CN114664977A - 一种perc太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺 - Google Patents

一种perc太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，包括如下步骤：S1、前清洗：对单晶硅片清洗；S2、表面改性：在表面改性槽内配制表面改性剂，将清洗后的单晶硅片浸入表面改性剂中进行表面改性；S3、碱抛：对表面改性后的单晶硅片碱抛；S4、后清洗：对碱抛后的单晶硅片清洗；S5、酸洗：对单晶硅片酸洗；S6、烘干：烘干酸洗后的单晶硅片。本发明首先利用表面改性剂对正面磷硅玻璃进行表面改性，且表面改性剂所用烷基化试剂不影响背面硅表面结构，烷基化试剂在磷硅玻璃表面水解，取代表面硅羟基，形成密集的强疏水基团，将磷硅玻璃表面的亲水性转变成强疏水性，这样在碱抛槽内可以极大减小碱对磷硅玻璃的腐蚀速率。

Description

一种PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺
技术领域
本发明属于PERC太阳能单晶电池处理领域，具体涉及一种PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺。
背景技术
目前，在PERC太阳能单晶电池生产过程中，碱抛段工艺(见图1)包括前清洗(双氧水+氢氧化钾+水)+碱抛(氢氧化钾+添加剂+水)+后清洗(双氧水+氢氧化钾+水)+酸洗(HF+HCL+水)+烘干。其中，碱抛槽中，碱(KOH或NaOH)对单晶硅片背面进行腐蚀，同样会存在对正面磷硅玻璃造成腐蚀，继而对PN结造成破坏，影响电池的电性能。
为此，需要加强对正面磷硅玻璃在碱抛槽中的保护，减小碱对磷硅玻璃的腐蚀，提高单晶硅片正背面在碱抛槽中的选择性腐蚀，加大背面腐蚀的同时，减小对正面磷硅玻璃的腐蚀，虽然现在碱抛槽使用碱抛添加剂来对正面磷硅玻璃进行保护，但保护效果仍然不够，所以需要开发一种PERC太阳能单晶电池碱抛的正面保护工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，单晶电池碱抛正面保护效果好；正背面腐蚀选择性高，加大对背面的腐蚀，减小对正面磷硅玻璃的腐蚀；可以降低碱抛添加剂的技术门槛，减轻碱抛添加剂对正面保护的压力。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，包括如下步骤：
S1、前清洗：用混合溶液A对单晶硅片在30-55℃条件下清洗50-75s，混合溶液A中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为14:1.5-3:300-320；
S2、表面改性：在表面改性槽内配制表面改性剂，将步骤S1清洗后的单晶硅片浸入表面改性剂中进行表面改性；
S3、碱抛：用混合溶液B对步骤S2表面改性后的单晶硅片在60-80℃条件下碱抛190-230s，混合溶液B中氢氧化钾、添加剂和纯水的体积比为16:2-5:300-330；
S4、后清洗：用混合溶液C对步骤S3碱抛后的单晶硅片在30-50℃条件下清洗45-63s，混合溶液C中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为5:1-3:310-360；
S5、酸洗：用混合溶液D对步骤S4清洗后的单晶硅片在20-36℃条件下酸洗100-130s，混合溶液D中氢氟酸、盐酸和纯水的体积比为35:10-25:300-330；
S6、烘干：步骤S5中酸洗后的单晶硅片在90-110℃条件下烘干430-550s。
其中，步骤S2中，表面改性槽内的表面改性剂包括烷基化试剂和溶剂，其中，所述烷基化试剂的浓度为1％-30％，余量为溶剂。
优选的，所述烷基化试剂为二氯二甲基硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、叔丁基二甲基氯硅烷、三异丙基氧硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、二叔丁基二氯硅烷、三甲基轻乙基硅烷、甲基二苯基羟乙基硅烷中的一种或几种组合物。
优选的，所述溶剂为三氯乙烯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺中的一种或几种组合物。
其中，步骤S2中，表面改性的时间为100-600s，温度为15-25℃。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
1、本发明首先利用表面改性剂对正面磷硅玻璃进行表面改性，且表面改性剂所用烷基化试剂不影响背面硅表面结构，烷基化试剂在磷硅玻璃表面水解，取代表面硅羟基，形成密集的强疏水基团，将磷硅玻璃表面的亲水性转变成强疏水性，这样在碱抛槽内可以极大减小碱对磷硅玻璃的腐蚀速率。
2、本发明中，单晶电池碱抛正面保护效果好，背面腐蚀选择性高，加大对磷硅玻璃背面的腐蚀，减小对磷硅玻璃正面的腐蚀。
3、本发明可以降低碱抛添加剂的技术门槛，减轻碱抛添加剂对磷硅玻璃正面保护的压力。
附图说明
图1为本发明的背景技术中单晶电池碱抛现有工艺流程图；
图2为本发明的单晶电池碱抛正面保护工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图2所示，本发明提供一种PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，包括如下步骤：
S1、前清洗：用混合溶液A对单晶硅片在30-55℃条件下清洗50-75s，混合溶液A中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为14:1.5-3:300-320；
S2、表面改性：在表面改性槽内配制表面改性剂，将前清洗后单晶硅片浸入表面改性剂中进行表面改性；
表面改性的时间为100-600s，温度为15-25℃。
其中，表面改性槽内的表面改性剂包括烷基化试剂和溶剂，其中，所述烷基化试剂的浓度为1％-30％，余量为溶剂。
优选的，所述烷基化试剂为二氯二甲基硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、叔丁基二甲基氯硅烷、三异丙基氧硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、二叔丁基二氯硅烷、三甲基轻乙基硅烷、甲基二苯基羟乙基硅烷中的一种或几种组合物。
所述溶剂为三氯乙烯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺中的一种或几种组合物。
S3、碱抛：用混合溶液B对步骤S2表面改性后的单晶硅片在60-80℃条件下碱抛195-230s，混合溶液B中氢氧化钾、添加剂和纯水的体积比为16:2-5:300-330；
S4、后清洗：用混合溶液C对步骤S3碱抛后的单晶硅片在30-50℃条件下清洗45-63s，混合溶液C中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为5:1-3:310-360；
S5、酸洗：用混合溶液D对步骤S4清洗后的单晶硅片在20-36℃条件下酸洗100-130s，混合溶液D中氢氟酸、盐酸和纯水的体积比为35:10-25:300-330；
S6、烘干：步骤S5中酸洗后的单晶硅片在90-110℃条件下烘干430-550s。
下面结合几个具体实施例进一步阐述本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，包括如下步骤：
S1、前清洗：用混合溶液A对单晶硅片在45℃条件下清洗60s，混合溶液A中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为14:1.5:320；
S2、表面改性：在表面改性槽内将100g二甲基二氯硅烷加入到900g的三氯乙烯中，得到表面改性液，将前清洗后单晶硅片浸入表面改性液中，改性时间300s，改性温度25℃。
S3、碱抛：用混合溶液B对步骤S2表面改性后的单晶硅片在65℃条件下碱抛210s，混合溶液B中氢氧化钾、添加剂和纯水的体积比为16:4:320；
S4、后清洗：用混合溶液C对步骤S3碱抛后的单晶硅片在45℃条件下清洗60s，混合溶液C中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为5:2:340；
S5、酸洗：用混合溶液D对步骤S4清洗后的单晶硅片在25℃条件下酸洗120s，混合溶液D中氢氟酸、盐酸和纯水的体积比为35:20:310；
S6、烘干：步骤S5中酸洗后的单晶硅片在90℃条件下烘干500s。
实施例2
本实施例提供一种PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，包括如下步骤：
S1、前清洗：用混合溶液A对单晶硅片在55℃条件下清洗75s，混合溶液A中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为14:1.5:320；
S2、表面改性：在表面改性槽内将150g二甲基二氯硅烷加入到850g的三氯乙烯中，得到表面改性液，将前清洗后单晶硅片浸入表面改性液中，改性时间300s，改性温度25℃。
S3、碱抛：用混合溶液B对步骤S2表面改性后的单晶硅片在80℃条件下碱抛230s，混合溶液B中氢氧化钾、添加剂和纯水的体积比为16:4:320；
