CN216488101U - 一种链式碱抛系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种链式碱抛系统，用于抛光制绒后的硅片，包括：用于在制绒后的硅片的正面形成水膜的喷淋单元；用于去除制绒后的硅片的背面及四周的磷硅玻璃的第一酸洗单元；用于清洗第一酸洗单元酸洗后的硅片的第一水洗单元；用于对第一水洗单元水洗后的硅片的背面进行碱抛光的碱抛单元；用于清洗碱抛光后的硅片的第二水洗单元；用于去除第二水洗单元清洗后的硅片的正面的磷硅玻璃的第二酸洗单元；和用于清洗第二酸洗单元酸洗后的硅片的第三水洗单元；其中，所述喷淋单元、第一酸洗单元、第一水洗单元、碱抛单元、第二水洗单元、第二酸洗单元、第三水洗单元依次相连接。本实用新型采用链式碱抛，污染小，且不损伤正面P‑N结。

Description

一种链式碱抛系统

技术领域

本实用新型涉及硅太阳能电池制造设备技术领域，尤其涉及一种链式碱抛系统。

背景技术

太阳能电池制作过程中，刻蚀工艺是该产品很重要的一个环节，目前硅太阳能电池刻蚀工艺有两种，一种是采用链式酸抛工艺，为了达到刻蚀效果，工艺中使用硝酸量大，会生成大量含氮化合物，污染环境，而且污水处理成本较高；另一种是采用槽式碱抛工艺，先用酸把四周及背面的磷硅玻璃去除，水洗烘干，再把硅片插到花篮投入含有氢氧化钾或氢氧化钠溶液槽式制绒槽里，工艺流程复杂，需要对现有产线进行改造，设备投入成本大，且硅片浸泡在热氢氧化钾溶液中，硅片正面P-N结难免会被破坏。现有技术也有使用链式碱抛的工艺处理，如正面氧化层加厚(臭氧工艺)、正面先镀SiNx再浸泡溶液，也有较多的工艺添加碱抛添加剂使得更好的保护正面的P-N结，加快背面的抛光；但上述工艺都不能很好的保护硅片正面P-N结。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种链式碱抛系统，污染小，且不损伤正面P-N结。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种链式碱抛系统，用于抛光制绒后的硅片，包括：用于在制绒后的硅片的正面形成水膜的喷淋单元；用于去除制绒后的硅片的背面及四周的磷硅玻璃的第一酸洗单元；用于清洗第一酸洗单元酸洗后的硅片的第一水洗单元；用于对第一水洗单元水洗后的硅片的背面进行碱抛光的碱抛单元；用于清洗碱抛光后的硅片的第二水洗单元；用于去除第二水洗单元清洗后的硅片的正面的磷硅玻璃的第二酸洗单元；和用于清洗第二酸洗单元酸洗后的硅片的第三水洗单元；

其中，所述喷淋单元、第一酸洗单元、第一水洗单元、碱抛单元、第二水洗单元、第二酸洗单元、第三水洗单元依次相连接；

所述第一酸洗单元中设有第一酸洗槽和输送辊，所述第一酸洗槽内设有第一氢氟酸溶液，所述输送辊能够将制绒后的硅片漂浮在所述第一氢氟酸溶液上；

所述碱抛单元中设有碱抛槽和输送辊，所述碱抛槽内设有和氢氧化钾溶液，所述输送辊能够将硅片漂浮在所述氢氧化钾溶液上。

优选的，所述碱抛单元中设有1～5个碱抛槽和1～5个用于调节所述碱抛槽温度的温度调节装置。

优选的，所述碱抛槽的宽度≤2×硅片的宽度。

优选的，所述碱抛单元设有第一碱抛槽、第二碱抛槽和第三碱抛槽；碱抛时，硅片依次经过所述第一碱抛槽、第二碱抛槽和第三碱抛槽；

所述第一碱抛槽内设有第一氢氧化钾溶液，所述第二碱抛槽内设有第二氢氧化钾溶液，所述第三碱抛槽内设有第三氢氧化钾溶液。

优选的，所述碱抛单元还包括：用于调节第一碱抛槽内第一氢氧化钾溶液温度的第一温度调节装置；用于调节第二碱抛槽内第二氢氧化钾溶液温度的第二温度调节装置；和用于调节第三碱抛槽内第三氢氧化钾溶液温度的第三温度调节装置；以使所述第一氢氧化钾溶液、第二氢氧化钾溶液、第三氢氧化钾溶液的温度不同。

