TWI476942B - 太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法 - Google Patents

太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法 Download PDF

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Description

太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法
本發明涉及太陽能電池製造領域，更具體的說是涉及一種太陽能電池用類單晶(mono-like)矽片(晶片)的刻紋方法。
矽片(也稱為晶片)是生產太陽能電池片所用的載體，一般分為單晶矽片和多晶矽片。類單晶(mono-like)矽片，一般指採用多晶生長方式長成類似單晶結構，且在同一矽片表面上既存在單晶區域也存在多晶區域的晶片，在現有的太陽能電池製造領域內，該類單晶矽片也稱為“假單晶”或者“偽單晶”矽片等。
其中，在對該類單晶矽片進行刻紋的過程中，與採用酸刻紋的方式相比，單晶採用堿刻紋能獲得更低的反射率，而多晶則是採用酸刻紋會比採用堿刻紋獲取到更低的反射率。因此，為獲得較低的反射率和較高的轉換效率，現有技術中在對類單晶(mono-like)矽片進行刻紋的過程中，一般首先區分矽片上的單晶或多晶的面積，當矽片表面單晶所占比例較大時，則採用堿刻紋，而當矽片表面多晶所占比例較大時，則採用酸刻紋。
但是，採用現有技術針對矽片表面的單晶和多晶面積的比例大小進行分類後，再進行酸或堿刻紋時，其中，當對同一矽片上多晶面積所占比例較大的矽片進行酸刻紋，雖然能相對獲得較低的反射率和較高的轉換效率，但是對此矽片單晶區域而言，採用酸刻紋對反射率損失較大；同樣，但對同一矽片上單晶面積所占比例較大的矽片進行堿刻紋，多晶區域反射率損失也較大。
因此，採用現有技術中的方式對矽片進行刻紋時，並不能避免採用酸刻紋時對矽片中的單晶區域的反射率造成損失，以及不能避免採用堿刻紋時對矽片中的多晶區域拋光，導致其反射率高，從而影響整個矽片的反射率和轉換效率。
有鑒於此，本發明提供了一種太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法，以克服現有技術對矽片進行刻紋的過程中，不能避免酸刻紋對單晶區域或堿刻紋對多晶區域的影響，造成整個矽片的反射率高和轉換效率低的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法，包括：依據整片矽片上晶粒晶向的不同將所述矽片分為第一區域和第二區域；塗覆掩膜至所述矽片的所述第一區域；對整片所述矽片進行對應使所述第二區域獲取低反射率的刻紋；去除所述第一區域上的掩膜；塗覆掩膜至所述矽片的所述第二區域；對整片所述矽片進行對應使所述第一區域獲取低反射率的刻紋；去除所述第二區域上的掩膜。
優選地，包括：當所述第一區域為單晶區域，所述第二區域為多晶區域時：對應使所述第一區域獲取低反射率的刻紋方式為堿刻紋；對應使所述第二區域獲取低反射率的刻紋方式為酸刻紋。
優選地，包括：當所述第一區域為多晶區域，所述第二區域為單晶區域時：對應使所述第一區域獲取低反射率的刻紋方式為酸刻紋；對應使所述第二區域獲取低反射率的刻紋方式為堿刻紋。
優選地，所述掩膜包括：聚乙烯蠟。
優選地，所述去除掩膜的方式包括：採用高溫揮發的方式去除所述掩膜；或者，採用溶劑清洗所述掩膜，所述溶劑包括庚烷。
一種太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法，包括：依據整片所述矽片上的晶粒晶向的不同將所述矽片分為第一區域和第二區域，所述第一區域為多晶區域，所述第二區域為單晶區域；對整片所述矽片進行對應使所述第一區域獲取低反射率的酸刻紋；塗覆掩膜至所述矽片的所述第一區域；對整片所述矽片進行對應使所述第二區域獲取低反射率的堿刻紋；去除所述第一區域上的掩膜。
