一種改善晶體硅太陽電池電性能的邊緣刻蝕方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改善晶體硅太陽電池電性能的邊緣刻蝕方法，在不增加晶體硅太陽電池量產(chǎn)的工藝步驟的前提下，有效降低刻蝕過程中對(duì)硅片邊緣造成的損傷。
【專利說明】一種改善晶體硅太陽電池電性能的邊緣刻蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及晶體硅太陽能電池制造領(lǐng)域，具體涉及一種可改善晶體硅太陽電池電性能的邊緣刻蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外大多數(shù)規(guī)模化量產(chǎn)的廠家對(duì)晶體硅太陽能電池制造仍廣泛采用制絨、擴(kuò)散、邊緣刻蝕、鍍膜、印刷等傳統(tǒng)工藝方法，其中邊緣刻蝕在量產(chǎn)過程中主要采用以下兩種方法，一種是利用等離子體進(jìn)行干法刻蝕，然后采用氫氟酸清洗磷硅玻璃，第二種是利用混合酸溶液進(jìn)行濕法刻蝕，這兩種方法中前者為了保證刻蝕效果需要采用高功率射頻電源，但容易在刻蝕的同時(shí)對(duì)硅片邊緣造成損傷，后者利用混合酸對(duì)硅片邊緣進(jìn)行刻蝕，可有效減小刻蝕過程中對(duì)硅片邊緣造成的損傷，也可去除硅片背面的擴(kuò)散層，但由于酸刻蝕通常采用的混合酸為硝酸和氫氟酸混合，這種酸溶液體系極易在硅片表面形成多孔硅，不利于增大硅片背面的反射率，也不利于減小硅片背面的復(fù)合，進(jìn)而影響晶體硅太陽電池的電性能。
[0003]故，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種改善晶體硅太陽電池電性能的邊緣刻蝕方法，在不增加晶體硅太陽電池量產(chǎn)的工藝步驟的前提下，有效降低刻蝕過程中對(duì)硅片邊緣造成的損傷。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種改善晶體硅太陽電池電性能的邊緣刻蝕方法，包括正面磷硅玻璃保護(hù)工序、背面和邊緣磷硅玻璃去除工序、邊緣和背面刻蝕工序、正面磷硅玻璃清洗工序:
所述正面磷硅玻璃保護(hù)工序包括將不與磷硅玻璃發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)堿溶液均勻涂抹到擴(kuò)散后的晶體硅片正面；
所述背面和邊緣磷硅玻璃去除工序包括用氫氟酸去除擴(kuò)散后的晶體硅片的背面及邊緣磷硅玻璃；
所述邊緣和背面刻蝕工序包括用有機(jī)堿溶液刻蝕擴(kuò)散后的晶體硅片的背面及邊緣； 所述正面磷硅玻璃清洗工序包括用氫氟酸清洗磷硅玻璃正面。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)化，所述正面磷硅玻璃保護(hù)工序中的有機(jī)堿溶液質(zhì)量百分濃度在1-10%。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述背面和邊緣磷硅玻璃去除工序中的氫氟酸溶液質(zhì)量百分濃度為2-40%，反應(yīng)時(shí)間控制在0.3-5分鐘，反應(yīng)溫度為室溫。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述邊緣和背面刻蝕工序的有機(jī)堿溶液質(zhì)量百分濃度控制在10-30%，刻蝕時(shí)間在1-20分鐘，反應(yīng)溫度控制在35-95°C。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述正面磷硅玻璃清洗工序中的氫氟酸溶液質(zhì)量百分濃度控制在2-10%，清洗時(shí)間在0.3-5分鐘，，反應(yīng)溫度為室溫。
[0010]有益效果:本發(fā)明采用有機(jī)強(qiáng)堿溶液對(duì)擴(kuò)散后的晶體硅片進(jìn)行邊緣刻蝕，與目前常用的干法刻蝕以及利用混合酸進(jìn)行濕法刻蝕相比，本發(fā)明一方面能夠有效減少在刻蝕過程中對(duì)硅片邊緣造成的損傷，減少漏電情況發(fā)生；另一方面，進(jìn)行邊緣和背面刻蝕的同時(shí)可使硅片背面形成光滑平面的表面，大大增加晶體硅背面的反射率，能更有效地利用長波以增加晶體硅太陽電池的短路電流；另外由于硅片背面光滑平整，鋁背場更加均勻，背面復(fù)合減少，從而提高晶體硅太陽電池的開路電壓，有效地改善晶體硅太陽電池的電性能，本發(fā)明方法步驟簡單，操作方便。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0012]實(shí)施例1:
