專利名稱：無掩膜局域蝕刻裝置、方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及無掩膜局域蝕刻裝置、無掩膜局域蝕刻方法及無掩膜局域蝕刻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
局域蝕刻(又稱為局域腐蝕或局域刻蝕)是利用化學(xué)或物理的方法，在材料表面的某一個(gè)或一個(gè)以上的特定區(qū)域，將一層或一層以上的化學(xué)組成或物理性質(zhì)不同的材料去除，使該材料形成特定的空間或/和材料結(jié)構(gòu)，以便形成有特定光學(xué)性能、電學(xué)性能和/或光電性能的器件。現(xiàn)有的局域蝕刻技術(shù)主要有一下幾種。A.光刻光刻是一種有掩膜的化學(xué)蝕刻，其是先在材料表面覆蓋一層保護(hù)膜即光刻膠，然后用光照射該保護(hù)膜上的一定區(qū)域，使被照射區(qū)域的保護(hù)膜分解，或使被照射區(qū)域以外的保護(hù)膜分解，然后使用化學(xué)試劑將保護(hù)膜分解區(qū)域或未被分解的區(qū)域露出的表面材料蝕刻掉。該方法的優(yōu)點(diǎn)主要是:蝕刻得到的蝕刻坑的線寬可以很小，能達(dá)到30納米；蝕刻對(duì)剩下的材料的損傷也很小。但光刻致命的弱點(diǎn)一是使用的光刻膠對(duì)環(huán)境污染大；二是光刻工藝的成本較高。B.等離子蝕刻等離子蝕刻是在放置被蝕刻材料的腔體內(nèi)通入一種或多種工作氣體，在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生等離子體，接著該等離子體轟擊材料表面需要蝕刻的表面，直到達(dá)到一定蝕刻深度。不需要蝕刻的材料表面區(qū)域被掩膜板覆蓋，以達(dá)到保護(hù)作用。等離子蝕刻的優(yōu)點(diǎn)是掩膜板可以重復(fù)利用，但不足之處是:蝕刻后排出的氟化物等廢氣一般較難處理，該廢氣對(duì)環(huán)境的污染也較大，還有，蝕刻的速 度也較慢。C.電子束蝕刻電子束蝕刻是用電子束直接轟擊材料表面需要蝕刻的區(qū)域，使該區(qū)域出現(xiàn)一定的凹坑結(jié)構(gòu)。該方法優(yōu)點(diǎn)是蝕刻結(jié)構(gòu)的線寬最小，甚至可達(dá)到10納米，但是該方法工藝速度非常慢，設(shè)備昂貴，成本很高。D.激光蝕刻在對(duì)蝕刻線寬要求不高的情況下，即線寬可以大于5微米，有的器件蝕刻工藝可以采用激光蝕刻方法。激光蝕刻是采用高能量密度的激光，照射材料表面需要蝕刻的區(qū)域，該區(qū)域的表面材料經(jīng)受受熱、融化、汽化、形成等離子體、揮發(fā)、濺射等一系列復(fù)雜的物理甚至化學(xué)等過程，最終形成一定形狀的凹坑。該方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要掩膜，蝕刻速度很快，但其缺點(diǎn)是蝕刻后對(duì)材料表層有損傷，損傷層深度一般達(dá)到10微米以上。激光蝕刻后，還要需要對(duì)其損傷的區(qū)域進(jìn)行后繼的化學(xué)或物理處理，以消除這些損傷。

發(fā)明內(nèi)容
以上傳統(tǒng)蝕刻方法的主要問題是:1.光刻技術(shù)需要光刻膠，該光刻膠對(duì)環(huán)境污染較大，成本較高；2.等離子蝕刻也需要掩膜，所產(chǎn)生的氟化物等廢氣對(duì)環(huán)境污染較大；3.電子束蝕刻工藝速度很慢，價(jià)格昂貴；4.激光蝕刻對(duì)被蝕刻材料損傷很大。針對(duì)傳統(tǒng)的蝕刻方法所存在的問題，本發(fā)明提出一種無掩膜局域蝕刻裝置、無掩膜局域蝕刻方法及無掩膜局域蝕刻系統(tǒng)，具體提供了以下的裝置、方法及系統(tǒng)。[I] 一種無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，包括:供液管，其向被蝕刻物的表面提供化學(xué)試劑；排液管，其將上述化學(xué)試劑與上述被蝕刻物反應(yīng)后的物質(zhì)從上述表面去除；以及連接部件，其以上述供液管和上述排液管可相對(duì)移動(dòng)的方式，將上述供液管和上述排液管連接。[2]根據(jù)上述[I]所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，上述被蝕刻物包括太陽電池或太陽電池組件，上述表面包括上述太陽電池或太陽電池組件的正面、背面和/或側(cè)面。[3]根據(jù)上述[I]或[2]所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，

