CN111883617A - 一种准单晶电池片生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及准单晶电池片生产领域。一种准单晶电池片生产工艺，多晶硅电池片生产过程中采用单晶方式制绒、多晶方式扩散、多晶方式酸抛、多晶热氧钝化、多晶方式PECVD镀膜、多晶方式丝网印刷进行，其中，所述的单晶方式是指采用单晶设备生产，所述的多晶方式是指采用多晶设备生产。本发明在多晶方式扩散、多晶方式酸抛、多晶热氧钝化、多晶方式PECVD镀膜、多晶方式丝网印刷利用现有的多晶工艺生产设备，协调调整生产工艺，再结合采用单晶方式制绒，使得结果得到准单晶的转换效率能到20.06%。
Description
技术领域
本发明涉及准单晶电池片生产领域。
背景技术
光伏行业革新换代技术升级迅速，先期的光伏生产商在寻求生存的基础上选择购买适合当前最先进技术的设备，或者是根据现有的电池工艺生产设备进行改造升级优化。前者需要大量的资金投入，后者相对资金压力小，只需要对现有设备改造或者工艺配方优化，且不造成浪费。
在光伏市场里面，晶体硅占到90%。在规模化生产中，多晶成本低，但转换效率低，单晶转换效率高，但成本高。准单晶是采用铸锭工艺生产出的类似单晶甚至全单晶的产品。准单晶电池片和多晶硅片相比，其晶界少，位错密度低；单晶硅片虽然晶体缺陷少，但成本高，光衰严重，准单晶的光衰减低约¼-½。
利用现有多晶和单晶生产设备，选用准单晶硅片，进行原工艺优化升级，寻找一条适合准单晶电池片的制造工艺路线。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：通过尽可能多的使用单多晶电池生产设备，生产出准单晶电池片，使具有多晶硅片生产成本的准单晶硅片获得单晶电池片的转换效率。
本发明所采用的技术方案是：一种准单晶电池片生产工艺，多晶硅电池片生产过程中采用单晶方式制绒、多晶方式扩散、多晶方式酸抛、多晶热氧钝化、多晶方式PECVD镀膜、多晶方式丝网印刷进行，其中，所述的单晶方式是指采用单晶设备生产，所述的多晶方式是指采用多晶设备生产。
单晶方式制绒是指在单晶槽式制绒设备上进行金字塔绒面制备，生产工艺流程为粗抛→前清洗→水洗→制绒→水洗→后清洗→酸洗→水洗→热烘干，其中，粗抛采用68-72℃的体积分数为3.6%的KOH水溶液，前清洗和后清洗采用KOH和H2O2的混合水溶液，KOH的体积分数为1.35%,H2O2的体积分数为5.2%，制绒腐蚀液为KOH、制绒添加剂、水在78-82℃的水溶液，KOH体积分数为1.9%，添加剂体积分数为0.6%，酸洗液为HF、HCl、水的混合液，HF体积分数为12.6%，HCl体积分数为11.6%。
多晶方式扩散是指在单晶扩散设备上进行扩散，生产工艺流程为775-785℃低温通源沉积、800℃-820℃高温通源沉积、850-870℃高温推进氧化、810-820℃高温通源沉积、720-730℃低温推进。
多晶方式酸抛是指在单晶链式酸抛设备上进行背抛和磷硅玻璃的去除，其中，酸背抛腐蚀液为HF和HNO3的混合液，体积比为55:300，碱洗液为KOH和水混合液，体积比为5.6:56，去磷硅玻璃腐蚀液为HF和水的混合液，体积比为100:370。
多晶热氧钝化是指使用单晶扩散炉进行钝化工艺，沉积温度760℃，沉积一层致密的SiO2薄膜，760℃降至700℃保温后出炉。
多晶方式PECVD镀膜，首先进行膜层间预处理，然后进行膜层沉积。
多晶方式丝网印刷是指采用多晶正银网版匹配单晶正银浆料。
本发明的有益效果是：本发明在多晶方式扩散、多晶方式酸抛、多晶热氧钝化、多晶方式PECVD镀膜、多晶方式丝网印刷利用现有的多晶工艺生产设备，协调调整生产工艺，再结合采用单晶方式制绒，使得结果得到准单晶的转换效率能到20.06%。
具体实施方式