优选的，所述第二酸洗单元内设有第二酸洗槽，所述第二酸洗槽内设有第二氢氟酸溶液。

优选的，所述第一水洗单元和所述的第二水洗单元包括下喷淋装置。

优选的，所述第三水洗单元包括上喷淋装置和下喷淋装置。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

1.本实用新型的链式碱抛系统，采用碱抛单元对硅片背面进行抛光，第一酸洗单元仅用于去除硅片背面及四周的磷硅玻璃，硅片正面完全裸露在空气中；因此在第一酸洗单元中无需加入硝酸和/或硫酸，减少了氮排放，降低环境污染。且本实用新型的碱抛单元中设有碱抛槽，碱抛槽内设有氢氧化钾溶液，碱抛时，硅片漂浮在氢氧化钾溶液上，使得硅片正面完全裸露在空气中，不损伤正面的P-N结。

2.本实用新型的链式碱抛系统，采用多个碱抛槽、多个温度调节装置，一者，可采用不同温度、不同浓度的碱液依次对硅片进行碱抛，提升抛光效果；二者有效减少了碱抛槽的体积，使得不同碱抛槽内温度更加均匀；三者，由于碱抛槽体积减小，故可采用单排输送，降低了输送系统中输送辊的变形几率。

附图说明

图1是本实用新型一种链式碱抛系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。

如图1所示，本实施例提供了一种链式碱抛系统，用于抛光制绒后的硅片，包括：用于在制绒后的硅片的正面形成水膜的喷淋单元1；用于去除制绒后的硅片的背面及四周的磷硅玻璃的第一酸洗单元2；用于清洗第一酸洗单元2酸洗后的硅片的第一水洗单元3；用于对第一水洗单元3水洗后的硅片的背面进行碱抛光的碱抛单元4；用于清洗碱抛光后的硅片的第二水洗单元5；用于去除第二水洗单元5清洗后的硅片的正面的磷硅玻璃的第二酸洗单元6；和用于清洗第二酸洗单元6酸洗后的硅片的第三水洗单元7；其中，喷淋单元1、第一酸洗单元2、第一水洗单元3、碱抛单元4、第二水洗单元5、第二酸洗单元6、第三水洗单元7依次相连接；第一酸洗单元2中设有第一酸洗槽21和输送辊22，第一酸洗槽21内设有第一氢氟酸溶液，输送辊22能够将制绒后的硅片漂浮在第一氢氟酸溶液上；碱抛单元4中设有碱抛槽41和输送辊43，碱抛槽41内设有和氢氧化钾溶液，输送辊43能够将硅片漂浮在氢氧化钾溶液上。

基于上述技术特征的链式碱抛系统，采用碱抛单元对硅片背面进行抛光，第一酸洗单元仅用于去除硅片背面及四周的磷硅玻璃，硅片正面完全裸露在空气中；因此在第一酸洗单元中无需加入硝酸和/或硫酸，减少了氮排放，降低环境污染。且本实用新型的碱抛系统中设有碱抛槽，碱抛槽内设有氢氧化钾溶液，碱抛时，硅片漂浮在所述氢氧化钾溶液上，使得硅片正面完全裸露在空气中，不损伤正面的P-N结。

具体的，喷淋单元1包括上喷淋装置11和输送辊12，上喷淋装置11设于输送辊12的上方，以对位于输送辊上的硅片进行喷淋，在硅片正面形成水膜。

具体的，第一酸洗单元2包括第一酸洗槽21和输送辊22，第一酸洗槽21内设有浓度为50～150g/L的第一氢氟酸溶液，第一酸洗单元2用于去除硅片背面及四周磷硅玻璃，故第一氢氟酸溶液浓度高。

具体的，第一水洗单元3包括下喷淋装置31和输送辊32，下喷淋装置31设于输送辊32的下方，以对位于输送辊上的硅片的背面进行喷淋，去除残余的第一氢氟酸溶液。

具体的，在本实用新型的一个实施例中，碱抛单元4中设有1～5个碱抛槽41、1～5个用于调节所述碱抛槽41温度的温度调节装置42和多条输送辊43。采用多个碱抛槽41和多个温度调节装置42，可使用不同浓度、不同温度的碱液进行抛光，有效提升抛光效果。

具体的，碱抛槽41的宽度≤2×硅片的宽度。采用该尺寸的碱抛槽，可在碱抛单元中采用单排输送结构，缩短输送辊的长度，防止输送辊变形，防止输送辊变形导致硅片正面沾附碱液后破坏正面P-N结。

如图1所示，在本实施例中，碱抛单元4设有第一碱抛槽41a、第二碱抛槽41b和第三碱抛槽41c；碱抛时，硅片依次经过所述第一碱抛槽41a、第二碱抛槽41b和第三碱抛槽41c；所述第一碱抛槽41a内设有第一氢氧化钾溶液，浓度为200～250g/L，所述第二碱抛槽41b内设有第二氢氧化钾溶液，浓度为255～280g/L，所述第三碱抛槽41c内设有第三氢氧化钾溶液，浓度为320～400g/L。

在本实施例中，碱抛单元4还包括：用于调节第一碱抛槽41a内第一氢氧化钾溶液温度的第一温度调节装置42a，调节后第一氢氧化钾溶液温度为50～65℃；用于调节第二碱抛槽41b内第二氢氧化钾溶液温度的第二温度调节装置42b，调节后第二氢氧化钾溶液温度为70～75℃；和调节第三碱抛槽41c内第三氢氧化钾溶液温度的第三温度调节装置42c，调节后第三氢氧化钾溶液温度为80～85℃。基于上述技术特征的链式碱抛系统，采用三个碱抛槽和三个温度调节装置，保证温度易控制同时简化结构，也确保抛光效果。

具体的，第二水洗单元5包括下喷淋装置51和输送辊52，下喷淋装置51设于输送辊52的下方，以对位于输送辊52上的硅片的背面进行喷淋，去除残余的碱液。

具体地，第二酸洗单元6包括第二酸洗槽61、输送辊62和挤压辊63；其中，第二酸洗槽61内设有浓度为20～80g/L的第二氢氟酸溶液。第二酸洗单元仅用于去除硅片正面少量的磷硅玻璃，故第二氢氟酸溶液浓度低；挤压辊63设于输送辊62的上方，用于将硅片浸泡于第二氢氟酸溶液中。

具体的，第三水洗单元7包括上喷淋装置71、下喷淋装置72和输送辊73；上喷淋装置71设于输送辊73的上方，下喷淋装置72设于输送辊73的下方，以对硅片正面和背面都进行清洗。

本实用新型链式碱抛系统的工作流程为：制绒后的硅片在输送辊12的作用下进入喷淋单元1中，喷淋装置11对硅片的正面喷水形成水膜；然后硅片在输送辊22的作用下进入第一酸洗单元2，并漂浮在第一酸洗槽21中的第一氢氟酸溶液(浓度为50～150g/L)中，去除硅片的背面及四周的磷硅玻璃，硅片正面完全裸露在空气中；然后硅片在输送辊32的作用下进入第一水系统3，下喷淋装置31对硅片的背面进行喷淋清洗，去除残余酸液；然后硅片在输送辊43的作用下进入碱抛单元4，硅片正面完全裸露在空气中，先经过第一碱抛槽41a，在第一温度调节装置42a调节的温度50～65℃下，第一氢氧化钾溶液(浓度为200～250g/L)对硅片的背面进行第一次抛光；再经过第二碱抛槽41b，在第二温度调节装置42b调节的温度70～75℃下，第二氢氧化钾溶液(浓度为255～280g/L)对硅片的背面进行第二次抛光；最后经过第三碱抛槽41c，在第三温度调节装置42c调节的温度80～85℃下，第三氢氧化钾溶液(浓度为320～400g/L)对硅片的背面进行第三次抛光；然后硅片在输送辊52的作用下进入第二水洗单元5，下喷淋装置51对硅片的背面进行喷淋清洗，去除残余酸液；然后硅片在输送辊62的作用下进入第二酸洗单元6，在挤压辊63作用下，硅片浸泡在第二酸洗槽61的第二氢氟酸溶液(浓度为20～80g/L)中，去除硅片的正面的磷硅玻璃；然后硅片在输送辊73的作用下进入第三水洗单元7，上喷淋装置71和下喷淋装置72同时对硅片正面及背面进行喷淋清洗，链式碱抛完成。

选取单晶硅片(掺镓)2000片，均匀分为两组，同时经过制绒、扩散、SE激光、刻蚀去磷硅玻璃、退火、背钝化、PECVD正膜、背激光；其中对比组用常规的酸抛工艺进行抛光，实验组使用本实用新型的链式碱抛系统进行抛光。其中，对比组和试验组在抛光后，硅片背面的反射率均为44.5～45％，其他工序对比组与试验组均相同。得到的太阳能电池的性能如下：

由表可知，相较传统的酸抛工艺而言，采用本实施例的碱抛系统进行抛光，所得太阳能电池的开路电压升高、填充因子升高，短路电流降低，转化效率提高0.1％。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种链式碱抛系统，用于抛光制绒后的硅片，其特征在于，包括：

用于在制绒后的硅片的正面形成水膜的喷淋单元；

用于去除制绒后的硅片的背面及四周的磷硅玻璃的第一酸洗单元；

用于清洗第一酸洗单元酸洗后的硅片的第一水洗单元；

用于对第一水洗单元水洗后的硅片的背面进行碱抛光的碱抛单元；

用于清洗碱抛光后的硅片的第二水洗单元；

用于去除第二水洗单元清洗后的硅片的正面的磷硅玻璃的第二酸洗单元；和

用于清洗第二酸洗单元酸洗后的硅片的第三水洗单元；

其中，所述喷淋单元、第一酸洗单元、第一水洗单元、碱抛单元、第二水洗单元、第二酸洗单元、第三水洗单元依次相连接；

所述第一酸洗单元中设有第一酸洗槽和输送辊，所述第一酸洗槽内设有第一氢氟酸溶液，所述输送辊能够将制绒后的硅片漂浮在所述第一氢氟酸溶液上；

所述碱抛单元中设有碱抛槽和输送辊，所述碱抛槽内设有氢氧化钾溶液，所述输送辊能够将硅片漂浮在所述氢氧化钾溶液上。

2.如权利要求1所述的链式碱抛系统，其特征在于，所述碱抛单元中设有1～5个碱抛槽和1～5个用于调节所述碱抛槽温度的温度调节装置。

3.如权利要求2所述的链式碱抛系统，其特征在于，所述碱抛槽的宽度≤2×硅片的宽度。

4.如权利要求1所述的链式碱抛系统，其特征在于，所述碱抛单元设有第一碱抛槽、第二碱抛槽和第三碱抛槽；碱抛时，硅片依次经过所述第一碱抛槽、第二碱抛槽和第三碱抛槽；

所述第一碱抛槽内设有第一氢氧化钾溶液，所述第二碱抛槽内设有第二氢氧化钾溶液，所述第三碱抛槽内设有第三氢氧化钾溶液。

5.如权利要求4所述的链式碱抛系统，其特征在于，所述的碱抛单元还包括：

用于调节第一碱抛槽内第一氢氧化钾溶液温度的第一温度调节装置；

用于调节第二碱抛槽内第二氢氧化钾溶液温度的第二温度调节装置；和

用于调节第三碱抛槽内第三氢氧化钾溶液温度的第三温度调节装置；

以使所述第一氢氧化钾溶液、第二氢氧化钾溶液、第三氢氧化钾溶液的温度不同。

6.如权利要求1所述的链式碱抛系统，其特征在于，所述第二酸洗单元内设有第二酸洗槽，所述第二酸洗槽内设有第二氢氟酸溶液。

7.如权利要求1所述的链式碱抛系统，其特征在于，所述第一水洗单元和所述的第二水洗单元包括下喷淋装置。

8.如权利要求1所述的链式碱抛系统，其特征在于，所述第三水洗单元包括上喷淋装置和下喷淋装置。

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