上述排液管和上述供液管中的一個(gè)為內(nèi)管,另一個(gè)為外管。[4]根據(jù)上述[3]所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，還包括:在上述外管和上述要被蝕刻的表面之間的密封部件。[5]根據(jù)上述[3]所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，上述外管的蝕刻端口的形狀與上述被腐蝕物的被蝕刻處的形貌和/或形狀相對(duì)應(yīng)。[6]根據(jù)上述[5]所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，上述外管的蝕刻端口的形狀為凹槽形狀。[7]根據(jù)上述[1]_[6]的任一項(xiàng)所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，上述連接部件以將上述供液管和上述排液管的連接處密封的方式，將將上述供液管和上述排液管連接。[8]根據(jù)上述[1]_[7]的任一項(xiàng)所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，上述連接部件包括波紋管、彈簧部件、螺紋部件或其組合。[9]根據(jù)上述[1]_[8]的任一項(xiàng)所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，上述排液管的內(nèi)部為負(fù)壓。[10]根據(jù)上述[1]_[9]的任一項(xiàng)所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，上述化學(xué)試劑包括H20、H3PO4, HNO3> HF、NaOH, Κ0Η、有機(jī)溶劑或其混合物。[11] 一種無掩膜局域蝕刻方法，其特征在于，包括以下步驟:利用供液管向被蝕刻物的表面提供化學(xué)試劑；利用排液管將上述化學(xué)試劑與上述被蝕刻物反應(yīng)后的物質(zhì)從上述表面去除；以及通過使上述供液管和上述排液管相對(duì)移動(dòng)，調(diào)節(jié)蝕刻速度、蝕刻深度和/或蝕刻形貌。[12]根據(jù)上述[11]所述的無掩膜局域蝕刻方法，其特征在于，上述被蝕刻物包括太陽電池或太陽電池組件，上述表面包括上述太陽電池或太陽電池組件的正面、背面和/或側(cè)面。[13]根據(jù)上述[11]或[12]所述的無掩膜局域蝕刻方法，其特征在于，
上述排液管和上述供液管中的一個(gè)為內(nèi)管,另一個(gè)為外管。[14]根據(jù)上述[13]所述的無掩膜局域蝕刻方法，其特征在于，上述調(diào)節(jié)蝕刻速度、蝕刻深度和/或蝕刻形貌的步驟包括:通過使上述內(nèi)管相對(duì)于上述外管在縱向移動(dòng)，調(diào)節(jié)蝕刻速度、蝕刻深度和/或蝕刻形貌。[15]根據(jù)上述[13]所述的無掩膜局域蝕刻方法，其特征在于，上述外管的蝕刻端口的形狀與上述被腐蝕物的被蝕刻處的形貌和/或形狀相對(duì)應(yīng)。[16]根據(jù)上述[15]所述的無掩膜局域蝕刻方法，其特征在于，上述外管的蝕刻端口的形狀為凹槽形狀。[17]根據(jù)上述[11]_[16]的任一項(xiàng)所述的無掩膜局域蝕刻方法，其特征在于，還包括以下步驟:在上述被蝕刻物在蝕刻坑的深度方向具有不同組分的材料的情況下，變更上述化學(xué)試劑的成分、比例和/或溫度。[18]根據(jù)上述[11]_[17]的任一項(xiàng)所述的無掩膜局域蝕刻方法，其特征在于，上述化學(xué)試劑包括H20、H3PO4, HNO3> HF、NaOH, K0H、有機(jī)溶劑或其混合物。[19] 一種無掩膜局域蝕刻系統(tǒng)，其特征在于，包括:多個(gè)根據(jù)上述[1]_[10]的任一項(xiàng)所述的無掩膜局域蝕刻裝置。[20]根據(jù)上述[19]所述的無掩膜局域蝕刻系統(tǒng)，其特征在于，上述多個(gè)無掩膜局域蝕刻裝置排成陣列。