優選地，所述掩膜包括：聚乙烯蠟。
優選地，所述去除掩膜的方式包括：採用高溫揮發的方式去除所述掩膜；或者，採用溶劑清洗所述掩膜，所述溶劑包括庚烷。
經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明公開了一種類單晶(mono-like)矽片(晶片)的刻紋方法，通過依據整片矽片上晶粒晶向的不同將所述矽片分為第一區域和第二區域；然後根據不同區域採用不同的刻紋方式，即通過掩膜方式保證使對應區域獲取低反射率的方式進行刻紋的同時，保護另一區域的反射率不會受到對上述區域進行相關刻紋的影響。通過本發明公開的矽片的刻紋方法，對同一矽片表面上不同晶向的區域分別採用相對應的刻紋方式，能夠保證獲得比現有技術更低的反射率和較高的轉換效率。
為了引用和清楚起見，下文中使用的技術名詞的說明、簡寫或縮寫總結如下：矽片(晶片)：是生產太陽能電池片所用的載體，一般分為單晶矽片和多晶矽片；類單晶(mono-like)矽片：，一般指採用多晶生長方式長成類似單晶結構，且在同一矽片表面上既存在單晶區域也存在多晶區域的晶片，行業內也稱為“假單晶”，“偽單晶”矽片等。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
由背景技術可知，一般情況下只是依據類單晶(mono-like)矽片上的單晶或多晶的面積進行區分，當矽片表面單晶所占比例較大時，則採用堿刻紋，而當矽片表面多晶所占比例較大時，則採用酸刻紋。但是，採用現有技術只執行一種針對面積較大的區域獲取較低反射率所對應的刻紋，顯然會對面積較少的區域的反射率有所影響，從而影響整個矽片的反射率和轉換效率。
因此，本發明提供了一種新的有關於類單晶(mono-like)矽片的刻紋技術方案，其核心思想為：對同一矽片表面上單晶和多晶區域分別採用堿刻紋和酸刻紋，從而獲得比現有技術更低的反射率和更高的轉換效率。具體過程通過以下實施例進行詳細說明。
實施例一
請參閱附圖1，為本發明公開的一種矽片的刻紋方法的流程圖，主要包括以下步驟：
步驟S101，依據整片矽片上的晶向類型將所述矽片分為第一區域和第二區域，所述第一區域為多晶區域，所述第二區域為單晶區域。
執行步驟S101，主要是針對矽片上存在多種的晶向的情況，在本發明中主要指類單晶(mono-like)矽片，其表面上既存在單晶區域也存在多晶區域，因此執行步驟S101對其上的單晶區域和多晶區域進行區分。
步驟S102，對整片所述矽片進行對應使所述第一區域獲取低反射率的酸刻紋。
步驟S103，塗覆掩膜至所述矽片的所述第一區域。
執行步驟S102和步驟S103，首先對整片矽片進行相關的刻紋，該相關的刻紋具體與當前所選定的要進行掩膜的區域有關，即與執行步驟S103對選定的區域進行掩膜有關，在本發明所公開的該實施例中，執行步驟S103所要掩膜的為第一區域，該區域為多晶區域，則在執行步驟S102時對整片矽片所進行的酸刻紋，即執行對應使該多晶區域能夠獲取低反射率的刻紋方式。
步驟S104，對整片所述矽片進行對應使所述第二區域獲取低反射率的堿刻紋。
步驟S105，去除所述第一區域上的掩膜。
在執行步驟S103對第一區域，即多晶區域採用塗覆掩膜的方式進行保護之後，執行步驟S104對整片矽片進行對應使第二區域獲取低反射率的堿刻紋，使第二區域即單晶區域獲取低的反射率，並且由於此時在多晶區域上塗覆(設置)有掩膜，在進行步驟S104中對整片矽片進行二次刻紋的過程中，不會影響多晶區域上的第一次刻紋的結果，然後再執行步驟S105，去除多晶區域上的掩膜。
