CN109037112B - 一种晶硅太阳能se电池刻蚀使用无机碱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶硅太阳能SE电池刻蚀使用无机碱的方法，包括以下步骤：S1、扩散：对SE电池进行两步扩散；其中，第一步：扩散温度设置为730℃‑780℃，氧流量设置为800‑1200ml/min，扩散时间设置为600s；第二步：扩散温度设置为680℃‑730℃，氧流量设置为800‑1200ml/min，扩散时间设置为300s；S2、链式去PSG：对经由S1后的SE电池进行背面磷硅玻璃的去除；S3、碱刻蚀：对经由S2后的SE电池依次进行碱刻蚀、第一道酸洗以及第二道酸洗。本发明的碱刻蚀可以有限减少HF/HNO3的使用量，减少环境治理成本，同时降低化学品制造成本，碱刻蚀背面反射率率相比酸刻蚀更高，可以有效提升SE晶硅电池转换效率，电池转换效率可以进一步明显提升，实用性很强，非常值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及SE电池刻蚀技术领域，具体为一种晶硅太阳能SE电池刻蚀使用无机碱的方法。
背景技术
目前常规单、多晶SE电池片生产过程为：制绒-扩散-SE-酸刻蚀-退火-SiNx镀膜-丝网印刷-烧结-分选-检测，扩散采用两片硅片背靠背方式进行,对硅片正面(扩散面)进行掺杂，形成P-N结，背面和侧边也不可避免地扩散上磷，正面收集的光生电子会沿着边缘有磷的区域流到背面，造成短路，湿法酸刻蚀使用HF/HNO3溶液去除侧边和背面的磷硅玻璃，避免发生短路，但使用酸液刻蚀背面反射率相比使用碱刻蚀较差，从而导致电池片转换效率比不上使用碱刻蚀，同时碱刻蚀可以有限减少HF/HNO3的使用量，减少环境治理成本。
本发明旨在提升背面反射率，增加SE电池片转换效率；降低化学品成本；同时减少环境治理成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶硅太阳能SE电池刻蚀使用无机碱的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种晶硅太阳能SE电池刻蚀使用无机碱的方法，包括以下步骤：
S1、扩散：对SE电池进行两步扩散；
其中，第一步：扩散温度设置为730℃-780℃，氧流量设置为800-1200ml/min，扩散时间设置为600s；
第二步：扩散温度设置为680℃-730℃，氧流量设置为800-1200ml/min，扩散时间设置为300s；
S2、链式去PSG：对经由S1后的SE电池进行背面磷硅玻璃的去除；
其中，背面磷硅玻璃槽中的配液配比为HF：DI水＝1:9，带速为1.2-2.5m/min；
S3、碱刻蚀：对经由S2后的SE电池依次进行碱刻蚀、第一道酸洗以及第二道酸洗；
其中，碱刻蚀槽中的配液配比为KOH：添加剂：DI水＝1:2.5:80，刻蚀温度设置为70℃-75℃，时间为170s-230s；
第一道酸洗槽中的配液配比为HCL：H2O2:DI水＝1:0.67:16，酸洗温度设置为50℃-60℃，时间为130s-180s；
第二道酸洗槽中的配液配比为HF:DI水＝1:37，酸洗温度设置为20℃-30℃，时间为80s-120s。
优选的，S3中碱刻蚀槽中的KOH可以采用NaOH替换。
优选的，S3中碱刻蚀槽中的添加剂为异丙醇、硅酸钠、少量表面活性剂以及水的混合溶液。
优选的，对经S3后的SE硅片进行水洗以及烘干后下料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用有HF溶液的带液滚轮首先将SE后硅片背面磷硅玻璃去除，然后将硅片完全浸泡在KOH或NaOH槽液里进行刻蚀，通过采用无机碱液代替传统的酸液对晶硅太阳能SE电池背面进行刻蚀，晶硅太阳能SE后硅片背面与KOH或NaOH发生反应，同时硅片正面(扩散面)由于有磷硅玻璃的保护，使得正面不被碱液破坏。
本发明的碱刻蚀可以有限减少HF/HNO3的使用量，减少环境治理成本，同时降低化学品制造成本，碱刻蚀背面反射率率相比酸刻蚀更高，可以有效提升SE晶硅电池转换效率，有利于相比传统湿法酸刻蚀背面反射率可以明显提升，电池转换效率可以进一步明显提升，实用性很强，非常值得推广。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图；
图2为本发明的链式去PSG机台滚轮示意图；
图3为本发明的碱刻蚀槽内结构示意图。
图中：1硅片、2滚轮、3碱刻蚀槽、4花篮。
具体实施方式
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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
