。
6.如权利要求5所述的基片的湿法制绒装置,其特征在于,还包括加热器,设置在所述原液容器上,用以对所述原液容器内的化学液进行加热。
7.如权利要求1所述的基片的湿法制绒装置,其特征在于,每组涂抹装置的化学液槽体上还设置有用以输出其内化学液的输出管路。
8.如权利要求1所述的基片的湿法制绒装置,其特征在于,至少每组涂抹装置中的各滚轴的间距小于等于基片的传动方向的宽度的一半。
9.一种基片的湿法制绒方法,其特征在于,采用如权利要求1-8中任意一项所述的基片的湿法制绒装置实现,该方法包括以下步骤:
S1:采用所述湿法制绒装置,通过滚轴对基片的单表面进行化学液的接触连续滚涂,进行金属颗粒沉积及挖孔湿处理;其中,步骤S1中的化学液槽体内所盛化学液为含有易还原的金属离子化学液、刻蚀扩孔化学液及表面活性剂的混合液;
S2:采用所述湿法制绒装置,通过滚轴对基片的所述单表面进行化学液的二次接触连续滚涂,进行刻蚀扩孔制绒;其中,所述步骤S2中的化学液槽体内所盛化学液为刻蚀扩孔化学液及表面活性剂的混合液;
S3:采用所述湿法制绒装置,通过滚轴对基片的所述单表面进行化学液的三次接触连续滚涂,进行绒面形状修复湿处理;其中,所述步骤S3中的化学液槽体内所盛化学液为氢氟酸、硝酸、磷酸和表面活性剂的混合液;
S4:清洗步骤,用碱溶液、RCA一号化学液、RCA二号化学液以及去离子水清洗基片,去除基片表面金属离子及清洗基片残余颗粒,取干基片。
10.如权利要求9所述的基片的湿法制绒方法,其特征在于,还包括步骤S5:将基片的扩散工艺集成到所述湿法制绒装置上,用滚轴将磷酸均匀涂抹到基片的所述表面,然后送进烘箱进行磷扩散。
CN201810292731.6A 2018-03-30 2018-03-30 基片的湿法制绒装置及方法 Pending CN108336189A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810292731.6A CN108336189A (zh) 2018-03-30 2018-03-30 基片的湿法制绒装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810292731.6A CN108336189A (zh) 2018-03-30 2018-03-30 基片的湿法制绒装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108336189A true CN108336189A (zh) 2018-07-27

Family

ID=62932792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810292731.6A Pending CN108336189A (zh) 2018-03-30 2018-03-30 基片的湿法制绒装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108336189A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109411569A (zh) * 2018-12-03 2019-03-01 江苏中宇光伏科技有限公司 一种制作太阳能电池片的刻蚀装置及其使用方法
CN110257072A (zh) * 2019-06-13 2019-09-20 常州时创能源科技有限公司 硅片单面制绒与边缘刻蚀用添加剂及其应用