具體來說，在執行步驟S101至步驟S105的過程中，首先將整片矽片進行酸刻紋使得多晶區域獲得較低的反射率，然後將該矽片多晶區域塗覆上一層掩膜，如聚乙烯蠟之後對該矽片進行堿刻紋，使得單晶區域獲得很低的反射率，而多晶區域得到保護而不會與堿進行反應而被拋光，最後將這層掩膜通過高溫使掩膜揮發，或者採用溶劑庚烷進行清洗之後去除掩膜並清洗矽片，即完成對矽片的刻紋過程，然後再進行後續的擴散、邊絕緣、鍍膜、印刷燒結、測試等工序。
由此，通過區分單晶和多晶區域之後採用不同的刻紋方式，在整片矽片上的多晶區域上採用的是對應獲取其低反射率的酸刻紋，而對應整片矽片的單晶區域上的刻紋則採用其對應獲取低反射率的堿刻紋，並且在進行針對多晶區域和單晶區域的先後過程中，採用掩膜方式區分和保護兩個區域間的有針對性的刻紋的影響，即對同一片類單晶(mono-like)矽片區分單晶和多晶區域採用不同的刻紋方式，並且在刻紋的過程中在矽片上採用塗覆掩膜的方式保護不需要刻紋的單晶或多晶區域，實現獲取比現有技術更低的反射率和較高的轉換效率的目的。
並且，在執行完上述刻紋的過程後並不會對後續的制程產生不良影響，在清洗矽片後，即可執行一般的後續擴散、邊絕緣、鍍膜、印刷燒結測試等工序。
需要說明的是，在上述執行塗覆掩膜的過程中，可以採用多種的掩膜，在本實施例中採用的是塗覆聚乙烯蠟，也可以採用其他具有保護作用的掩膜，但是，本發明並不限定於此。
此外，在執行上述去除掩膜的過程中也可以採用多種的方式實現，在本發明該實施例中主要公開的採用高溫揮發的方式去除掩膜；或者，採用溶劑清洗掩膜，該溶劑主要包括庚烷，也可以其他溶劑。但是，本發明並不僅限於此。
實施例二
請參閱附圖2，為本發明公開的一種矽片的刻紋方法的流程圖，主要包括以下步驟：
步驟S201，依據整片晶片矽片上的晶向類型將所述矽片分為第一區域和第二區域。
執行步驟S201，主要是針對矽片上存在多種的晶向類型的情況，在本發明中主要指類單晶(mono-like)矽片，其表面上既存在單晶區域也存在多晶區域，因此執行步驟S201對其上的單晶區域和多晶區域進行區分。
步驟S202，塗覆掩膜至所述矽片的所述第一區域。
執行步驟S202對確定或選定要先保護的區域進行掩膜。
步驟S203，對整片所述矽片進行對應使所述第二區域獲取低反射率的刻紋。
執行步驟S203對整片的矽片進行相關的刻紋，該相關的刻紋具體與當前沒有進行掩膜的區域有關，在本發明所公開的該實施例中，執行步驟S203針對的刻紋的區域為第二區域。
步驟S204，去除所述第一區域上的掩膜。
執行步驟S204，此時去除第一區域的掩膜，由於其採用掩膜的方式進行了保護，因此上述步驟S203中的刻紋對其不產生影響，即使其恢復到原始狀態。
步驟S205，塗覆掩膜至所述矽片的所述第二區域。
執行步驟S205對刻紋後的第二區域進行掩膜保護。
步驟S206，對整片所述矽片進行對應使所述第一區域獲取低反射率的刻紋。
步驟S207，去除所述第二區域上的掩膜。
在執行步驟S206至步驟S207時，對整個矽片進行相關的刻紋，該相關的刻紋與去除掩膜的第一區域有關，此時第二區域受掩膜保護，因此執行步驟S206進行刻紋的方式為對應使第一區域獲取低反射率的刻紋。
由此，可知在整片矽片的第一區域上採用的是對應獲取其低反射率的刻紋，而對應整片矽片的第二區域上的刻紋則採用其對應獲取低反射率的刻紋，並且在進行針對第一區域和第二區域的先後過程中，採用掩膜方式區分和保護兩個區域間的有針對性的刻紋的影響，即對同一片類單晶(mono-like)矽片區分單晶和多晶區域採用不同的刻紋方式，並且在刻紋的過程中在矽片上採用塗覆掩膜的方式保護不需要刻紋的單晶或多晶區域，實現獲取比現有技術更低的反射率和較高的轉換效率。
同時，在執行完上述刻紋的過程後並不會對後續的燒結產生不良影響，在清洗矽片後，即可執行一般的後續擴散、邊絕緣、鍍膜、印刷燒結測試等工序。
需要說明的是，在上述執行塗覆掩膜的過程中，可以採用多種的掩膜，在本實施例中採用塗覆聚乙烯蠟，也可以採用其他的掩膜，本發明並不限定於此。