一种晶硅太阳能SE电池刻蚀使用无机碱的方法，如说明书附图1所示，首先必须使用本发明中特殊的S1的扩散工艺增加扩散面磷硅玻璃的厚度再经过SE激光掺杂，如说明书附图2所示，链式去PSG机台滚轮2沾HF溶液可以有效去除SE后硅片1背面和侧面的磷硅玻璃同时正面磷硅玻璃不受HF溶液的影响，再将硅片放置在搭配添加剂的KOH或者NaOH溶液中，如说明书附图3所示，虽然整个硅片1均浸泡在搭配添加剂的KOH或者NaOH溶液的碱刻蚀槽3中，硅片1防止在花篮4中，但由于扩散面有磷硅玻璃的“保护”，可以起到只对SE硅片背面进行碱刻蚀而对正面(扩散面)无影响，由于SE图形受激光掺杂对激光图形区域磷硅玻璃有轻微破坏，需要使用特殊的扩散工艺以及搭配碱抛添加剂进一步保护硅片扩散面免受碱液破坏。
S1、扩散：扩散工艺磷源沉积后需要在SE电池表面氧化较厚一层二氧化硅保护层，本实施例中二氧化硅保护层厚度选择0.5um，防止碱刻蚀破坏扩散面绒面，方法：第一步扩散，温度设置750℃，氧流量设置1000ml/min，时间600S；第二步扩散，温度设置700℃，氧流量设置1200ml/min，时间300S。
S2、链式去PSG：去背面磷硅玻璃槽：配置初配液中HF：DI按照1:9的比例配液，带速2.0m/min。
按照上述链式去PSG配方配液结束后，将SE硅片上料到去PSG机台，经过去背面磷硅玻璃槽、水洗、烘干后下料，使得硅片背面磷硅玻璃腐蚀干净，扩散面磷硅玻璃不受影响。
S3、槽式碱刻蚀：配制初配液，碱刻蚀槽中KOH或者NaOH：添加剂：DI按照1：2.5:80的比例配液，温度设定73℃，制绒时间200s，S3中碱刻蚀槽中的添加剂为异丙醇、硅酸钠、少量表面活性剂以及水的混合溶液；
第一道酸洗槽中HCL：H2O2:DI按照1:0.67:16的比例配液，温度设定50℃，制绒时间150s；
第二道酸洗槽中HF:DI按照1:37的比例配液，温度设定25℃，制绒时间100s。
按照上述碱刻蚀配方配液结束后，选用50片SE电池，并且经过去PSG的SE硅片放入碱刻蚀，经过碱刻蚀、酸洗、水洗以及烘干后下料，5片SE电池的碱刻蚀减重以及背面反射率的数据如下表1所示：
| SE硅片数量 | 14 | 12 | 20 | 4 |
| 刻蚀减重量 | 0.26 | 0.28 | 0.30 | 0.32 |
| 背面反射率 | 40.25％ | 41.33％ | 43.85％ | 44.24％ |
通过上表1数据可得，通过本发明的方法，使得SE电池在刻蚀减重过程中减重量很好的控制在0.26-0.32g，碱抛后的背面反射率可达40％-45％，SE电池的效果可以得到很好的提升。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种晶硅太阳能SE电池刻蚀使用无机碱的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、扩散：对SE电池进行两步扩散；
其中，第一步：扩散温度设置为730℃-780℃，氧流量设置为800-1200ml/min，扩散时间设置为600s；
第二步：扩散温度设置为680℃-730℃，氧流量设置为800-1200ml/min，扩散时间设置为300s；
S2、链式去PSG：对经由S1后的SE电池进行背面磷硅玻璃的去除；
其中，背面磷硅玻璃槽中的配液配比为HF：DI水＝1:9，带速为1.2-2.5m/min；
S3、碱刻蚀：对经由S2后的SE电池依次进行碱刻蚀、第一道酸洗以及第二道酸洗；
其中，碱刻蚀槽中的配液配比为KOH：添加剂：DI水＝1:2.5:80，刻蚀温度设置为70℃-75℃，时间为170s-230s；
第一道酸洗槽中的配液配比为HCL：H2O2:DI水＝1:0.67:16，酸洗温度设置为50℃-60℃，时间为130s-180s；
第二道酸洗槽中的配液配比为HF:DI水＝1:37，酸洗温度设置为20℃-30℃，时间为80s-120s。
2.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能SE电池刻蚀使用无机碱的方法，其特征在于：S3中碱刻蚀槽中的KOH可以采用NaOH替换。
3.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能SE电池刻蚀使用无机碱的方法，其特征在于：S3中碱刻蚀槽中的添加剂为异丙醇、硅酸钠、少量表面活性剂以及水的混合溶液。
4.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能SE电池刻蚀使用无机碱的方法，其特征在于：对经S3后的SE硅片进行水洗以及烘干后下料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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