本發(fā)明涉及光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種PERC太陽(yáng)能電池的拋光刻蝕方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)PERC太陽(yáng)能高效電池的生產(chǎn)流程一般包括：制絨、擴(kuò)散、刻蝕去PSG、原子層沉積背面鍍氧化鋁薄膜、PECVD、激光開(kāi)孔、絲網(wǎng)印刷及燒結(jié)、退火、測(cè)試分選。其中刻蝕是利用HNO3和HF的混合溶液對(duì)擴(kuò)散后硅片下表面和邊緣進(jìn)行腐蝕，去除邊緣的N型硅，使得硅片的上下表面相互絕緣。去PSG是利用HF去除硅片表面的磷硅玻璃，避免發(fā)射區(qū)電子的復(fù)合，導(dǎo)致少子壽命的降低，進(jìn)而降低電池片效率。
在現(xiàn)有技術(shù)中PERC電池一般采用鏈?zhǔn)皆O(shè)備拋光刻蝕，即將硅片放置在滾輪上向前運(yùn)送，滾輪下方設(shè)置有反應(yīng)槽，這種拋光刻蝕方式存在以下幾個(gè)缺陷：
1、滾輪接觸，尤其是換液及保養(yǎng)后，滾輪表面的臟污很難清洗干凈，肉眼無(wú)法判定，復(fù)機(jī)后要跑大量假片清理滾輪，然后一邊跑普通電池片，一邊驗(yàn)證PERC電池片EL至無(wú)滾輪印及其它不良，保證EL不良比例在可接受范圍內(nèi)，耗時(shí)12H以上；
2、皮帶接觸，不能與電池片背面有任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)，工藝窗口過(guò)?。?/p>
3、疊片帶液難發(fā)現(xiàn)，疊片帶液后滾輪及皮帶污染難清理；
4、電池片成品需要全檢，帶來(lái)了人力、物力成本的浪費(fèi)。
目前的PERC電池量產(chǎn)過(guò)程中電池成品良率偏低，主要為EL不良，電池出現(xiàn)黑斑、皮帶印、滾輪印、臟片等均與刻蝕工序相關(guān)。普通光伏電池產(chǎn)品不良在1%以內(nèi)，但PERC電池的不良比例達(dá)到了5%~20%，有時(shí)甚至更高，尤其是在刻蝕換液、PM或停機(jī)時(shí)間較久時(shí)，復(fù)機(jī)后EL不良爆發(fā)，不良比例40%以上。由于PERC電池EL不良比例過(guò)高，導(dǎo)致電池片EL需要全檢，1臺(tái)絲網(wǎng)需配備2臺(tái)EL測(cè)試機(jī)。
PERC電池片成品良率和刻蝕工藝息息相關(guān)，三氧化二鋁背鍍膜前，硅片背表面不能有任何沾污和摩擦，刻蝕工段已經(jīng)成為制約PERC產(chǎn)能和產(chǎn)品良率的瓶頸工序。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種PERC太陽(yáng)能電池的拋光刻蝕方法，該拋光刻蝕方法能夠解決硅片EL不良的問(wèn)題，保證硅片在進(jìn)行三氧化二鋁背鍍膜前無(wú)任何污染及摩擦，大大降低電池的成品不良率。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種PERC太陽(yáng)能電池的拋光刻蝕方法，包括：
步驟1、利用滾輪將已進(jìn)行制絨擴(kuò)散處理的硅片向前傳送，利用噴淋設(shè)備向硅片的上表面滴水形成水膜；
步驟2、滾輪繼續(xù)將硅片向前傳送至第一HF槽，滾輪的底部浸在第一HF槽內(nèi)的HF溶液中，滾輪帶液轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中硅片的底部與滾輪上的HF溶液接觸，去除所述硅片背面及邊緣的PSG；