S4、后清洗：用混合溶液C对步骤S3碱抛后的单晶硅片在50℃条件下清洗63s，混合溶液C中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为5:2:340；
S5、酸洗：用混合溶液D对步骤S4清洗后的单晶硅片在36℃条件下酸洗130s，混合溶液D中氢氟酸、盐酸和纯水的体积比为35:20:310；
S6、烘干：步骤S5中酸洗后的单晶硅片在110℃条件下烘干550s。
实施例3
本实施例提供一种PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，包括如下步骤：
S1、前清洗：用混合溶液A对单晶硅片在30℃条件下清洗50s，混合溶液A中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为14:1.5:320；
S2、表面改性：在表面改性槽内将100g六甲基二硅氮烷加入到900g的二甲基甲酰胺中，得到表面改性液，将前清洗后单晶硅片浸入表面改性液中，改性时间300s，改性温度25℃。
S3、碱抛：用混合溶液B对步骤S2表面改性后的单晶硅片在60℃条件下碱抛195s，混合溶液B中氢氧化钾、添加剂和纯水的体积比为16:4:320；
S4、后清洗：用混合溶液C对步骤S3碱抛后的单晶硅片在30℃条件下清洗45s，混合溶液C中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为5:2:340；
S5、酸洗：用混合溶液D对步骤S4清洗后的单晶硅片在20℃条件下酸洗100s，混合溶液D中氢氟酸、盐酸和纯水的体积比为35:20:310；
S6、烘干：步骤S5中酸洗后的单晶硅片在90℃条件下烘干430s。
将实施例1-3制得的单晶硅片进行测试碱抛前后正面方阻提升和背面反射率，结果如下表：
项目 方阻提升(Ω/□) 反射率(％)
实施例1 1.7 48.3
实施例2 1.2 48.6
实施例3 1.4 48.1
对比组 1.6-2.5 48.1-48.7
。
以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、前清洗：用混合溶液A对单晶硅片在30-55℃条件下清洗50-75s，混合溶液A中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为14:1.5-3:300-320；
S2、表面改性：在表面改性槽内配制表面改性剂，将步骤S1清洗后的单晶硅片浸入表面改性剂中进行表面改性；
S3、碱抛：用混合溶液B对步骤S2表面改性后的单晶硅片在60-80℃条件下碱抛195-230s，混合溶液B中氢氧化钾、添加剂和纯水的体积比为16:2-5:300-330；
S4、后清洗：用混合溶液C对步骤S3碱抛后的单晶硅片在30-50℃条件下清洗45-63s，混合溶液C中双氧水、氢氧化钾和纯水的体积比为5:1-3:310-360；
S5、酸洗：用混合溶液D对步骤S4清洗后的单晶硅片在20-36℃条件下酸洗100-130s，混合溶液D中氢氟酸、盐酸和纯水的体积比为35:10-25:300-330；
S6、烘干：步骤S5中酸洗后的单晶硅片在90-110℃条件下烘干430-550s。
2.根据权利要求1所述的PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，其特征在于，步骤S2中，表面改性槽内的表面改性剂包括烷基化试剂和溶剂，其中，所述烷基化试剂的浓度为1％-30％，余量为溶剂。
3.根据权利要求2所述的PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，其特征在于，所述烷基化试剂为二氯二甲基硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、叔丁基二甲基氯硅烷、三异丙基氧硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、二叔丁基二氯硅烷、三甲基轻乙基硅烷、甲基二苯基羟乙基硅烷中的一种或几种组合物。
4.根据权利要求2所述的PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，其特征在于，所述溶剂为三氯乙烯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺中的一种或几种组合物。
5.根据权利要求1所述的PERC太阳能单晶电池碱抛正面保护工艺，其特征在于，步骤S2中，表面改性的时间为100-600s，温度为15-25℃。
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