本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置、方法及系統(tǒng)，是在不需要在被蝕刻材料表面覆蓋掩膜的情況下，就可以使該材料表面的特定區(qū)域的原位材料與外來化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在原位材料被消耗的區(qū)域形成凹坑，以達(dá)到蝕刻的目的；在該材料表面的不需要被蝕刻的區(qū)域，外來化學(xué)物質(zhì)不與被加工材料接觸，因而也就不發(fā)生化學(xué)蝕刻反應(yīng)。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置的外觀立體圖。圖2是本實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置的縱向剖面透視圖。圖3是利用本實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置蝕刻材料表面的工作原理圖。圖4是利用本實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置去除太陽電池漏電的示意圖。圖5是利用本實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置蝕刻組件的示意圖。圖6是本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置的變形例的外觀立體圖。

圖7是利用該變形例的無掩膜局域蝕刻裝置進(jìn)行邊緣蝕刻的分解示意圖。圖8是利用該變形例的無掩膜局域蝕刻裝置進(jìn)行邊緣蝕刻的示意圖。標(biāo)號(hào)說明:I外管；2內(nèi)管；3連接部件；4外管外接端；5被蝕刻物；6化學(xué)試劑；7反應(yīng)生成物及化學(xué)殘留物；8泄漏氣體；9混合物；10減反膜；11發(fā)射區(qū)；12基區(qū)；13背電極；14前表面玻璃；15EVA ；16太陽電池；17EVA ；18背板。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。另外，在以下的說明中，附圖中的各個(gè)部分的長(zhǎng)短、大小、薄厚、尺寸、比例等可能與實(shí)際的不同。本實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置包括:供液管，其向被蝕刻物的表面提供化學(xué)試劑；排液管，其將上述化學(xué)試劑與上述被蝕刻物反應(yīng)后的物質(zhì)從上述表面去除；以及連接部件，其以上述供液管和上述排液管可相對(duì)移動(dòng)的方式，將上述供液管和上述排液管連接。在本實(shí)施例中，上述被蝕刻物可以是太陽電池或太陽電池組件，上述表面包括上述太陽電池或太陽電池組件的正面、背面和/或側(cè)面。上述排液管和上述供液管中的一個(gè)為內(nèi)管，另一個(gè)為外管。連接部件是使外管和內(nèi)管在縱向可以相對(duì)移動(dòng)的波紋管、彈簧部件、螺紋部件或其組合。在本發(fā)明中，除波紋管、彈簧部件、螺紋部件外，其它一切能使能使外管和內(nèi)管在縱向可以相對(duì)移動(dòng)的裝置可使用，本發(fā)明對(duì)此沒有任何限制。另外，外管、內(nèi)管和連接部件由耐化學(xué)蝕刻的材料形成。下面參照附圖詳細(xì)說明本實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置。圖1和2是本實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置的示意圖。圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置的外觀立體圖。圖2是本實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置的縱向剖面透視圖。如圖1所示，本實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置包括外管1、內(nèi)管2、外管外接端4和連接部件3。如圖2所示，外管I和內(nèi)管2在垂直管腔方向的截面可以是圓筒形也可以是其它任意形狀。連接部件3的作用是使外管I和內(nèi)管2沿縱向可以相對(duì)移動(dòng)，連接部件3在圖示的例子中波紋管，但也可以是使外管I和內(nèi)管2沿縱向可以相對(duì)移動(dòng)一定距離的任何裝
置。 本實(shí)施例的無掩膜局域蝕刻裝置蝕刻材料表面的工作原理如圖3所示。將外管I的下端管口接觸并保持在被蝕刻物5的表面，同時(shí)使內(nèi)管2的下端管口與被蝕刻物5表面有一定的空隙，這個(gè)空隙可以是由于被蝕刻物5表面不平整或是內(nèi)管2的下端管口不平整所造成的空隙，也可以是由于被蝕刻物5的表面與內(nèi)管2的下端管口整體有一段距離所造成的空隙。與被蝕刻物5表面反應(yīng)的化學(xué)試劑6從內(nèi)管2的上端進(jìn)入內(nèi)管2的管內(nèi)，繼而與被蝕刻物5的表面物質(zhì)反應(yīng)；反應(yīng)生成物及化學(xué)殘留物7從內(nèi)管2的下端管口與被蝕刻物5表面形成的空隙排走，并進(jìn)入外管I與內(nèi)管2形成的空隙；同時(shí)外管I與被蝕刻物5表面接觸處由于不密封，會(huì)有空氣進(jìn)入外管內(nèi)，形成泄漏氣體8。接著，由泄漏氣體8、反應(yīng)生成物及化學(xué)殘留物7所形成的混合物9從外管外接端4排出。這樣，在內(nèi)管2下面，由于被蝕刻物5表面原子參與化學(xué)反應(yīng)而隨著反應(yīng)物被帶走，從而形成一個(gè)蝕刻坑。外管1、內(nèi)管
2、和外管外接端4都是由耐腐蝕的穩(wěn)定的材料制成，它們都不與化學(xué)試劑6、反應(yīng)生成物及化學(xué)殘留物7、泄漏氣體8以及混合物9相互反應(yīng)。另外，為了盡量減少所產(chǎn)生的泄漏氣體8，可以在外管I與被蝕刻物5表面接觸的端口添加例如密封圈等的密封部件。還有，為了有效地防止反應(yīng)生成物及化學(xué)殘留物7從外管I的蝕刻端口與被蝕刻物5表面形成的空隙泄漏到外管I外面，可以依據(jù)被蝕刻處及被蝕刻處附近的形貌特點(diǎn)來確定無掩膜局域蝕刻裝置外管I蝕刻端口的幾何形狀，以便在蝕刻時(shí)，外管I的蝕刻端口和被蝕刻物5表面之間的縫隙盡可能減小。例如，在要蝕刻厚度較薄的被蝕刻物5的側(cè)面或靠近側(cè)面的前或/和后表面位置時(shí)，外管I蝕刻端口可以采用如圖6所示的凹槽形狀，但又不限于圖6所示的形狀，只要外管I的蝕刻端口的形狀與被腐蝕物5的被蝕刻處的形貌和/或形狀相對(duì)應(yīng)即可，其目的是在蝕刻時(shí)，減少外管I的蝕刻端口與被蝕刻物5表面之間的縫隙。在以上過程中，如圖3所示，化學(xué)試劑的流向是從內(nèi)管2進(jìn)入，從外管外接端4流出，此時(shí)，各物質(zhì)成分流動(dòng)所需要的動(dòng)力是由與外管外接端4連通的負(fù)壓泵或其它設(shè)備等所產(chǎn)生的負(fù)壓來提供，或者在同時(shí)，在內(nèi)管2的外接端處連通正壓泵等正壓裝置，以便給內(nèi)管2內(nèi)的化學(xué)試劑6提供一個(gè)正壓，即內(nèi)管2相對(duì)于被蝕刻物5表面的蝕刻處有一個(gè)正壓。另外，化學(xué)成分的流向也可以從外管外接端4進(jìn)入，從內(nèi)管2的外接端流出，此時(shí)，各物質(zhì)成分流動(dòng)所需要的動(dòng)力是由與內(nèi)管2連通的負(fù)壓泵或其它設(shè)備等所產(chǎn)生的負(fù)壓來提供，或者在同時(shí)，在外管外接端4處連通正壓泵等正壓裝置，以便給外管外接端4里面的化學(xué)試劑6提供一個(gè)正壓，即外管外接端4內(nèi)相對(duì)于被蝕刻物5表面的蝕刻處有一個(gè)正壓；這些提供負(fù)壓或/和正壓的裝置，統(tǒng)稱為化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)。即，化學(xué)物質(zhì)流動(dòng)的動(dòng)力由外管外接端4產(chǎn)生的負(fù)壓，或同時(shí)有內(nèi)管2外接端產(chǎn)生的正壓來提供；化學(xué)物質(zhì)流動(dòng)的動(dòng)力也可以由內(nèi)管2外接端產(chǎn)生的負(fù)壓，或同時(shí)有外管外接端4產(chǎn)生的正壓提供；這些負(fù)壓和正壓都是相對(duì)于被蝕刻物5表面的蝕刻處而言的。當(dāng)被蝕刻物5表面出現(xiàn)蝕刻坑并且隨著蝕刻坑的加深，內(nèi)管2的下端管口與被蝕刻物5之間的空隙加大，為了使化學(xué)試劑6更好地與需要被繼續(xù)蝕刻的表面接觸，通過連接部件3的作用，使內(nèi)管2下降來減少內(nèi)管2的下端管口與被蝕刻物5表面之間的空隙。在蝕刻過程中，內(nèi)管2與外管I相對(duì)移動(dòng)的距離可以作為得到的蝕刻坑深度的一個(gè)標(biāo)量。因而，通過內(nèi)管2與外管I相對(duì)移動(dòng)的距離，可以控制蝕刻坑的深度。通過調(diào)節(jié)內(nèi)管2的下端管口與被蝕刻物5之間的空隙，還可以控制化學(xué)試劑6的流動(dòng)速度，以便達(dá)到控制被蝕刻物5表面的蝕刻速度。另外， 當(dāng)外管I的下端管口位于蝕刻被蝕刻物5表面之上不同位置時(shí)，在蝕刻坑表面的各種化學(xué)成分所形成的流體場(chǎng)是不一樣的，從而被繼續(xù)蝕刻的蝕刻坑表面的化學(xué)反應(yīng)類型和/或反應(yīng)速度也不一樣，所以，通過調(diào)節(jié)內(nèi)管2的下端管口與被蝕刻物5之間的空隙，可以控制蝕刻坑表面的形貌。總之，通過連接部件3控制內(nèi)管2與外管I的相對(duì)移動(dòng)，可以控制在被蝕刻物5表面上的蝕刻深度、蝕刻速度以及蝕刻坑表面的形貌即蝕刻形貌。直到理想深度的蝕刻坑形成，便停止化學(xué)試劑6在被蝕刻物5表面的供應(yīng)，停止蝕刻過程。在無掩膜局域蝕刻過程中，當(dāng)在蝕刻坑的深度方向有不同組分的材料時(shí)，化學(xué)試劑6可以更換成不同的化學(xué)成分或/和化學(xué)配比或/和溫度；還可以改變化學(xué)試劑6的狀態(tài)，可以是液態(tài)、氣態(tài)或霧狀；還可以更換不同材料制成的無掩膜蝕刻裝置，以達(dá)到最佳的蝕刻效果?；瘜W(xué)試劑6可以是H20、H3PO4, HNO3> HF、NaOH, K0H、有機(jī)溶劑等等的一種或幾種混合物，這些試劑都不與流經(jīng)它們的掩膜局域蝕刻裝置通道材料反應(yīng)?；瘜W(xué)試劑為水時(shí)，可以將本實(shí)施例的無掩膜蝕刻裝置用作清洗裝置。當(dāng)蝕刻坑達(dá)到較深時(shí)，其橫向面積變得也越來越大，靠近被蝕刻物5表面的部分甚至超出外管I下端外徑范圍，為了繼續(xù)進(jìn)行蝕刻工藝，可以將被蝕被蝕刻物5表面水平并朝上放置，或/和使外管I的下端管口下降，以便更加接近被蝕刻出的凹坑表面，或/和采用具有不同尺寸或外形的無掩膜局域蝕刻裝置，或/和采用管徑具有蠕動(dòng)功能來變化大小的無掩膜局域蝕刻裝置，這些措施都可以控制化學(xué)成分不會(huì)從外管I下端管口泄漏出去，同時(shí)也可以從一定程度上控制在被蝕刻物5表面上的蝕刻深度、蝕刻速度以及蝕刻坑表面的形貌。當(dāng)需要蝕刻的凹坑數(shù)量較多時(shí)，可以將若干個(gè)無掩膜局域蝕刻裝置排成一個(gè)陣列而構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)在被蝕刻材料表面蝕刻出多個(gè)凹坑?？偟膩碚f，本發(fā)明還提供以下的無掩膜局域蝕刻方法。一種無掩膜局域蝕刻方法，其特征在于，包括以下步驟:利用供液管向被蝕刻物的表面提供化學(xué)試劑；利用排液管將上述化學(xué)試劑與上述被蝕刻物反應(yīng)后的物質(zhì)從上述表面去除；以及通過使上述供液管和上述排液管相對(duì)移動(dòng)，調(diào)節(jié)蝕刻速度、蝕刻深度和/或蝕刻形貌。在該方法中，優(yōu)選，上述調(diào)節(jié)蝕刻速度、蝕刻深度和/或蝕刻形貌的步驟包括:通過使上述內(nèi)管相對(duì)于上述外管在縱向移動(dòng)，調(diào)節(jié)蝕刻速度、蝕刻深度和/或蝕刻形貌。另外，優(yōu)選，該方法還包括以下步驟:在上述被蝕刻物在蝕刻坑的深度方向具有不同組分的材料的情況下，變更上述化學(xué)試劑的成分、比例和/或溫度。具體地說，本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻方法，其大致工藝過程包括如下步驟:1.確定要蝕刻的區(qū)域；2.將蝕刻裝置的蝕刻端口對(duì)準(zhǔn)需要蝕刻的區(qū)域；

