CN114566569B - 一种太阳能电池生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了本发明提供一种太阳能电池生产线，包括：制绒设备，硼扩散设备，掺杂剂沉积设备，退火设备，链式湿法设备。本发明太阳能电池生产线，在硼扩散设备和链式湿法设备之间增加掺杂剂沉积设备和退火设备；可先将硅片背面BSG层变为XBSG层，X为Ⅴ族元素；再进行背刻蚀去除XBSG层；这样可降低背刻蚀的氢氟酸浓度，减少背刻蚀的时间，可降低酸耗，提高产能，优化工艺窗口，规避安全风险，有效优化TOPCon电池的工艺路线。且本发明产线可以为全链式，可有效降低人力成本，可优化车间布局减少占地，可减少人员带来的环境污染，降低不良率提高电池效率，可简化样品流转过程降低待滞时间，从而减少不良提高产能。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池生产线。
背景技术
目前主流的n型TOPCon电池为正结电池，硅片正面采用硼扩散制备发射极。现有的n型TOPCon电池生产线一般包括制绒设备、硼扩散设备、链式湿法设备以及后续相关设备。制绒设备对硅片进行制绒处理，使硅片两侧表面形成金字塔绒面；硼扩散设备对制绒处理后的硅片进行硼扩散处理，且经过硼扩散处理在硅片正背面形成BSG（硼硅玻璃）层；链式湿法设备对硅片背面进行单面酸刻蚀（即背刻蚀），去除硅片背面的BSG层。
链式湿法设备中一般采用氢氟酸去除硅片背面的BSG层，但BSG层在氢氟酸中腐蚀速率很低，BSG层去除难度很大；具体的：酸刻蚀需采用质量浓度不小于30%的氢氟酸，且酸刻蚀的温度为15～35℃，时间为250～400s（带速约为0.7m/min，以达到接触时间）。这就要求去BSG工艺需要更长的时间、更高浓度的氢氟酸来满足批量生产的需求，这都会导致相应制造成本增加。具体的，高氢氟酸耗量会增加化学品成本，同时引发更高的酸排处理成本，高浓度氢氟酸溶液会带来安全隐患，低带速会导致产能损失，易形成产能瓶颈，降低TOPCon电池的市场竞争力。
发明内容
为解决现有技术的缺陷，本发明提供一种太阳能电池生产线，包括：
制绒设备，其对硅片进行制绒处理，使硅片两侧表面形成金字塔绒面；
硼扩散设备，其对制绒处理后的硅片进行硼扩散处理，且经过硼扩散处理在硅片两侧表面形成BSG层；
掺杂剂沉积设备，其在硅片一侧表面的BSG层上沉积含有X的掺杂剂，X为Ⅴ族元素（X可以选自N、P、As、Sb、Bi中的一种或几种），以硅片上沉积有掺杂剂的一侧表面为硅片的沉积面；
退火设备，其对沉积掺杂剂后的硅片进行退火处理，使沉积面上的BSG层变为XBSG层；
链式湿法设备，其对硅片的沉积面进行单面酸刻蚀，去除沉积面上的XBSG层。
优选的，所述制绒设备为链式制绒设备。
优选的，所述硼扩散设备为链式扩散设备。
优选的，所述链式扩散设备的输入端与链式制绒设备的输出端对接。
优选的，所述掺杂剂沉积设备为链式沉积设备。
优选的，所述链式沉积设备的输入端与链式扩散设备的输出端对接。
优选的，所述退火设备为链式退火设备。
优选的，所述链式退火设备的输入端与链式沉积设备的输出端对接。
优选的，所述链式湿法设备的输入端与链式退火设备的输出端对接。
优选的，所述链式退火设备的输出端与链式湿法设备的输入端之间还设有翻转设备，该翻转设备将链式退火设备输出的硅片翻面。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种太阳能电池生产线，在硼扩散设备和链式湿法设备之间增加掺杂剂沉积设备和退火设备，可先将硅片背面BSG层变为XBSG层（X为Ⅴ族元素，X可以选自N、P、As、Sb、Bi中的一种或几种），再进行背刻蚀去除XBSG层，可降低背刻蚀的氢氟酸浓度，减少背刻蚀的时间，可降低酸耗，提高产能，优化工艺窗口，规避安全风险，有效优化TOPCon电池的工艺路线。
本发明还具有如下优势：
1）现有技术中背刻蚀直接采用氢氟酸去除BSG，工艺难度较大，需求更长的工艺时间，则必须增长链式湿法设备或降低产能，使得背刻蚀成为TOPCon量产导入的瓶颈，且背刻蚀时由于硅片边缘与氢氟酸接触不充分会大概率出现残留问题。而本发明将硅片背面BSG层变为XBSG层（X为Ⅴ族元素，X可以选自N、P、As、Sb、Bi中的一种或几种），在同等浓度氢氟酸中XBSG层去除速度快于BSG层，可实现优于PERC电池的产能，且规避了边缘残留问题，解决背刻蚀引入的电池漏电风险。