步驟3、用去離子水沖洗硅片的上下表面，對(duì)硅片進(jìn)行烘干處理；
步驟4、利用硅片花籃將硅片放入到刻蝕槽中，硅片浸泡在刻蝕槽內(nèi)的堿液中進(jìn)行刻蝕；
步驟5、將硅片放入第一水槽中，硅片浸泡在第一水槽內(nèi)的去離子水中清洗；
步驟6、將硅片放入清洗槽中，硅片浸泡在清洗槽內(nèi)的清洗液中進(jìn)行RCA清洗；
步驟7、將硅片放入第二水槽中，硅片浸泡在第二水槽內(nèi)的去離子水中清洗；
步驟8、將硅片放入第二HF槽中，硅片浸泡在第二HF槽內(nèi)的HF溶液中進(jìn)行酸洗去除硅片上表面的PSG；
步驟9、將硅片放入第三水槽中，硅片浸泡在第三水槽內(nèi)的去離子水中清洗；
步驟10、將硅片放入烘干槽中干燥。
步驟1中硅片頂面的水量在5mg~8mg。
步驟2中HF溶液的液位高度在滾輪直徑的1/3~2/3位置處。
第一HF槽中的HF溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2%~8%，HF溶液的溫度為室溫。
刻蝕槽內(nèi)的堿液為KOH與添加劑的混合液，KOH濃度為2.5%~5%，添加劑濃度為0.5%~2%，堿液的溫度為60℃~80℃，反應(yīng)時(shí)間為1min~3min。
刻蝕槽內(nèi)的堿液為TMAH溶液，TMAH濃度為2.5%~10%，堿液的溫度為60℃~90℃，反應(yīng)時(shí)間為1min~10min。
清洗槽內(nèi)的清洗液由體積比為1:10的NH3·H2O和H2O2混合溶液、體積比為1:4的HF和H2O2混合溶液、體積比為1:3的HCL和H2O2混合溶液中的一種或多種組合形成，反應(yīng)時(shí)間為1min~3min。
第二HF槽中的HF溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2%~8%。
刻蝕槽、清洗槽及第二HF槽內(nèi)的溶液均經(jīng)過(guò)鼓泡均勻處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、硅片通過(guò)硅片花籃搬送浸泡在反應(yīng)槽中進(jìn)行刻蝕和清洗，槽式刻蝕與硅片背面無(wú)接觸，能夠解決PERC電池片滾輪印、皮帶印等造成的EL不良；
2、硅片采用堿液拋光刻蝕，效果比現(xiàn)有技術(shù)中的酸液拋光刻蝕好，堿拋光刻蝕能把電池片背面絨面塔尖削平，背面比較平坦，鈍化效果較好，背反射率高，背場(chǎng)接觸改善明顯，電池片效率得到提升；
3、硅片進(jìn)行RCA清洗，能夠加強(qiáng)對(duì)硅片表面清洗，提高硅片表面潔凈度，降低黑斑、臟片等不良，進(jìn)一步提升電池片效率；
4、堿拋光刻蝕省去了大量的硝酸和氫氟酸，減少含氮、含氟化學(xué)品的排放，進(jìn)而降低廢液處理成本，保護(hù)環(huán)境。
附圖說(shuō)明
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中：
圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明提出的拋光刻蝕方法，包括：
步驟1、硅片需先經(jīng)過(guò)常規(guī)的制絨擴(kuò)散處理，即硅片經(jīng)過(guò)清洗并表面制絨，再在硅片表面擴(kuò)散處理形成PN結(jié)。
利用滾輪將硅片向前傳送，利用噴淋設(shè)備向硅片的上表面滴水形成水膜，利用水膜保護(hù)硅片的上表面，即硅片的擴(kuò)散面，其中水膜能夠均勻的平鋪在硅片的上表面，保證硅片在第一HF槽內(nèi)向前運(yùn)行的過(guò)程中上表面始終覆蓋有水膜，水量約為5mg~8mg。