此外，在執行上述去除掩膜的過程中也可以採用多種的方式實現，在本發明該實施例中主要公開的採用高溫揮發的方式去除掩膜；或者，採用溶劑清洗掩膜，該溶劑主要包括庚烷。但是，本發明並不僅限於此。
在上述本發明實施例所公開的基礎上，為更加清楚的表述本發明的技術方案，針對矽片具體區分的區域再進行一步的進行說明：
給出一示例一：
在上述本發明所公開的實施例的基礎上，當所述第一區域為單晶區域，所述第二區域為多晶區域時，對應使所述第一區域獲取低反射率的刻紋為堿刻紋；而對應使所述第二區域獲取低反射率的刻紋為酸刻紋。具體的刻紋過程如圖3所示，主要包括以下步驟：
步驟S301，依據整片矽片上的晶向類型將所述矽片分為第一區域和第二區域，所述第一區域為單晶區域，所述第二區域為多晶區域。
步驟S302，塗覆掩膜至所述矽片的所述單晶區域。
步驟S303，對整片所述矽片進行酸刻紋。
步驟S304，去除所述單晶區域上的掩膜。
步驟S305，塗覆掩膜至所述矽片的所述多晶區域。
步驟S306，對整片所述矽片進行堿刻紋。
步驟S307，去除所述多晶區域上的掩膜。
在執行上述步驟S301至步驟S307的過程中，首先將該矽片的單晶區域塗覆上一層聚乙烯蠟(掩膜)，然後將對整片矽片進行酸刻紋，從而使多晶區域獲得較低的反射率，將這層掩膜通過高溫使掩膜揮發後，或者採用溶劑庚烷等進行清洗之後，再在多晶區域塗覆上一層掩膜，如聚乙烯蠟等之後，對該矽片進行堿刻紋，使得單晶區域獲得很低的反射率，而多晶區域得到保護而不會與堿進行反應而被拋光，將多晶區域上的這層掩膜去除後，再清洗矽片，即可進行後續擴散、邊絕緣、鍍膜、印刷燒結測試等工序。
通過區分單晶和多晶區域之後採用不同的刻紋方式，並且在刻紋的過程中在矽片上採用塗覆掩膜的方式保護不需要刻紋的單晶或多晶區域，實現獲取比現有技術更低的反射率和較高的轉換效率的目的。
給出一示例二
在上述本發明所公開的實施例的基礎上，當所述第一區域為多晶區域，所述第二區域為單晶區域時：對應使所述第一區域獲取低反射率的刻紋為酸刻紋；對應使所述第二區域獲取低反射率的刻紋為堿刻紋。除先後執行的區域和對應其的刻紋方式不同，具體的執行原理和過程與上述示例一致這裏不再進行贅述。
此外，需要說明的是，在上述本發明公開的實施例一和實施例二中，所述酸刻紋指一般採用HF、HNO3等混酸進行刻紋的方式；所述堿刻紋指一般採用KOH或NaOH、IPA等藥液進行刻紋的方式。但是，本發明並不僅限於此。
綜上所述：
本發明上述實施例提供了一種新的有關於類單晶(mono-like)矽片的刻紋方法，主要通過區分單晶和多晶區域之後採用不同的刻紋方式，並且在刻紋的過程中在矽片上採用塗覆掩膜的方式保護不需要刻紋的單晶或多晶區域，實現獲取比現有技術更低的反射率和較高的轉換效率的目的。
本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其他實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
S101．．．依據整片矽片上的晶向類型將所述矽片分為第一區域和第二區域
S102．．．對整片所述矽片進行對應使所述第一區域獲取低反射率的酸刻紋
S103．．．塗覆掩膜至所述矽片的所述第一區域
S104．．．對整片所述矽片進行對應使所述第二區域獲取低反射率的堿刻紋
S105．．．去除所述第一區域上的掩膜
S201．．．依據整片晶片矽片上的晶向類型將所述矽片分為第一區域和第二區域
S202．．．塗覆掩膜至所述矽片的所述第一區域
S203．．．對整片所述矽片進行對應使所述第二區域獲取低反射率的刻紋
S204．．．去除所述第一區域上的掩膜
S205．．．塗覆掩膜至所述矽片的所述第二區域
S206．．．整片所述矽片進行對應使所述第一區域獲取低反射率的刻紋
S207．．．除所述第二區域上的掩膜
S301．．．據整片矽片上的晶向類型將所述矽片分為第一區域和第二區域
S302．．．塗覆掩膜至所述矽片的所述單晶區域