1.制绒：在单晶槽式制绒设备上进行金字塔绒面制备，制绒的生产工艺流程为粗抛→前清洗→水洗→制绒→水洗→后清洗→酸洗→水洗→热烘干。其中
1）粗抛液为KOH和HOT water混合液，70℃左右，KOH的体积分数为3.6%，工序时间为110s；
2）前清洗液和后清洗液为KOH、H2O2和HOT-water混合液，65℃左右，其中KOH的体积分数为1.35%,H2O2的体积分数为5.2%，工序时间为160s；
3）制绒腐蚀液为KOH、制绒添加剂和DI-water混合液，80℃左右，其中KOH体积分数为1.9%，添加剂体积分数为0.6%，工序时间为400s；
4）酸洗液为一定配比的DI-water、HF和HCl的混合液，常温，其中HF体积分数为12.6%，HCl体积分数为11.6%，工序时间为160s。
5）水洗槽为DI-water，清洗时间为100s；95℃左右热烘干550s。
6）为保证腐蚀液的浓度稳定性，在量产中，采用按每批进行腐蚀液的进补，粗抛槽为HOT-water：1000ml、KOH：900ml；清洗槽KOH：68ml、H2O2：1570ml；制绒槽TOT：9100ml、KOH：500ml、添加剂：170ml；酸洗槽DI：1000ml、HF：500ml、HCl：300ml。
2.扩散：采用三次通源沉积获得PN结。主要过程为：
1）低温通源沉积。沉积温度775-785℃，大氮流量300sccm，小氮流量900sccm，氧气流量800sccm，气体压力100-110 mbar，工艺时间200s；
2）高温通源沉积。沉积温度800-820℃，大氮流量300sccm，小氮流量900sccm，氧气流量800sccm，气体压力100-110 mbar，工艺时间200s；
3）高温推进氧化。推进温度850-870℃，大氮流量900sccm，氧气流量1000sccm，气体压力100-110 mbar，工艺时间240s；
4）高温通源沉积。沉积温度810-820℃，大氮流量200sccm，小氮流量900sccm，氧气流量900sccm，气体压力100-110 mbar，工艺时间360s；
5）低温推进。推进温度720-730℃，大氮流量3000sccm，小氮流量500sccm，气体压力100-110 mbar，工艺时间140s；
3.酸抛：在单多晶链式酸抛设备上进行背抛和磷硅玻璃的去除。其中：
1）酸背抛腐蚀液为HF和HNO3的混合液，体积比为55:300，13℃左右；
2）碱洗液为KOH和DI-water混合液，体积比为5.6:56，常温；
3）去磷硅玻璃腐蚀液为HF和DI-water的混合液，体积比为100:370，常温；4）为保证腐蚀液浓度的稳定性，各腐蚀液按接片量进补，其中酸背抛腐蚀液HF1000ml、HNO34000ml/200pcs；碱洗液KOH250ml、DI1000ml/200pcs；去PSG液HF800ml、DI1000ml/280pcs。水槽为循环水。
4.热氧钝化：使用扩散炉进行钝化工艺。关键工艺步骤为：
1）沉积一层致密的SiO2薄膜。沉积温度760℃，氧气流量5000 sccm，沉积压力180bar，沉积时间20min；
2）降温。由760℃降至700℃，通N2流量10000 sccm，压力1060 bar，降速15℃/min，后改变通N2流量为5000 sccm，保温10min。之后出舟出管卸片。
5.PECVD镀膜：
1）膜层间预处理过程：温度450℃，气体压强1700mTor，射频功率6500W，NH3流量3000sccm，N2流量3000 sccm；工艺时间8s。
2）膜层沉积：沉积温度450℃，气体压强1700 mTor，射频功率6500W，第一层膜NH3流量3800sccm，SiH4流量800sccm，工艺时间100s；第二层膜NH3流量4200sccm，SiH4流量770sccm，工艺时间70s；第三层膜NH3流量5200sccm，SiH4流量660sccm，工艺时间90s；第三层膜NH3流量6800sccm，SiH4流量940sccm，工艺时间170s。