步驟2、滾輪繼續(xù)將硅片向前傳送至第一HF槽，滾輪的底部浸在第一HF槽內(nèi)的HF溶液中，第一HF槽中的HF溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2%~8%，溫度為室溫，其液位高度約在滾輪直徑的1/3~2/3位置處，硅片的下表面能夠直接接觸滾輪由滾輪帶液行走，行走過(guò)程中硅片的下表面與HF藥液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)去除背面及邊緣PSG的作用，而硅片上表面在水膜的保護(hù)下不與HF溶液接觸，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
步驟3、滾輪繼續(xù)將硅片向前運(yùn)送，用去離子水沖洗硅片的上下表面后，對(duì)硅片進(jìn)行烘干處理。
步驟4、將硅片放入硅片花籃內(nèi)，通過(guò)機(jī)械手將硅片花籃將硅片放入到刻蝕槽中，硅片浸泡在刻蝕槽內(nèi)的堿液中，利用堿液的特有性質(zhì)，對(duì)硅片下表面及邊緣進(jìn)行刻蝕，使得硅片上下表面絕緣以及背面拋光。刻蝕槽中的堿液有兩種方案可以選擇，第一個(gè)方案是刻蝕槽內(nèi)的堿液為KOH與添加劑的混合液，KOH濃度為2.5%~5%，添加劑濃度為0.5%~2%，堿液的溫度為60℃~80℃，反應(yīng)時(shí)間為1min~3min。第二個(gè)方案是刻蝕槽內(nèi)的堿液為TMAH溶液，TMAH濃度為2.5%~10%，堿液的溫度為60℃~90℃，反應(yīng)時(shí)間為1min~10min。
步驟5、機(jī)械手提起硅片花籃放入第一水槽中，硅片浸泡在第一水槽內(nèi)的去離子水中清洗1min~3min。
步驟6、機(jī)械手提起硅片花籃放入清洗槽中，硅片浸泡在清洗槽內(nèi)的清洗液中進(jìn)行RCA清洗，RCA清洗是進(jìn)一步提高硅片表面的潔凈度，降低硅片表面復(fù)合以及黑斑、臟片的產(chǎn)生。清洗槽內(nèi)的清洗液可利用體積比為1:10的NH3·H2O和H2O2混合溶液、體積比為1:4的HF和H2O2混合溶液、體積比為1:3的HCL和H2O2混合溶液中的一種或多種進(jìn)行組合，對(duì)拋光后的硅片表面高強(qiáng)度清洗，反應(yīng)時(shí)間為1min~3min。
步驟7、機(jī)械手提起硅片花籃放入第二水槽中，硅片浸泡在第二水槽內(nèi)的去離子水中清洗1min~3min。
步驟8、機(jī)械手提起硅片花籃放入第二HF槽中，硅片浸泡在第二HF槽內(nèi)的HF溶液中進(jìn)行酸洗去除硅片上表面的PSG，第二HF槽中的HF溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2%~8%。
步驟9、機(jī)械手提起硅片花籃放入第三水槽中，硅片浸泡在第三水槽內(nèi)的去離子水中清洗1min~3min。
步驟10、最后將硅片放入烘干槽中干燥。
其中，刻蝕槽、清洗槽及第二HF槽均為長(zhǎng)方體型槽，硅片花籃也是長(zhǎng)方體型，刻蝕槽、清洗槽及第二HF槽內(nèi)的溶液均經(jīng)過(guò)鼓泡均勻處理，以保證反應(yīng)質(zhì)量。
刻蝕拋光工藝完成后可繼續(xù)進(jìn)行以下工藝完成PERC電池片的生產(chǎn)。
步驟11、對(duì)硅片進(jìn)行常規(guī)的原子層沉積背面鍍氧化鋁薄膜。
步驟12、對(duì)硅片進(jìn)行常規(guī)的PECVD鍍膜、激光開(kāi)槽、絲網(wǎng)印刷正背面金屬漿料、燒結(jié)、退火，最后制得PERC電池片。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。