3.啟動(dòng)化學(xué)動(dòng)力等系統(tǒng)進(jìn)行蝕刻；4.蝕刻深度達(dá)到要求時(shí)停止蝕刻。通過以上描述可知，采用本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置、方法和系統(tǒng)，能夠在不需要掩膜的情況下，對(duì)材料表面進(jìn)行蝕刻；而且由于采用的無掩膜局域蝕刻裝置的內(nèi)管與外管可以有相對(duì)縱向移動(dòng)，可以控制在被蝕刻物5表面上的蝕刻深度、蝕刻速度以及蝕刻坑表面的形貌；該方法具有較快的蝕刻速度，工藝成本也較低。另外，本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置可以多次重復(fù)使用，不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻方法是一種環(huán)保的無掩膜局域蝕刻方法。應(yīng)用實(shí)例實(shí)例1:太陽電池正面或反面漏電去除漏電是太陽電池中非常嚴(yán)重的電學(xué)缺陷，它能使太陽電池產(chǎn)生的電流分流，填充因子減小，進(jìn)而降低電池轉(zhuǎn)換效率；漏電還能產(chǎn)生熱斑，燒壞太陽電池組件。圖4是無掩膜局域蝕刻方法去除太陽 電池漏電示意圖，為簡(jiǎn)單起見，圖4中所示的太陽電池包括減反膜
10、發(fā)射區(qū)11、基區(qū)12和背電極13，前電極沒有畫出。采用本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置去除漏電方法不局限于圖4中所示的這種結(jié)構(gòu)的電池，該無掩膜局域蝕刻裝置可用于所有具有p-n結(jié)或p-1-n結(jié)的太陽電池或太陽電池半成品，去除的漏電包括所有由于導(dǎo)電材料短路漏電、或/和P-n結(jié)漏電或/和p-1-n結(jié)漏電。采用本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置去除太陽電池正面或反面漏電包括以下流程:1.確定漏電的區(qū)域:采用電致發(fā)光、光致發(fā)光、紅外熱像等技術(shù)確定漏電的位置；
2.將無掩膜局域蝕刻裝置的蝕刻端口對(duì)準(zhǔn)需要蝕刻的區(qū)域；3.啟動(dòng)化學(xué)動(dòng)力等系統(tǒng)進(jìn)行蝕刻；4.當(dāng)蝕刻深度達(dá)到將漏電去除的位置時(shí)停止蝕刻。實(shí)例2:組件蝕刻圖5是采用本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置和方法蝕刻組件的示意圖，組件結(jié)構(gòu)包括前表面玻璃14、EVA15、太陽電池16、EVA17和背板18。本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置和方法適用的組件包括所有的封裝有太陽電池的組件，其中的太陽電池包括所有具有p-n結(jié)或p-1-n結(jié)的太陽電池。本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置和方法可以蝕刻太陽電池組件中的任何材料和太陽電池，組件中被蝕刻的材料的位置包括熱斑、夾雜、電聯(lián)接脫落等所在的位置。采用本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置蝕刻組件包括以下流程:
1.確定組件中要蝕刻的位置；2.將無掩膜局域蝕刻裝置的蝕刻端口對(duì)準(zhǔn)需要蝕刻的區(qū)域；3.啟動(dòng)化學(xué)動(dòng)力等系統(tǒng)進(jìn)行蝕刻；4.當(dāng)蝕刻深度達(dá)到將需要去除目標(biāo)完全去除時(shí)停止蝕刻。實(shí)例3:太陽電池貫孔工藝在太陽電池工藝過程中，往往要用到貫孔工藝，即:將起始硅片或硅片經(jīng)過一個(gè)或一個(gè)以上太陽電池工藝后的太陽電池半成品在垂直硅片平面的方向開孔，直至完全通透。例如在發(fā)射極包覆(Emitter Wrap Through-EffT)太陽電池和金屬包覆(Metal WrapThrough-MWT)太陽電池中工藝過程中，就需要用激光制備從前表面到后表面的若干個(gè)孔。本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置和方法可用于包括EWT、MWT太陽電池在內(nèi)的各種太陽電池的各個(gè)制程環(huán)節(jié)以前或以后的貫孔工藝，所貫通的孔從硅片、太陽電池半成品或成品的厚度方向完全通透。