[發明專利]一種單晶硅太陽能電池的刻蝕方法

有效

• 申請號: 201510094766.5
• 申請日: 2015-03-03
• 公開（公告）號: CN104659156B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 王守志;勾憲芳;王鵬;姜利凱
• 申請（專利權）人: 中節能太陽能科技（鎮江）有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/306
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 徐瑩

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池的制造工藝，具體涉及一種太陽能電池的刻蝕方法。

背景技術

目前，單晶硅太陽能電池的主要制造工藝已經標準化，其主要步驟如下：

a、化學清洗及表面織構化處理：通過化學反應使原本光亮的硅片表面形成蜂窩狀的結構以增加光的吸收；

b、擴散：P型硅片在擴散后表面變成N型，形成PN結，使得硅片具有光伏效應，擴散的濃度、深度以及均勻性直接影響太陽能電池的電性能，擴散進雜質的總量用方塊電阻來衡量，雜質總量越小，方塊電阻越大；

c、刻蝕：使用等離子刻蝕機對硅片的側面進行刻蝕，該步驟的目的在于去掉擴散時在硅片邊緣及側面形成的使PN結兩端短路的導電層；

d、酸洗：使用低濃度的HF對硅片進行浸泡，該步驟的目的是去除擴散時硅片擴散面產生的SiO₂和P₂O₅(磷硅玻璃)；

e、沉積減反射膜：目前主要有兩類減反射膜：氮化硅膜和氧化鈦膜，主要起減反射和鈍化的作用；

f.、印刷電極；

h.、燒結：使印刷的電極與硅片之間形成合金。

現行工藝中單晶硅太陽能電池片通常采用干法刻蝕(即上述步驟c中所說的等離子刻蝕)，而普通濕法刻蝕是指以化學藥液對硅片進行化學腐蝕，以達到刻邊與去除磷硅玻璃的目的，具體過程如下：

在鏈式設備(如RENA)的反應槽體上鋪滿滾輪，硅片在滾輪上隨著滾輪轉動向前運動，同時與藥液接觸，并進行反應；

硅片首先經過藥液配比為330g/L硝酸+30g/L氫氟酸+350g/L硫酸混合液的工藝槽，藥液溫度為8度，反應時間為90秒。

之后硅片經過清洗段1，藥液為DI水，并保證液體沒過硅片，以達到對硅片清洗的目的。

之后硅片經過堿槽，藥液為濃度為5％的氫氧化鉀，反應溫度為20度，反應時間為10秒，并保證藥液以噴淋的方式對硅片進行沖洗，已達到去除在工藝槽中產生的多孔硅。

之后硅片經過清洗段2，藥液為DI水，并保證液體沒過硅片，已到到對硅片清洗的目的。

之后硅片經過酸洗槽，藥液為8％濃度的氫氟酸藥液，溫度為常溫，反應時間為60秒，并確保藥液沒過片子，以確定去除硅片擴散面的磷硅玻璃。

之后硅片經過清洗段3藥液為DI水，并保證液體沒過硅片，已到到對硅片清洗的目的。

現行工藝中，刻蝕堿槽藥液為低濃度的氫氧化鉀，目的是去掉硅片在工藝槽中產生的多孔硅，但對硅片兩面的絨面并無明顯影響，更無法達到非擴散面拋光的作用。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于為了克服現有技術的不足，提供一種可達到非擴散面拋光目的的單晶硅太陽能電池的刻蝕方法。

技術方案：一種單晶硅太陽能電池的刻蝕方法，包括以下步驟：

(1)用1號腐蝕液對硅片的非擴散面和側面進行腐蝕，所述1號腐蝕液中含有濃度為330g/L的硝酸、30g/L的氫氟酸和350g/L的硫酸，反應溫度為8℃；

(2)用2號腐蝕液對硅片的非擴散面進行腐蝕，所述2號腐蝕液中含有濃度為50～55g/L的膽堿、250～275g/L的四甲基氫氧化銨(TMAH)和10～12g/L的苯甲酸鈉，反應溫度為70～80℃；2號腐蝕液只與硅反應，而與磷硅玻璃(磷硅玻璃是擴散工藝中的反應產物)不反應，故在一定溫度下可在非擴散面達到拋光效果；

(3)以質量濃度為8％的氫氟酸液腐蝕硅片的擴散面。

優選的，所述1號腐蝕液的腐蝕時間為70～100s，保證硅片的非擴散面和側面可充分與1號腐蝕液接觸，P/N結和磷硅玻璃和1號腐蝕液反應充分，可徹底去除，同時防止腐蝕時間過久，擴散面沾染到腐蝕液影響太陽能電池的電性能。

優選的，所述2號腐蝕液的腐蝕時間為70～100s，使非擴散面經1號腐蝕液腐蝕后殘留的多孔硅表面得到充分腐蝕，同時去除絨面，最后可得到平滑表面，達到拋光效果，提升非擴散面的表面質量，從而增加了非擴散面與背場銀漿的有效接觸，以提高電池片的電轉換效率，所述腐蝕時間可防止過度腐蝕，達到硅片所需厚度。