CN110289213A - 一种太阳能电池片的刻蚀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光伏太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池片的刻蚀方法。通过刻蚀液的配制，并采用自制的铺水膜装置管控具体的水量，能保证水膜的厚度稳定性，从而提供了一种不加入硫酸即可采用湿法刻蚀机RENA8道机对光伏太阳能电池片进行刻蚀的方法。刻蚀液中硝酸用量的增加能够有效地改善背抛，且降低成本；提高刻蚀过程的反应温度，可缩短配液后药液降温时间，且可以降低冷冻机功耗，冷冻机不再需要对药液持续进行降温，药液自动补加有明显的降低。
Description
技术领域
本发明属于光伏太阳能电池领域，特别涉及一种太阳能电池片的刻蚀方法。
背景技术
目前常规的P型晶硅太阳能电池片在扩散过程中常用的是背靠背扩散方式，而扩散会带来一些不利的影响。针对扩散带来的问题，需要刻蚀掉硅片的边缘部分以及去除PSG。
现有光伏太阳能电池片的刻蚀方法中，通常是采用两种或三种酸混合来对光伏太阳能电池片进行湿法刻蚀，多种酸混合时，其比例难以调试，且在后续的污水处理过程中，由于酸的种类多，各种酸的沸点也不一致，从而增加了回收的工序和成本，并且，混合酸中含有硫酸，在生产过程中会增加安全隐患。
现有技术中，采用湿法刻蚀机RENA8道机对光伏太阳能电池片进行刻蚀，均需采用硫酸、硝酸和氢氟酸三种酸作为刻蚀液，这是由于通过加入硫酸能增加药液表面张力，可以避免造成过刻，而如果不加入硫酸会导致药液张力不够造成药液爬升至硅片正面造成过刻。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种太阳能电池片的刻蚀方法，具体方法步骤如下：
步骤1：在湿法刻蚀机(RENA)上料前通过自制的铺水膜装置(自制的铺水膜装置可管控具体的水量，从而能保证水膜的厚度稳定性，以便能够实现采用湿法刻蚀机RENA8道机对光伏太阳能电池片进行刻蚀的过程中，刻蚀液中不需要加入硫酸)，使硅片表面被去离子水覆盖，并保证所形成的水膜厚度控制在0.8-1mm。
步骤2：调整刻蚀槽内各道滚轮的水平，水平控制误差不超过0.5mm。
步骤3：将刻蚀液加入刻蚀槽内进行刻蚀。
其中，所述刻蚀液按照硝酸、氢氟酸和水的体积比为5-8：1:3.7进行配比制成；
优选为刻蚀液按照硝酸、氢氟酸和水的体积比为8：1:3.7进行配比制成。
步骤4:将待刻蚀硅片放入刻蚀槽内进行刻蚀。
刻蚀过程中反应温度设置为20-30℃，优选为30℃。
有益效果：
通过刻蚀液的配制，并采用了自制的铺水膜装置，提供了一种刻蚀液中可以不加入硫酸即可采用湿法刻蚀机RENA8道机对光伏太阳能电池片进行刻蚀的方法，且降低了废液产生，从而减少了环境污染。
本发明刻蚀液中硝酸用量的增加能够有效地改善背抛，且硝酸成本低于氢氟酸2-3倍，从而降低成本。
本发明刻蚀方法提高了刻蚀过程的反应温度，可缩短配液后药液降温时间且可以降低冷冻机功耗，冷冻机不再需要持续对药液进行降温，药液自动补加有明显的降低。
附图说明
图1为本发明实施例1得到的电池片的背抛图；
图2为本发明对比实施例1得到的电池片的背抛图；
图3为本发明实施例1采用的铺水膜装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
步骤1：在湿法刻蚀机上料前通过自制铺水膜装置，使硅片表面被去离子水覆盖，让所形成的水膜厚度控制在0.8-1mm。
步骤2：刻蚀槽内各道滚轮的水平，水平控制误差不超过0.5mm。
步骤3：将通过新配的药液加入刻蚀槽内。
步骤4:将待刻蚀硅片放入刻蚀槽内进行刻蚀。
步骤3中：新配液的药液由硝酸与氢氟酸、水按照体积比8：1:3.7进行配比制成，同时工艺参数中反应温度设置成30℃。
RENA机台配方见表1。
表1
相比于对比实施例1，氢氟酸少耗用33％硝酸少耗用60％。
图1为本发明实施例1得到的电池片的背抛图，从图1中看到外观整体较亮，反射较高，整面腐蚀平坦。
实施例2
步骤1：在湿法刻蚀机上料前通过自制铺水膜装置，使硅片表面被去离子水覆盖，让所形成的水膜厚度控制在0.8-1mm。
步骤2：刻蚀槽内各道滚轮的水平，水平控制误差不超过0.5mm。
步骤3：将通过新配的药液加入刻蚀槽内。
步骤4:将待刻蚀硅片放入刻蚀槽内进行刻蚀。
步骤3中：新配液的药液由硝酸与氢氟酸、水按照体积比7：1:3.7进行配比制成，同时工艺参数中反应温度设置成30℃，及正常生产时药液自动补加。
RENA机台配方见表2。
表2
实施例3
步骤1：在湿法刻蚀机上料前通过自制铺水膜装置，使硅片表面被去离子水覆盖，让所形成的水膜厚度控制在0.8-1mm。
步骤2：刻蚀槽内各道滚轮的水平，水平控制误差不超过0.5mm。
步骤3：将通过新配的药液加入刻蚀槽内。
步骤4:将待刻蚀硅片放入刻蚀槽内进行刻蚀。
步骤3中：新配液的药液由硝酸与氢氟酸、水按照体积比6：1:3.7进行配比制成，同时工艺参数中反应温度设置成30℃，及正常生产时药液自动补加。
RENA机台配方见表3
表3
实施例4