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101976705A (zh) * 2010-07-28 2011-02-16 常州天合光能有限公司 晶体硅太阳能电池的单面酸制绒工艺
CN201796935U (zh) * 2010-09-29 2011-04-13 常州天合光能有限公司 单面腐蚀酸制绒设备
CN102157602A (zh) * 2010-02-11 2011-08-17 上海思恩电子技术有限公司 对基片进行湿法磷扩散和制绒的方法及制绒用的酸溶液
CN202167531U (zh) * 2011-07-30 2012-03-14 常州天合光能有限公司 太阳能电池片刻蚀机传输装置
CN102586779A (zh) * 2011-11-30 2012-07-18 常州亿晶光电科技有限公司 一种离液式硅片湿法刻蚀装置
CN204927252U (zh) * 2015-09-18 2015-12-30 李�灿 一种单面腐蚀制绒设备
CN205069662U (zh) * 2015-08-25 2016-03-02 苏州宝馨科技实业股份有限公司 一种新型药液处理装置
CN106505113A (zh) * 2016-11-11 2017-03-15 苏州晶牧光材料科技有限公司 晶体硅太阳电池的绒面制备方法
CN206076260U (zh) * 2016-07-07 2017-04-05 太极能源科技(昆山)有限公司 一种太阳能电池片刻蚀装置
CN106935669A (zh) * 2017-05-23 2017-07-07 江苏福吉食品有限公司 一种金刚线切片多晶黑硅的制绒方法
CN207967027U (zh) * 2018-03-30 2018-10-12 上海思恩装备科技有限公司 基片的湿法制绒装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102157602A (zh) * 2010-02-11 2011-08-17 上海思恩电子技术有限公司 对基片进行湿法磷扩散和制绒的方法及制绒用的酸溶液
CN101976705A (zh) * 2010-07-28 2011-02-16 常州天合光能有限公司 晶体硅太阳能电池的单面酸制绒工艺
CN201796935U (zh) * 2010-09-29 2011-04-13 常州天合光能有限公司 单面腐蚀酸制绒设备
CN202167531U (zh) * 2011-07-30 2012-03-14 常州天合光能有限公司 太阳能电池片刻蚀机传输装置
CN102586779A (zh) * 2011-11-30 2012-07-18 常州亿晶光电科技有限公司 一种离液式硅片湿法刻蚀装置
CN205069662U (zh) * 2015-08-25 2016-03-02 苏州宝馨科技实业股份有限公司 一种新型药液处理装置
CN204927252U (zh) * 2015-09-18 2015-12-30 李�灿 一种单面腐蚀制绒设备
CN206076260U (zh) * 2016-07-07 2017-04-05 太极能源科技(昆山)有限公司 一种太阳能电池片刻蚀装置
CN106505113A (zh) * 2016-11-11 2017-03-15 苏州晶牧光材料科技有限公司 晶体硅太阳电池的绒面制备方法
CN106935669A (zh) * 2017-05-23 2017-07-07 江苏福吉食品有限公司 一种金刚线切片多晶黑硅的制绒方法
CN207967027U (zh) * 2018-03-30 2018-10-12 上海思恩装备科技有限公司 基片的湿法制绒装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109411569A (zh) * 2018-12-03 2019-03-01 江苏中宇光伏科技有限公司 一种制作太阳能电池片的刻蚀装置及其使用方法
CN109411569B (zh) * 2018-12-03 2021-02-26 江苏中宇光伏科技有限公司 一种制作太阳能电池片的刻蚀装置及其使用方法
CN110257072A (zh) * 2019-06-13 2019-09-20 常州时创能源科技有限公司 硅片单面制绒与边缘刻蚀用添加剂及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106229386B (zh) 一种银铜双金属mace法制备黑硅结构的方法
CN101755072A (zh) 太阳能电池以及形成该太阳能电池的方法和设备
CN104037257B (zh) 太阳能电池及其制造方法、单面抛光设备
CN101276855A (zh) 硅太阳能电池清洗、制绒、干燥工艺及其设备
CN101276856A (zh) 硅太阳能电池清洗刻蚀、干燥工艺及其设备
CN104934339B (zh) 一种晶体硅片位错检测方法
CN102965614B (zh) 一种激光薄膜的制备方法
CN102270702A (zh) 一种制绒白斑单晶硅片的返工工艺
CN108336189A (zh) 基片的湿法制绒装置及方法
CN108336169A (zh) 一种背面钝化的p型晶体硅太阳能电池的制作方法
CN107623056A (zh) 一种反应离子刻蚀方法形成的纳米绒面表面缺陷修复方法
CN207967027U (zh) 基片的湿法制绒装置
CN102157602A (zh) 对基片进行湿法磷扩散和制绒的方法及制绒用的酸溶液
CN101587907A (zh) 低结电容过压保护晶闸管器件芯片及其生产方法
CN105826410B (zh) 一种消除金刚线切割痕迹的多晶硅制绒方法
CN103258718A (zh) 一种基于lsp效应制备“弹坑状”多孔硅结构的方法
CN102515555A (zh) 一种石英坩埚表面处理方法
CN109309142B (zh) 一种硅片玻钝前液态源扩散工艺
CN102653887A (zh) 油污晶体硅片的处理方法及制绒方法
WO2019042084A1 (zh) 一种在晶体硅片表面选择性制备绒面的方法
CN102768952B (zh) 扩散后单晶硅片次品返工方法
CN107579124A (zh) 一种提高多晶黑硅光电转换效率及组件功率的微观结构
CN110752270A (zh) 太阳能电池、气态臭氧施加装置及太阳能电池的制备方法
CN110676153A (zh) 太阳能电池、臭氧溶液施加装置及太阳能电池的制备方法
Ju et al. Novel vapor texturing method for EFG silicon solar cell applications

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination