[發明專利]一種制備太陽能單晶背拋光電池片的方法

有效

• 申請號: 201410572702.7
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104505425A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 趙鋒;陳健生;徐君
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0216
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及太陽能單晶電池片相關技術領域，尤其是指一種制備太陽能單晶背拋光電池片的方法。

背景技術

單晶硅片的背拋光技術可以改善太陽能硅片的光學效益、增強硅片背表面鈍化效果、提升太陽能電池的光電轉換效率，并且可以與SE、LBSF、PERL、MWT等主流技術疊加，兼容性好，可以進一步提高采用這些技術的太陽能電池性能，推進高效率太陽能電池產業化的發展。單晶硅電池背表面拋光技術需要結合太陽能電池產業化的發展需求，使之更加環保，拋光化學品使用量低，背拋光效果更容易控制。

目前太陽能硅電池行業通常使用熱擴散法制備PN結，在磷擴散前通入一定量的氧氣進行預氧化以控制磷擴散速度和方阻均勻性；在通三氯氧磷時通入一定量的氧氣使硅片表面形成一層磷硅玻璃(PSG)以促使POCl₃的充分分解和避免PCl₅對硅片表面的腐蝕。

在現有技術中，單晶硅的背拋光方法是將制絨后的單晶硅片背面置于拋光液中，正面置于拋光液外進行化學背拋光。該方法需要額外增加設備或對現有濕法刻蝕槽進行改造，對原產線改進匹配的造價高，并且拋光液采用有機溶液或添加有表面活性劑的堿溶液，造成了環境污染，而且增加了生產成本。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中存在上述的不足，提供了一種簡單易行且成本低的制備太陽能單晶背拋光電池片的方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種制備太陽能單晶背拋光電池片的方法，通過改進擴散工藝參數，在單晶硅片表面生成了一定厚度和密度的PSG，然后再對太陽能單晶硅片進行背拋光，最后制成太陽能電池片，具體操作步驟如下：

(1)經過清洗制絨后的單晶硅片，使用管式擴散爐進行擴散，在常規磷擴散工藝中改進預氧化和預沉積工藝，并增加高溫擴散推進氧化工藝和降溫氧化工藝；

(2)對單晶硅片進行制絨擴散后，在濕法刻蝕槽中刻蝕除去背面的PSG和PN結；

(3)在超聲清洗鼓泡槽中用具有一定溫度的加有無水乙醇的氫氧化鈉溶液進行背拋光；

(4)對背拋光后的單晶硅片用HF進行酸洗、水洗和干燥；

(5)運用PECVD在單晶硅片正面沉積氮化硅，并進行電極印刷與燒結。

該方法通過在常規磷擴散工藝中改進預氧化和預沉積工藝，增加高溫擴散推進氧化工藝和降溫氧化工藝，增加了擴散硅片的PSG厚度和致密度，提高了硅片方阻的均勻性，并且可以有效去除死層，提高少子壽命，使擴散硅片適用于制備太陽能單晶背拋光電池片。在一定的溫度下氫氧化鈉溶液對硅有很強的腐蝕性，而對PSG的腐蝕性遠遠小于硅，因此在背拋光時利用了此腐蝕性的差異保護硅片正面絨面和PN結。在去除硅片背面PSG和PN結的過程中同時對硅片背面進行了粗拋，減少了容易形成絨面的成核因子。當氫氧化鈉溶液達到一定的濃度，其對單晶硅的各向異性因子變小，可以達到拋光的效果。加入無水乙醇并采用超聲波清洗鼓泡槽可以協助氫氣泡的釋放，避免硅片表面由于氫氣泡的帖附造成外觀的斑點。該方法不需要額外增加設備或對現有濕法刻蝕槽進行改造，并且拋光液不采用有機溶液或添加有表面活性劑的堿溶液，不會造成環境污染，而且降低生產成本。

作為優選，在步驟(1)中，預氧化和預沉積工藝為，在一定溫度下，首先對硅片進行一定時間的預氧化，預氧化時通入的氧氣體積含量為30％-40％，然后進行一定時間的預沉積，預沉積時通入的擴散氮體積含量為8％-11％，氧氣體積含量為8％-13％。預氧化時增大氧氣流量，使硅片表面的氧化層更密更厚，減慢磷的滲入，提高少子壽命。

作為優選，在步驟(1)中，高溫擴散推進氧化工藝為，升溫到一定溫度對硅片進行高溫擴散推進氧化，在高溫擴散推進時通入一定量的氧氣，高溫擴散推進時通入的氧氣體積含量為10％-30％。在高溫擴散推進時通入一定量的氧氣，既可以使殘余的POCl₃充分分解，又可以使PSG更加致密，減少背拋光時對硅片正面的影響。

作為優選，在步驟(1)中，降溫氧化工藝為，降溫到一定溫度對硅片進行降溫氧化，在降溫時通入一定量的氧氣，降溫時通入的氧氣體積含量為10％-30％。在降溫時通入一定量的氧氣，可以減少擴散本身對硅片帶來的熱損傷，使方阻更加均勻。

作為優選，預氧化和預沉積工藝是，在800-830℃的溫度下，首先對硅片進行10-15min的預氧化，然后進行8-12min的預沉積。