以P型多晶硅片為基體材料，具體步驟如下:
1.P型多晶硅片去損傷并制絨，清洗；
2.P型多晶硅片用管式擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散；
3.將擴(kuò)散后的多晶硅片平均分成A、B兩個(gè)小組，取其中A小組進(jìn)行常規(guī)干法刻蝕及磷硅玻璃清洗，B小組采用本發(fā)明中的有機(jī)堿溶液進(jìn)行邊緣和背面刻蝕及磷硅玻璃清洗；此步驟結(jié)束后分別在兩個(gè)小組中取樣測量硅片背面反射率；
4.在硅片正面采用管式PECVD的方法生長氮化硅減反射膜；
5.在硅片的背面印刷背電極及鋁背場，在硅片前表面印刷柵線；
6.燒結(jié)，測試，對(duì)比A、B兩個(gè)小組的電池片電性能。
[0013]本實(shí)施例中B小組的刻蝕步驟如下:
I將不與磷硅玻璃發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)堿溶液均勻涂抹到擴(kuò)散后的多晶硅片正面，使正面磷硅玻璃得到保護(hù)，有機(jī)堿溶液的質(zhì)量百分濃度為2%。
[0014]2在室溫狀態(tài)采用質(zhì)量百分濃度為2%的氫氟酸去除擴(kuò)散后的多晶硅片的背面及邊緣的磷娃玻璃，反應(yīng)時(shí)間控制在5min。
[0015]3在95°C溫度下，用質(zhì)量百分濃度10%的有機(jī)堿溶液對(duì)擴(kuò)散后的多晶硅片的背面及邊緣完成刻蝕.4采用質(zhì)量百分濃度為2%的氫氟酸溶液清洗硅片正面的磷硅玻璃，清洗時(shí)間控制在5min。
[0016]對(duì)比分別采用干法刻蝕和本發(fā)明的邊緣刻蝕所得樣品反射率，對(duì)比數(shù)據(jù)如表I所示:
表I不同刻蝕方法所得硅片背面的反射率
【權(quán)利要求】
1.一種改善晶體硅太陽電池電性能的邊緣刻蝕方法，其特征在于:包括正面磷硅玻璃保護(hù)工序、背面和邊緣磷硅玻璃去除工序、邊緣和背面刻蝕工序、正面磷硅玻璃清洗工序； 所述正面磷硅玻璃保護(hù)工序包括將有機(jī)堿溶液均勻涂抹到擴(kuò)散后的晶體硅片正面； 所述背面和邊緣磷硅玻璃去除工序包括用氫氟酸去除擴(kuò)散后的晶體硅片的背面及邊緣磷硅玻璃； 所述邊緣和背面刻蝕工序包括用有機(jī)堿溶液刻蝕擴(kuò)散后的晶體硅片的背面及邊緣； 所述正面磷硅玻璃清洗工序包括用氫氟酸清洗磷硅玻璃正面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善晶體硅太陽電池電性能的邊緣刻蝕方法，其特征在于:所述正面磷硅玻璃保護(hù)工序中的有機(jī)堿溶液質(zhì)量百分濃度為1_10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善晶體硅太陽電池電性能的邊緣刻蝕方法，其特征在于:所述背面和邊緣磷硅玻璃去除工序中的氫氟酸溶液質(zhì)量百分濃度為2-40%，反應(yīng)時(shí)間控制在0.3-5分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善晶體硅太陽電池電性能的邊緣刻蝕方法，其特征在于:所述邊緣和背面刻蝕工序的有機(jī)堿溶液質(zhì)量百分濃度控制在10-30%，刻蝕時(shí)間在1-20分鐘，反應(yīng)溫度控制在35-95 °C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善晶體硅太陽電池電性能的邊緣刻蝕方法，其特征在于:所述正面磷硅玻璃清洗工序中的氫氟酸溶液質(zhì)量百分濃度控制在2-10%，清洗時(shí)間在0.3-5分鐘。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK103996742SQ201410216952
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】李靜, 邢國強(qiáng), 張斌, 夏正月 申請(qǐng)人:奧特斯維能源（太倉）有限公司