S303．．．對整片所述矽片進行酸刻紋
S304．．．去除所述單晶區域上的掩膜
S305．．．塗覆掩膜至所述矽片的所述多晶區域
S306．．．對整片所述矽片進行堿刻紋
S307．．．去除所述多晶區域上的掩膜
圖1為本發明實施例一公開的一種類單晶矽片的刻紋方法的流程圖；
圖2為本發明實施例二公開的一種類單晶矽片的刻紋方法的流程圖；
圖3為本發明示例一公開的一種類單晶矽片的刻紋方法的流程圖。
S201．．．依據整片晶片矽片上的晶向類型將所述矽片分為第一區域和第二區域
S202．．．塗覆掩膜至所述矽片的所述第一區域
S203．．．整片所述矽片進行對應使所述第二區域獲取低反射率的刻紋
S204．．．去除所述第一區域上的掩膜
S205．．．塗覆掩膜至所述矽片的所述第二區域
S206．．．對整片所述矽片進行對應使所述第一區域獲取低反射率的刻紋
S207．．．去除所述第二區域上的掩膜

Claims (8)

  1. 一種太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法，其特徵在於，包括：依據整片矽片上晶粒晶向的不同將所述矽片分為第一區域和第二區域；塗覆掩膜至所述矽片的所述第一區域；對整片所述矽片進行對應使所述第二區域獲取低反射率的刻紋；去除所述第一區域上的掩膜；塗覆掩膜至所述矽片的所述第二區域；對整片所述矽片進行對應使所述第一區域獲取低反射率的刻紋；去除所述第二區域上的掩膜。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法，其特徵在於，包括：當所述第一區域為單晶區域，所述第二區域為多晶區域時：對應使所述第一區域獲取低反射率的刻紋方式為堿刻紋；對應使所述第二區域獲取低反射率的刻紋方式為酸刻紋。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法，其特徵在於，包括：當所述第一區域為多晶區域，所述第二區域為單晶區域時：對應使所述第一區域獲取低反射率的刻紋方式為酸刻紋；對應使所述第二區域獲取低反射率的刻紋方式為堿刻紋。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中任意一項所述之太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法，其特徵在於，所述掩膜包括：聚乙烯蠟。
  5. 如申請專利範圍第1~3項中任意一項所述之太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法，其特徵在於，所述去除掩膜的方式包括：採用高溫揮發的方式去除所述掩膜；或者，採用溶劑清洗所述掩膜，所述溶劑包括庚烷。
  6. 一種太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法，其特徵在於，包括：依據整片所述矽片上的晶粒晶向的不同將所述矽片分為第一區域和第二區域，所述第一區域為多晶區域，所述第二區域為單晶區域；對整片所述矽片進行對應使所述第一區域獲取低反射率的酸刻紋；塗覆掩膜至所述矽片的所述第一區域；對整片所述矽片進行對應使所述第二區域獲取低反射率的堿刻紋；去除所述第一區域上的掩膜。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法，其特徵在於，所述掩膜包括：聚乙烯蠟。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能電池用類單晶矽片的刻紋方法，其特徵在於，所述去除掩膜的方式包括：採用高溫揮發的方式去除所述掩膜；或者，採用溶劑清洗所述掩膜，所述溶劑包括庚烷。
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