[發明專利]一種基于背鈍化太陽能電池制作的背面拋光工藝

無效

• 申請號: 201310168596.1
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103236473A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 成文;劉文峰;楊曉生
• 申請（專利權）人: 湖南紅太陽光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明屬于高效晶體硅太陽能電池制造領域，具體涉及一種背鈍化太陽能電池制作中的背面拋光工藝。

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背景技術

在背鈍化太陽能電池制造工藝中，背面拋光工藝是通過化學手段對晶體硅片的非擴散面進行表面處理，即填平加工面上的微觀凹凸不平，獲得光亮的鏡面。

目前光伏業內硅晶體背鈍化太陽能電池一直很難突破，關鍵因素就在于背面拋光工藝的關鍵技術沒有得到突破，目前行業內的拋光工藝有化學拋光和機械拋光兩種，單從拋光效果來說機械拋光絕對不遜于化學拋光，但是機械拋光設備價格昂貴且產能偏低，不適合大規模生產的使用。

而化學拋光設備在市面上很少且技術也不成熟，關鍵原因有：（1）要保證單面拋光則需要非常精準的定位，目前的鏈式設備很難做到絕對的單面腐蝕；（2）單面拋光工藝運行中產生的氣泡被硅片阻隔無法釋放，粘附在硅片上的氣泡影響拋光效果；（3）酸拋光成本昂貴，對環境的污染很大，污水處理難度增加。

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發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術存在的缺陷，提供一種經濟適用的化學拋光工藝。

本發明為了實現以上目的所采用的技術方案是，一種基于背鈍化太陽能電池制作的背面拋光工藝，其特征在于，先在硅片正面生成厚度大于60納米，起保護作用的氮化硅掩膜，再使用加熱的濃堿液對硅片背面進行中度腐蝕，達到拋光效果；所述濃堿液的堿質量濃度在20%-40%，濃堿液溫度控制在40℃-60℃；所述腐蝕的時間為30秒-300秒。

上述工藝還包括該步驟：將完成上述中度腐蝕的硅片取出并放入純水中漂洗。

上述工藝還包括去除氮化硅掩膜的步驟：將完成上述中度腐蝕的硅片或其后經純水中漂洗的硅片放入低濃度的HF溶液中進行浸泡，以去除氮化硅掩膜。

當上述氮化硅掩膜的厚度為60納米—62納米時，上述HF溶液的質量濃度為4%—6%，上述浸泡的時間為580秒—620秒；若氮化硅薄膜厚度增加，浸泡時間也相應增加。

上述工藝中，使用管式PECVD來生成氮化硅掩膜。

上述濃堿液為KOH或者NaOH溶液。

上述濃堿液是在水浴中加熱。使用水浴加熱使得水浴槽中的堿液溫度能夠得到穩定的控制，溫度波動比較小。

本發明不僅可以達到行業所需要的拋光效果，而且經濟適用，適合大生產使用。由于使用成本較低的化學品實現良好的拋光效果，化學液的處理也非常簡單，一般的工廠水處理都可以完全解決。

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附圖說明

圖1是本發明實施中的拋光液水浴加熱工作臺示意圖。??

在上圖中：1-堿液槽體；2-堿液；3-晶體硅片；4-加熱線圈；5-水；6-水浴槽體。

圖2是包含了本發明拋光工藝的背鈍化太陽能電池生產全流程圖實例一。

圖3是包含了本發明拋光工藝的背鈍化太陽能電池生產全流程圖實例二。

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具體實施方式

本發明使用的拋光液為堿性溶液，因此在制作拋光掩膜的時候選擇了耐堿性掩膜氮化硅薄膜，在晶體硅太陽能電池生產中，生長氮化硅薄膜是必不可少的工序，因此在晶體硅太陽能電池生產線上實現氮化硅薄膜的生長比較容易。

掩膜的質量決定了在保護過程中對非拋光面的保護程度，致密的氮化硅膜能夠很好地保護住硅基不受到腐蝕，因此建議使用管式PECVD（Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition?等離子體增強化學氣相沉積法）來生長薄膜來實現更好的保護，一般情況下60納米以上的厚度都可以達到保護的效果。

高濃度的堿液對硅的腐蝕效果很好，要達到非常好的拋光效果就需要比較重的腐蝕，但是考慮到后續生產工藝中的硅片破損，工業上需要找到一個平衡點，既保證拋光效果又不能腐蝕太多，因此嚴格控制堿液溫度、濃度以及腐蝕時間是本發明的關鍵點，尋求一個很好的工藝平衡將使得整個工藝的匹配達到一個非常好的效果。

如圖1所示，一種基于背鈍化太陽能電池制作的背面拋光工藝，其步驟包括：先在硅片正面生成厚度大于60納米，起保護作用的氮化硅掩膜，再使用經過水浴加熱的KOH或者NaOH溶液（溫度為40℃-60℃，質量濃度為20%-40%）對硅片背面進行中度腐蝕30秒-300秒，達到拋光效果，最后取出硅片并放入純水中漂洗。