[發(fā)明專利]減少太陽能硅片腐蝕厚度的制造工藝

無效

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• 申請日: 2012-03-21
• 公開（公告）號: CN102623551A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 蔡希松
• 申請（專利權(quán)）人: 常州億晶光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C23C16/44;C23C16/34;C23F1/02;C23F1/40
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技術(shù)領域

本發(fā)明涉及晶體硅太陽能電池的制造方法，尤其是一種減少太陽能硅片腐蝕厚度的制造工藝。

背景技術(shù)

近年來隨著太陽能產(chǎn)業(yè)的急劇擴張，原材料的供需不平衡造成太陽能級硅材料的價格急劇上升，如何進一步降低成本、提高效率是太陽能領域首要目標。為了降低制造成本，硅片厚度從320um、270um、230um、220um一直降到200um，然而薄片化是一柄雙刃劍，薄片可以降低成本，但碎片率會增加；同時在燒結(jié)背電場時，由于硅與鋁漿的熱脹系數(shù)不同而產(chǎn)生應力作用，導致硅片容易發(fā)生翹曲，嚴重影響太陽能電池的組裝，成品率低。

表面織構(gòu)化制作絨面是提高太陽電池效率的重要手段，通過化學腐蝕，在硅片表面形成一個陷光的表面絨面構(gòu)造，光線經(jīng)過這樣的表面至少會有2次機會與硅表面接觸，這樣可有效地減少太陽光在硅片表面的反射。傳統(tǒng)制絨液采用的是堿和價格相對較高的異丙醇混合液，雙表面結(jié)構(gòu)腐蝕工藝，從去損傷到制絨后硅片的厚度減少30um。若原始硅片為200um，制絨后硅片厚度剩下170um，現(xiàn)有的生產(chǎn)設備和工藝條件很難控制碎片率和成品率。另外，背表面有“金字塔”結(jié)構(gòu)存在，燒結(jié)時“塔尖”和“塔底”輻射到的能量不同，當金屬鋁和晶體硅接觸面達到共晶溫度時，“塔尖”和“塔底”溶入的硅原子量有差異，難以形成均勻的歐姆接觸，阻礙光電流收集。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有的技術(shù)存在的缺點，提供一種減少太陽能硅片腐蝕厚度的制造工藝，該方法可以減少硅片腐蝕厚度，提高成品率，適于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種減少太陽能硅片腐蝕厚度的制造工藝，硅片依次經(jīng)過去除表面損傷層、硅片表面制作單面氮化硅掩膜、表面織構(gòu)化、去除氮化硅掩膜、擴散制結(jié)、去除磷硅玻璃、等離子刻邊、沉積氮化硅減反膜、印刷背面電極、印刷鋁背場、印刷正面電極、燒結(jié)分選成品。

所述的單面氮化硅掩膜由等離子體增強化學氣相沉積設備制作，等離子體增強化學氣相沉積設備具有工藝腔體，工藝腔體中設有驅(qū)動帶，驅(qū)動帶上放置石墨載板，其制作單面氮化硅掩膜的具體方法如下：

一、開啟真空系統(tǒng)維持等離子體增強化學氣相沉積設備中工藝腔體內(nèi)的壓強在2.0×10^-1mbar-2.3×10^-1mbar范圍之內(nèi)；

二、打開微波電源，向工藝腔體內(nèi)通入氨氣和硅烷工藝氣體，工藝氣體總流量為2600ml/min，氨氣與硅烷流量比為3∶1-4∶1；

三、穩(wěn)定工藝腔體內(nèi)溫度390℃-400℃；

四、在等離子體增強化學氣相沉積設備的驅(qū)動帶上裝入石墨載板，在石墨載板中放入已去除表面損傷的硅片，驅(qū)動帶開始帶動石墨載板移動穿過工藝腔體，石墨載板的運行速度150cm/min-200cm/min，氨氣和硅烷在工藝腔體中形成等離子體，硅片穿過工藝腔體時單面形成一層氮化硅掩膜，氮化硅掩膜的厚度為10-20nm。

所述的工藝腔體壓強為2.3×10^-1mbar，工藝氣體中氨氣與硅烷流量比為3∶1，載板速度為200cm/min。

表面織構(gòu)化由制絨清洗設備進行處理，制絨清洗設備具有進行反應的水槽，其表面織構(gòu)化的方法如下：

一、在制絨清洗設備的水槽中加入去離子水，并開始加熱；

二、在制絨清洗設備的水槽中加入質(zhì)量分數(shù)為1.0％-1.3％的NaOH溶液；

三、待水槽內(nèi)溶液的溫度升至80-85℃時，加入乙醇，并攪拌均勻；

四、待溫度穩(wěn)定后，放入已制作單面氮化硅掩膜的硅片，18-25min后取出硅片完成表面織構(gòu)化。

NaOH溶液的質(zhì)量分數(shù)為1.1％，溶液的溫度為83℃，反應時間為20min。

氮化硅掩膜由制絨清洗設備進行去除處理，其去除氮化硅掩膜的方法為：在制絨清洗設備的水槽中加入質(zhì)量分數(shù)為49％的HF溶液和去離子水的溶液，其體積配比為1∶30，將已完成表面織構(gòu)化的硅片放入水槽中，待HF與氮化硅掩膜充分反應后取出硅片完成去除氮化硅掩膜操作。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的減少太陽能硅片腐蝕厚度的制造工藝通過制作單面掩膜，掩膜為氮化硅，阻擋了制絨液和硅片表面接觸，減少硅片表面的腐蝕厚度，進而降低碎片率；另外，未被制絨液腐蝕的表面保持原有的平整結(jié)構(gòu)，燒結(jié)時易與鋁漿形成較好的歐姆接觸，減小串聯(lián)電阻，降低背表面的復合，增加少子的收集率，從而提高了電池片的轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。