[發明專利]利用臭氧實現堿性體系對硅片刻蝕拋光的方法及設備

有效

• 申請號: 201810724740.8
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN109004062B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 左國軍;任金枝;李雄朋
• 申請（專利權）人: 常州捷佳創精密機械有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/02;H01L21/67
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 吳敏;孫潔敏

本發明公開了一種利用臭氧實現堿性體系對硅片刻蝕拋光的方法及設備，該方法包括：步驟1、使用臭氧溶液對硅片進行表面處理；2、使用去離子水對硅片進行清洗；3、使用堿液對硅片的下表面及側面邊緣進行刻蝕拋光；4、清洗硅片去除表面污染物；5、使用酸液對硅片進行酸洗；6、清洗硅片去除殘留藥液；7、烘干硅片。該設備包括槽式設備、鏈式設備和搬送設備。本發明利用臭氧實現堿性體系對硅片的刻蝕拋光，安全環保、成本低且品質好。

技術領域

本發明涉及光伏電池技術領域，尤其涉及一種利用臭氧實現堿性體系對硅片刻蝕拋光的方法及設備。

背景技術

常規太陽能電池的生產流程一般包括：制絨、擴散、刻蝕去PSG、鍍膜、絲網印刷及燒結、測試分選等工序；部分高效電池還增加了INK、激光刻蝕、退火、原子層沉積背面鍍氧化鋁薄膜、PECVD、激光開孔等涉及到高效電池的步驟。

現有的刻蝕去PSG工藝通常是利用HNO3和HF的混合溶液對擴散后硅片下表面和邊緣進行腐蝕，去除邊緣的N型硅，使得硅片的上下表面相互絕緣。去PSG是利用HF去除硅片表面的磷硅玻璃，避免發射區電子的復合，導致少子壽命的降低，進而降低電池片效率，但這種酸刻蝕方法產生的廢液、廢氣不能直接排放，環保問題嚴重，另外酸刻蝕的化學品耗量大，生產成本高。

另外，現有設備多采用皮帶或滾輪傳送硅片進行刻蝕，硅片上容易出現黑斑、皮帶印、滾輪印或臟片等缺陷，PERC電池的不良率非常高，這種設備已不適合應用在市場上。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述缺陷，本發明提出一種利用臭氧實現堿性體系對硅片刻蝕拋光的方法及設備，該方法使用臭氧對硅片進行清洗，能夠徹底清潔硅片表面，再通過堿液及槽式設備對硅片進行下表面刻蝕拋光處理，安全環保、成本低且成品質量好。

本發明采用的技術方案是，設計一種利用臭氧實現堿性體系對硅片刻蝕拋光的方法，硅片的上表面覆蓋有PSG層，硅片的下表面及側面邊緣已去除PSG層，包括：

步驟1、將硅片放入第一臭氧清洗槽，硅片浸泡在第一臭氧清洗槽內含有臭氧的混合溶液中清洗；

步驟2、將硅片放入第一水槽，硅片浸泡在第一水槽內的去離子水中清洗；

步驟3、將硅片放入刻蝕拋光槽，硅片浸泡在刻蝕拋光槽內的堿液中，對硅片下表面及側面邊緣進行刻蝕拋光；

步驟4、將硅片放入清洗槽組中清洗；

步驟5、將硅片放入酸洗槽，硅片浸泡在酸洗槽內的酸液中酸洗；

步驟6、將硅片放入水洗槽中清洗；

步驟7、將硅片放入烘干槽組中干燥。

優選的，步驟4中清洗槽組包括依次排列的第二水槽、第二臭氧清洗槽和第三水槽。步驟4包括：步驟4.1、將硅片放入第二水槽中清洗；步驟4.2、將硅片放入第二臭氧清洗槽清洗；步驟4.3、將硅片放入第三水槽中清洗。

其中，步驟1中第一臭氧清洗槽內使用HCl、臭氧和去離子水的混合溶液，HCl濃度為0.01%-0.3%，臭氧的濃度為10-50PPM，反應溫度20℃到40℃，反應時間大于30秒。

步驟4中第二臭氧清洗槽內使用HCl、HF、臭氧和去離子水的混合溶液，HCl濃度為0.01%-0.3%，HF濃度為0%-20%，臭氧的濃度為10-80PPM，反應溫度20℃到40℃，反應時間大于60秒。

刻蝕拋光槽內的堿液使用KOH溶液和拋光添加劑、或使用NaOH溶液和拋光添加劑，KOH或NaOH濃度為0.5%-10%，堿液的溫度為60℃-80℃，反應時間為60秒-240秒。

優選的，步驟7中烘干槽組包括依次排列的慢提拉槽和烘干槽；