步骤1：在湿法刻蚀机上料前通过自制铺水膜装置，使硅片表面被去离子水覆盖，让所形成的水膜厚度控制在0.8-1mm。
步骤2：刻蚀槽内各道滚轮的水平，水平控制误差不超过0.5mm。
步骤3：将通过新配的药液加入刻蚀槽内。
步骤4:将待刻蚀硅片放入刻蚀槽内进行刻蚀。
步骤3中：新配液的药液由硝酸与氢氟酸、水按照体积比5：1:3.7进行配比制成，同时工艺参数中反应温度设置成30℃，及正常生产时药液自动补加。
RENA机台配方见表4。
表4
实施例5
步骤1：在湿法刻蚀机上料前通过自制铺水膜装置，使硅片表面被去离子水覆盖，让所形成的水膜厚度控制在0.8-1mm。
步骤2：刻蚀槽内各道滚轮的水平，水平控制误差不超过0.5mm。
步骤3：将通过新配的药液加入刻蚀槽内。
步骤4:将待刻蚀硅片放入刻蚀槽内进行刻蚀。
步骤3中：新配液的药液由硝酸与氢氟酸、水按照体积比8：1:3.7进行配比制成，同时工艺参数中反应温度设置成20℃，及正常生产时药液自动补加。
RENA机台配方见表5。
表5
对比实施例1
步骤1：在湿法刻蚀机上料前通过自制铺水膜装置，使硅片表面被去离子水覆盖，让所形成的水膜厚度控制在1.5-2mm。
步骤2：刻蚀槽内各道滚轮的水平，水平控制误差不超过0.5mm。
步骤3：将通过新配的药液加入刻蚀槽内，同时修改后续正常生产时药液自动补加。
步骤4:将待刻蚀硅片放入刻蚀槽内进行刻蚀。
步骤3中：新配液的药液由硝酸与氢氟酸、硫酸、水按照体积比5.8:1:2:5.8进行配比制成，反应温度为10℃，及正常生产时药液自动补加。
RENA机台配方见表6。
表6
图2为本发明对比实施例1得到的电池片的背抛图，从图2中可见所呈现出的外观略暗，反射略低，相对来说整面腐蚀不是很平坦。
对比实施例2
步骤1：在湿法刻蚀机上料前通过自制铺水膜装置，使硅片表面被去离子水覆盖，让所形成的水膜厚度控制在0.8-1mm。
步骤2：刻蚀槽内各道滚轮的水平，水平控制误差不超过0.5mm。
步骤3：将通过新配的药液加入刻蚀槽内，同时修改后续正常生产时药液自动补加。
步骤4:将待刻蚀硅片放入刻蚀槽内进行刻蚀。
步骤3中：新配液的药液由硝酸与氢氟酸、硫酸、水按照体积比6.5:1:1.4:4.5进行配比制成，反应温度为30℃。
RENA机台配方见表7。
表7
对比实施例3
步骤1：在湿法刻蚀机上料前通过自制铺水膜装置，使硅片表面被去离子水覆盖，让所形成的水膜厚度控制在2.5-3mm。
步骤2：刻蚀槽内各道滚轮的水平，水平控制误差不超过0.5mm。
步骤3：将通过新配的药液加入刻蚀槽内，同时修改后续正常生产时药液自动补加。
步骤4:将待刻蚀硅片放入刻蚀槽内进行刻蚀。
步骤3中：新配液的药液由硝酸与氢氟酸、水按照体积比8：1:3.7进行配比制成，同时工艺参数中反应温度设置成30℃，及正常生产时药液自动补加。
RENA机台配方见表8。
表8
从对温度，药液比例的调整跟踪以及后续生产时药液的自动补加量看，药液的耗用呈明显的下降趋势。后续实验之所以未继续升温主要考量到对设备的影响，水膜厚度低于0.8-1mm容易出现硅片外观不良，有明显的刻蚀印。
不同工艺下，电池片效率对比数据见表9。
表9
不同工艺下，电池片单片耗酸见表10。
表10
| 名称 | 氢氟酸 | 硝酸 |
| 实施例1 | 0.9ml | 2.5ml |
| 实施例2 | 1.2ml | 2.8ml |
| 实施例3 | 1.2ml | 3.5ml |
| 实施例4 | 1.2ml | 4ml |
| 实施例5 | 1.2ml | 3.5ml |
| 对比实施例1 | 1.35ml | 5.5ml |
| 对比实施例2 | 1ml | 4ml |
| 对比实施例3 | 1.2ml | 4ml |
Claims (5)
1.一种太阳能电池片的刻蚀方法，其特征在于，所述刻蚀方法的具体步骤如下：
步骤1：在湿法刻蚀机(RENA)上料前通过自制的铺水膜装置使硅片表面被去离子水覆盖，并保证所形成的水膜厚度控制在0.8-1mm；
步骤2：调整刻蚀槽内各道滚轮的水平，水平控制误差不超过0.5mm；
步骤3：将刻蚀液加入刻蚀槽内；
步骤4:将待刻蚀硅片放入刻蚀槽内进行刻蚀。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片的刻蚀方法，其特征在于，步骤3所述的刻蚀液按照硝酸、氢氟酸和水的体积比为5-8：1:3.7进行配比制成。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片的刻蚀方法，其特征在于，步骤3所述的刻蚀液按照硝酸、氢氟酸和水的体积比为8：1:3.7进行配比制成。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池片的刻蚀方法，其特征在于，步骤4所述的刻蚀过程中的反应温度设置为20-30℃。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池片的刻蚀方法，其特征在于，步骤4所述刻蚀过程中的反应温度设置为30℃。
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