[發明專利]去除磷硅玻璃的設備和方法

無效

• 申請號: 201210442267.7
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN102938433A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 馬紅娜;張紅妹;馬桂艷;胡海波
• 申請（專利權）人: 英利能源（中國）有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;B08B3/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及太陽能電池的生產加工領域，更具體地說，涉及一種去除磷硅玻璃的設備和方法。

背景技術

近年來，太陽能電池片生產技術不斷進步，生產成本不斷降低，轉換效率不斷提高，使光伏發電的應用日益普及并迅猛發展，逐漸成為電力供應的重要來源。太陽能電池片是一種能力轉換的光電元件，它可以在太陽光的照射下，把光能轉換為電能，實現光伏發電。

作為清潔環保的新能源，太陽能電池的應用越來越普及，但是太陽能電池片的生產工藝比較復雜，目前的太陽能電池片的生產過程可以分為以下幾個主要步驟：

1）損傷層的去除及絨面制備，通過化學反應除去硅片表面的切割損傷層，同時得到合理的粗糙表面，以增強光的吸收；

2）擴散制作PN結，將P型的硅片放入擴散爐內，通過硅原子之間的空隙使N型雜質原子由硅片表面層向硅片內部擴散，形成PN結，使電子和空穴在流動后不再回到原處，這樣便形成電流，也就使硅片具有光伏效應；

3）表面PSG（phosphate?silicate?glass，即磷硅玻璃）的去除，去除硅片在擴散的過程中表面生成的PSG，避免因玻璃層的存在而影響金屬電極與硅片的接觸，從而提高電池的轉換效率；

4）周邊PN的去除，去除擴散過程中在硅片邊緣形成的將PN結短路的導電層；

5）減反射層的制備，在硅片表面沉積一層氮化硅減反射層，利用薄膜干涉原理，減少光的反射，起到鈍化作用，增大電池的短路電流和輸出功率，提高轉換效率；

6）金屬化過程，即背電極、背電場和正電極的印刷和燒結過程，采用銀漿印刷正電極和背電極，采用鋁漿印刷背電場，以收集電流并起到導電的作用，燒結是在高溫下使印刷的電極與硅片之間形成歐姆接觸。

擴散制作PN結是太陽能電池生產的關鍵步驟，PN結的質量則直接決定著太陽能電池的電性能參數。而在PN結的制作過程中，硅片表面生成了氧化硅(SiO₂)，它和磷的氧化物形成磷硅玻璃PSG，玻璃層的存在會在電極印刷過程中影響到金屬電極和硅片的接觸，降低電池的轉換效率，同時玻璃層還有多種金屬離子雜質，會降低少子壽命。

因此，為去除擴散過程中形成的PSG，現有技術采用槽式或者鏈式設備，通過人工操作，對硅片進行氫氟酸清洗。該方法中，需要人工配制氫氟酸溶液、清洗后取片等，人與氫氟酸接觸的幾率較大，而氫氟酸是高危險性化學藥品，具有強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷，深度灼傷或處理不當時，可形成難以愈合的深潰瘍，損及骨膜和骨質。因此，如何安全的去除PSG成為業內亟需解決的問題。

發明內容

本發明提供了一種去除磷硅玻璃PSG的設備和方法，通過N₂將含水的氟化氫氣體通入密封設備中，在密封設備中進行硅片與含水的氟化氫氣體的反應，降低了生產過程中人與氟化氫接觸的幾率，提高了太陽能電池片生產過程中的安全性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種密封設備，用于去除磷硅玻璃PSG，包括：存儲氫氟酸溶液的第一密封容器和放置硅片的第二密封容器，其中，第一密封容器包括第一進氣口和第一出氣口，第二密封容器包括第二進氣口和第二出氣口，所述第一進氣口連接N₂輸入管路，第一出氣口連接第二進氣口，第二出氣口連接廢氣排放管路。

優選的，上述設備中，所述的第二密封容器為增加了一個進氣口的擴散爐。

優選的，上述設備中，所述的第二密封容器為與擴散爐的硅片輸出口相連的密封容器。

優選的，上述設備中，所述的第一密封容器的材料為聚丙烯。

本發明實施例還公開了一種去除磷硅玻璃PSG的方法，應用上述設備，該方法包括：將擴散完成后的硅片放置在第二密封容器中；將N₂通入到氫氟酸溶液中，通過N₂將含水的氟化氫氣體通入第二密封容器中，其中，所述氫氟酸溶液存儲在第一密封容器中；第二密封容器中，含水的氟化氫氣體與硅片表面的PSG反應，去除硅片表面的PSG；從第二密封容器中排出反應生成物。

優選的，上述方法中，所述的氫氟酸溶液的濃度為30%-40%。

優選的，上述方法中，所述的N₂的流量為200sccm-1000sccm。

優選的，上述方法中，所述的含水的氟化氫與硅片表面的PSG反應的時間為10s-30s。

優選的，上述方法中，所述的含水的氟化氫與硅片表面的PSG反應的溫度為650°C-800°C。

與現有技術相比，上述技術方案具有以下優點：