[發明專利]一種濕法刻蝕工藝無效

申請號：	201110423218.4	申請日：	2011-12-16
公開（公告）號：	CN102569502A	公開（公告）日：	2012-07-11
發明（設計）人：	劉光;朱生賓;王永豐;謝忠陽	申請（專利權）人：	合肥晶澳太陽能科技有限公司
主分類號：	H01L31/18	分類號：	H01L31/18;C23F1/24
代理公司：	廣州知友專利商標代理有限公司 44104	代理人：	李海波
地址：	230031 ***	國省代碼：	安徽;34
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種濕法刻蝕工藝
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于太陽電池技術領域，具體涉及一種濕法刻蝕工藝。

背景技術

目前的商業化晶體硅太陽能電池生產的大致流程如下：新投單/多晶硅片→去除硅片表面損傷層，制絨面→在POCl₃氣氛中進行磷擴散，形成N⁺擴散層→利用刻蝕，去掉硅片周邊的PN結→利用PECVD技術在正表面沉積SiNx減反射膜→絲網印刷背電極、背電場、正電極→在燒結爐內燒結形成歐姆接觸→測試分選。這種商業化太陽能電池制造技術相對簡單、成熟，適合工業化、自動化生產，因而得到廣泛應用。

一直以來，硅材料在晶體硅太陽電池的成本中占很大比重，為了減少硅料的用量，硅片厚度變得越來越薄。硅片變薄，除了要考慮生產中的碎片率，燒結后的彎曲度，還要關注電池的長波響應特性。因為硅是一種間接吸收半導體材料，薄硅片需要有很好的背面反射，才能降低光學損失，增加有效吸收。目前，晶體硅太陽電池背面一般由摻鋁背場層、鋁硅合金層、鋁漿燒結層組成。鋁硅合金層與硅體結合緊密，兩者的界面對光產生反射作用。鋁漿在不規則的硅片背面上經過燒結，雖然也可以得到這三層結構，但鋁硅合金厚度和密度不均勻，界面非常粗糙，反射效果不好。同時在一般生產工藝中，硅片在經過制絨工藝后，雖然正面形成了所需要的絨面，增強了光的多次反射，提高了光的吸收，但背面同樣也被制成了高低起伏，很是粗糙的不平面。這對于需要良好的背反射，對太陽光中的長波段光譜的吸收和后續鋁硅合金與硅體的結合，歐姆接觸的效果影響巨甚。并且，粗糙的背表面具有更大的表面積，會增加背面的復合，降低長波段的內量子效率，降低Isc。

發明內容

本發明的目的在于提供一種濕法刻蝕工藝，該工藝采用摻雜擴散后的電池片，在刻蝕去除硅片周邊PN結后再增加一步背面拋光步驟，可使硅片背面更加光滑，加強其背反射，增強對太陽光中的長波段光譜的吸收，從而增加光能轉換，提高電池的Isc，最終提高電池的轉化效率；同時光滑平整的背表面有利于降低背表面的復合；背面拋光，同時也去除了背面的擴磷層，降低了背表面的摻雜濃度，有利于降低因摻雜導致的俄歇復合。此外光滑的電池背面更加有利于后續鋁硅合金與硅體的結合，提高其歐姆接觸，加強了其界面對光的反射效果，從而提高Voc，最終提高電池的轉換效率。

本發明的上述目的是通過如下技術方案來實現的：一種晶體硅片的濕法刻蝕工藝，主要含有背面拋光工序，在刻蝕去邊結之后，增加采用拋光液對晶體硅背面進行拋光工序，拋光時拋光液的溫度為5~30℃，拋光時間為10s~10min，拋光液含有以下質量百分含量的組分：HF?0.5%~10%、HNO₃5%~55%、H₂SO₄5%~55%、醋酸5%~30%。

所述拋光液中還含有添加劑，所述的添加劑包括氟化銨、亞硝酸鉀、檸檬酸鉀、月桂醇醚磷酸酯鉀和十二醇硫酸酯鉀中的一種或幾種，其含量占拋光液總質量的?0~20%。

其中所述刻蝕去邊結包括干法去邊結和濕法去邊結。

采用干法去邊結時，所述背面拋光工序作為單獨的工序增加在干法刻蝕去邊結之后。

采用濕法去邊結時，所述背面拋光工序整合在鏈式濕法刻蝕去邊結工序中。

在濕法刻蝕工藝中還含有去除磷硅玻璃PSG和干燥工序。

其中去除磷硅玻璃PSG，可以在背面拋光之前進行，也可以在背面拋光之后進行。通常采用質量百分比為1~20%的HF溶液去除去除磷硅玻璃PSG。

其中干燥工序可以采用如風干或甩干的干燥方式。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

(1)?在去除邊結之后，增加背面拋光工序可以使硅片背面更加光滑，加強了其背反射，增強了對太陽光中的長波段光譜的吸收，提高了電池的Isc；

(2)?經過背面拋光處理后的光滑的電池背面更加有利于后續鋁硅合金與硅體的結合，提高其歐姆接觸，加強了其界面對光的反射效果，從而提高Voc；

(3)?經過背面拋光處理后的光滑平整的背表面減少了表面積，因此有利于降低表面復合，提高少子壽命；

(4)?經過背面拋光處理后的拋光過程去除了背面的擴磷層，降低了背面的摻雜濃度，有利于降低背面的俄歇復合。