6.丝网印刷：丝网印刷流程为背银、背场、正银。其中：
1）背银、背场印刷为多晶背银、背场网版匹配多晶背银、背场浆料；其中背银浆重控制在30-40g/片，背场浆重控制在80-90g/片；
2）正银印刷为多晶正银网版匹配单晶正银浆料，浆重控制在90-100g/片。
Claims (7)
1.一种准单晶电池片生产工艺，其特征在于：多晶硅电池片生产过程中采用单晶方式制绒、多晶方式扩散、多晶方式酸抛、多晶热氧钝化、多晶方式PECVD镀膜、多晶方式丝网印刷进行，其中，所述的单晶方式是指采用单晶设备生产，所述的多晶方式是指采用多晶设备生产。
2.根据权利要求1所述的一种准单晶电池片生产工艺，其特征在于：单晶方式制绒是指在单晶槽式制绒设备上进行金字塔绒面制备，生产工艺流程为粗抛→前清洗→水洗→制绒→水洗→后清洗→酸洗→水洗→热烘干，其中，粗抛采用68-72℃的体积分数为3.6%的KOH水溶液，前清洗和后清洗采用KOH和H2O2的混合水溶液，KOH的体积分数为1.35%,H2O2的体积分数为5.2%，制绒腐蚀液为KOH、制绒添加剂、水在78-82℃的水溶液，KOH体积分数为1.9%，添加剂体积分数为0.6%，酸洗液为HF、HCl、水的混合液，HF体积分数为12.6%，HCl体积分数为11.6%。
3.根据权利要求1所述的一种准单晶电池片生产工艺，其特征在于：多晶方式扩散是指在单晶扩散设备上进行扩散，生产工艺流程为775-785℃低温通源沉积、800℃-820℃高温通源沉积、850-870℃高温推进氧化、810-820℃高温通源沉积、720-730℃低温推进。
4.根据权利要求1所述的一种准单晶电池片生产工艺，其特征在于：多晶方式酸抛是指在单晶链式酸抛设备上进行背抛和磷硅玻璃的去除，其中，酸背抛腐蚀液为HF和HNO3的混合液，体积比为55:300，碱洗液为KOH和水混合液，体积比为5.6:56，去磷硅玻璃腐蚀液为HF和水的混合液，体积比为100:370。
5.根据权利要求1所述的一种准单晶电池片生产工艺，其特征在于：多晶热氧钝化是指使用单晶扩散炉进行钝化工艺，沉积温度760℃，沉积一层致密的SiO2薄膜，760℃降至700℃保温后出炉。
6.根据权利要求1所述的一种准单晶电池片生产工艺，其特征在于：多晶方式PECVD镀膜，首先进行膜层间预处理，然后进行膜层沉积。
7.根据权利要求1所述的一种准单晶电池片生产工艺，其特征在于：多晶方式丝网印刷是指采用多晶正银网版匹配单晶正银浆料。
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| CN112466978A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-09 | 晋能光伏技术有限责任公司 | 一种晶硅/非晶硅异质结电池的电池结构及其制备方法 |
| CN114122190A (zh) * | 2021-10-14 | 2022-03-01 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 常压扩散设备实现单晶perc热氧工艺的改造方法 |
| CN114122190B (zh) * | 2021-10-14 | 2023-12-26 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 常压扩散设备实现单晶perc热氧工艺的改造方法 |
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