采用本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置實(shí)現(xiàn)太陽電池貫孔的工藝步驟如下:1.在起始硅片或太陽電池半成品確定需要貫孔的位置；2.將無掩膜局域蝕刻裝置的蝕刻端口對(duì)準(zhǔn)需要貫孔的區(qū)域；3.啟動(dòng)化學(xué)動(dòng)力等系統(tǒng)進(jìn)行蝕刻；4.當(dāng)孔貫通后且達(dá)到需要的形貌后停止蝕刻。實(shí)例4:太陽電池開孔現(xiàn)有占市場(chǎng)分額80%以上的絲網(wǎng)印刷晶體硅太陽電池，其效率還有很大提升的地方就是制成背點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)，即在基區(qū)的背面區(qū)域的大部分要有很好的鈍化膜覆蓋，而在其它區(qū)域，即呈分散分布的若干個(gè)局部地方，基區(qū)材料才與金屬電極形成歐姆接觸。這些形成局部歐姆接觸的地方就要用到開孔工藝，以使將基區(qū)的背面需要與金屬形成歐姆接觸的地方裸露，不被鈍化膜覆蓋，然后在該地方直接制備一層電極金屬膜，之后通過燒結(jié)以便形成歐姆接觸，這種太陽電池即稱為背點(diǎn)接觸太陽電池。本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置和方法可用于包括背點(diǎn)接觸太陽電池在內(nèi)的各種太陽電池各個(gè)制程環(huán)節(jié)以前或以后的開孔工藝，開孔的位置可以是太陽電池表面所有需要形成凹坑或凹槽的區(qū)域。采用本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置開孔工藝所需要的步驟如下:
1.在太陽電池半成品確定需要開孔的位置；2.將無掩膜局域蝕刻裝置的蝕刻端口對(duì)準(zhǔn)需要開孔的區(qū)域；3.啟動(dòng)化學(xué)動(dòng)力等系統(tǒng)進(jìn)行蝕刻；4.當(dāng)開孔達(dá)到需要的形貌后停止蝕刻。實(shí)例5:材料表面取樣有時(shí)候，材料表面局部區(qū)域表面或表面以下一定區(qū)域需要取樣進(jìn)行一定的分析測(cè)試，使用本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻方法可以實(shí)現(xiàn)樣品的制備。無掩膜局域蝕刻方法可用于材料表面的局域取樣，既可以用于表層材料的取樣，也可以分步驟實(shí)現(xiàn)材料局部區(qū)域表面以下各層材料的取樣。采用本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置進(jìn)行材料表面取樣過程如下:1.確定取樣的表面區(qū)域；2.將無掩膜局域蝕刻裝置的蝕刻端口對(duì)準(zhǔn)需要取樣的區(qū)域；3.啟動(dòng)化學(xué)動(dòng)力等系統(tǒng)進(jìn)行蝕刻，并收集經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后的成分，如果是多層材料，可以將每層材料分別收集；4.當(dāng)取樣量達(dá)到要求后停止蝕刻。實(shí)例6:太陽電池邊緣漏電去除太陽電池邊緣漏電的位置是在電池的側(cè)面或離側(cè)面距離很近(一般小于2mm)的正面或/和反面，如圖6所示，為了有效地防止反應(yīng)生成物及化學(xué)殘留物7從外管I的蝕刻端口與被蝕刻物5表面形成的空隙泄漏到外管I外面，外管I蝕刻端口可以采用如圖6所示的形狀，但又不限于圖6所示的形狀，其目的是在蝕刻時(shí)，減少的外管I蝕刻端口與被蝕刻物5表面之間的縫隙。采用本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置去除太陽電池邊緣漏電包括以下步驟(如圖6-8):1.確定邊緣漏電的區(qū)域；2.選擇外管蝕刻端口帶有槽形開口的無掩膜蝕刻裝置；2.將太陽電池片嵌入槽形開口，使內(nèi)管2蝕刻端口正對(duì)要蝕刻的區(qū)域(如圖8)；3.啟動(dòng)化學(xué)動(dòng)力等系統(tǒng)進(jìn)行蝕刻；4.當(dāng)蝕刻深度達(dá)到將漏電去除的深度時(shí)停止蝕刻。