2）现有技术中背刻蚀去除BSG需配高浓度氢氟酸（氢氟酸的质量浓度不小于30%），这不但导致电池制备成本上升，也会导致链式槽体上方出现酸雾，且水膜爬液严重，进而产生硅片正面过刻问题。而本发明背面XBSG层的去除不需高浓度的氢氟酸，可采用低浓度的氢氟酸进行去除（氢氟酸的质量浓度可低至1%），大大降低了药液成本，还可规避硅片正面过刻风险，极大的拓宽了工艺窗口。
3）本发明产线的制绒设备、硼扩散设备、掺杂剂沉积设备、退火设备、链式湿法设备都可采用链式设备，且相邻两个链式设备的输出端、输入端对接，可以实现全链式，这样可有效降低人力成本，可优化车间布局减少占地，可减少人员带来的环境污染，降低不良率提高电池效率，可简化样品流转过程降低待滞时间，从而减少不良提高产能，可实现全自动车间，降低安全风险。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体实施的技术方案如下：
本发明提供一种太阳能电池生产线，包括：链式制绒设备，链式扩散设备，链式沉积设备，链式退火设备，翻转设备，链式湿法设备；
链式制绒设备，其对硅片进行制绒处理，使硅片两侧表面形成金字塔绒面；
链式制绒设备的输出端与链式扩散设备的输入端对接；
链式扩散设备，其对制绒处理后的硅片进行硼扩散处理，且经过硼扩散处理在硅片上下表面形成BSG层；
链式扩散设备的输出端与链式沉积设备的输入端对接；
链式沉积设备，其在硅片上表面（电池片的背面）的BSG层上沉积含有X的掺杂剂，X为Ⅴ族元素，X可以选自N、P、As、Sb、Bi中的一种或几种，以硅片上沉积有掺杂剂的一侧表面为硅片的沉积面；
链式沉积设备包括：用于传送硅片的传送机构（如传送辊），以及对传送的硅片的上表面进行滚涂、喷涂、旋涂、丝网印刷或转印掺杂剂的沉积机构；
链式沉积设备的输出端与链式退火设备的输入端对接；
链式退火设备，其对沉积掺杂剂后的硅片进行退火处理，使硅片上表面的BSG层变为XBSG层；退火的温度为400～800℃，时间为2～10min；
链式退火设备的输出端与链式湿法设备的输入端对接；翻转设备设在链式退火设备的输出端与链式湿法设备的输入端之间，翻转设备将链式退火设备输出的硅片翻面（使电池片的背面由朝上翻转为朝下）；
链式湿法设备，其对翻面后的硅片的下表面（电池片的背面）进行单面酸刻蚀（即背刻蚀），去除硅片下表面的XBSG层；酸刻蚀采用质量浓度为1%～3%的氢氟酸，酸刻蚀的温度为15～35℃，时间为40～60min（带速为2～4m/min）。
本发明先将硅片背面BSG层变为XBSG层（X为Ⅴ族元素，X可以选自N、P、As、Sb、Bi中的一种或几种），再进行背刻蚀去除XBSG层，可降低背刻蚀的氢氟酸浓度，减少背刻蚀的时间，可降低酸耗，提高产能，优化工艺窗口，规避安全风险，有效优化TOPCon电池的工艺路线。
本发明产线为全链式，具有如下优选：①可有效降低人力成本；②优化车间布局减少占地；③减少人员带来的环境污染，降低不良率提高电池效率；④简化样品流转过程降低待滞时间，从而减少不良提高产能；⑤实现全自动车间，降低安全风险。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种太阳能电池生产线，其特征在于，其为全链式生产线，包括：链式制绒设备，链式扩散设备，链式沉积设备，链式退火设备，翻转设备，链式湿法设备；
链式制绒设备，其对硅片进行制绒处理，使硅片两侧表面形成金字塔绒面；
链式制绒设备的输出端与链式扩散设备的输入端对接；
链式扩散设备，其对制绒处理后的硅片进行硼扩散处理，且经过硼扩散处理在硅片上下表面形成BSG层；
链式扩散设备的输出端与链式沉积设备的输入端对接；
链式沉积设备，其在硅片上表面的BSG层上沉积含有X的掺杂剂，X选自N、As、Sb、Bi中的一种或几种，以硅片上沉积有掺杂剂的一侧表面为硅片的沉积面；
链式沉积设备包括：用于传送硅片的传送机构，以及对传送的硅片的上表面进行滚涂、喷涂、旋涂、丝网印刷或转印掺杂剂的沉积机构；
链式沉积设备的输出端与链式退火设备的输入端对接；
链式退火设备，其对沉积掺杂剂后的硅片进行退火处理，使硅片上表面的BSG层变为XBSG层；退火的温度为400～800℃，时间为2～10min；
链式退火设备的输出端与链式湿法设备的输入端对接；翻转设备设在链式退火设备的输出端与链式湿法设备的输入端之间，翻转设备将链式退火设备输出的硅片翻面；
链式湿法设备，其对翻面后的硅片的下表面进行单面酸刻蚀，去除硅片下表面的XBSG层；酸刻蚀采用质量浓度为1%的氢氟酸，酸刻蚀的温度为15～35℃，时间为40～60min，带速为2～4m/min。
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