以上雖然通過一些示例性的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的無掩膜局域蝕刻裝置、無掩膜局域蝕刻方法及無掩膜局域蝕刻系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì) 的描述，但是以上這些實(shí)施例并不是窮舉的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種變化和修改。因此，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，本發(fā)明的范圍僅以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，包括: 供液管，其向被蝕刻物的表面提供化學(xué)試劑； 排液管，其將上述化學(xué)試劑與上述被蝕刻物反應(yīng)后的物質(zhì)從上述表面去除；以及連接部件，其以上述供液管和上述排液管可相對(duì)移動(dòng)的方式，將上述供液管和上述排液管連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于， 上述被蝕刻物包括太陽電池或太陽電池組件，上述表面包括上述太陽電池或太陽電池組件的正面、背面和/或側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于， 上述排液管和上述供液管中的一個(gè)為內(nèi)管，另一個(gè)為外管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，還包括: 在上述外管和上述要被蝕刻的表面之間的密封部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于， 上述外管的蝕刻端口的形狀與上述被蝕刻物的被蝕刻處的形貌和/或形狀相對(duì)應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于， 上述外管的蝕刻端口的形狀為凹槽形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任一項(xiàng)所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于， 上述連接部件以將上述供液管和上述排液管的連接處密封的方式，將將上述供液管和上述排液管連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任一項(xiàng)所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于， 上述連接部件包括波紋管、彈簧部件、螺紋部件或其組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任一項(xiàng)所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于， 上述排液管的內(nèi)部為負(fù)壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任一項(xiàng)所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于， 上述化學(xué)試劑包括H20、H3PO4, HNO3> HF、NaOH, Κ0Η、有機(jī)溶劑或其混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供無掩膜局域蝕刻裝置、無掩膜局域蝕刻方法及無掩膜局域蝕刻系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種無掩膜局域蝕刻裝置包括供液管，其向被蝕刻物的表面提供化學(xué)試劑；排液管，其將上述化學(xué)試劑與上述被蝕刻物反應(yīng)后的物質(zhì)從上述表面去除；以及連接部件，其以上述供液管和上述排液管可相對(duì)移動(dòng)的方式，將上述供液管和上述排液管連接。
文檔編號(hào)H01L31/18GK103227234SQ20121002572
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者張陸成 申請(qǐng)人:張陸成