[发明专利]去除磷硅玻璃的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池的生产加工领域，更具体地说，涉及一种去除磷硅玻璃的设备和方法。

背景技术

近年来，太阳能电池片生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，使光伏发电的应用日益普及并迅猛发展，逐渐成为电力供应的重要来源。太阳能电池片是一种能力转换的光电元件，它可以在太阳光的照射下，把光能转换为电能，实现光伏发电。

作为清洁环保的新能源，太阳能电池的应用越来越普及，但是太阳能电池片的生产工艺比较复杂，目前的太阳能电池片的生产过程可以分为以下几个主要步骤：

1）损伤层的去除及绒面制备，通过化学反应除去硅片表面的切割损伤层，同时得到合理的粗糙表面，以增强光的吸收；

2）扩散制作PN结，将P型的硅片放入扩散炉内，通过硅原子之间的空隙使N型杂质原子由硅片表面层向硅片内部扩散，形成PN结，使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样便形成电流，也就使硅片具有光伏效应；

3）表面PSG（phosphate silicate glass，即磷硅玻璃）的去除，去除硅片在扩散的过程中表面生成的PSG，避免因玻璃层的存在而影响金属电极与硅片的接触，从而提高电池的转换效率；

4）周边PN的去除，去除扩散过程中在硅片边缘形成的将PN结短路的导电层；

5）减反射层的制备，在硅片表面沉积一层氮化硅减反射层，利用薄膜干涉原理，减少光的反射，起到钝化作用，增大电池的短路电流和输出功率，提高转换效率；

6）金属化过程，即背电极、背电场和正电极的印刷和烧结过程，采用银浆印刷正电极和背电极，采用铝浆印刷背电场，以收集电流并起到导电的作用，烧结是在高温下使印刷的电极与硅片之间形成欧姆接触。

扩散制作PN结是太阳能电池生产的关键步骤，PN结的质量则直接决定着太阳能电池的电性能参数。而在PN结的制作过程中，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，玻璃层的存在会在电极印刷过程中影响到金属电极和硅片的接触，降低电池的转换效率，同时玻璃层还有多种金属离子杂质，会降低少子寿命。

因此，为去除扩散过程中形成的PSG，现有技术采用槽式或者链式设备，通过人工操作，对硅片进行氢氟酸清洗。该方法中，需要人工配制氢氟酸溶液、清洗后取片等，人与氢氟酸接触的几率较大，而氢氟酸是高危险性化学药品，具有强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤，深度灼伤或处理不当时，可形成难以愈合的深溃疡，损及骨膜和骨质。因此，如何安全的去除PSG成为业内亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种去除磷硅玻璃PSG的设备和方法，通过N₂将含水的氟化氢气体通入密封设备中，在密封设备中进行硅片与含水的氟化氢气体的反应，降低了生产过程中人与氟化氢接触的几率，提高了太阳能电池片生产过程中的安全性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种密封设备，用于去除磷硅玻璃PSG，包括：存储氢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进气口和第一出气口，第二密封容器包括第二进气口和第二出气口，所述第一进气口连接N₂输入管路，第一出气口连接第二进气口，第二出气口连接废气排放管路。

优选的，上述设备中，所述的第二密封容器为增加了一个进气口的扩散炉。

优选的，上述设备中，所述的第二密封容器为与扩散炉的硅片输出口相连的密封容器。

优选的，上述设备中，所述的第一密封容器的材料为聚丙烯。

本发明实施例还公开了一种去除磷硅玻璃PSG的方法，应用上述设备，该方法包括：将扩散完成后的硅片放置在第二密封容器中；将N₂通入到氢氟酸溶液中，通过N₂将含水的氟化氢气体通入第二密封容器中，其中，所述氢氟酸溶液存储在第一密封容器中；第二密封容器中，含水的氟化氢气体与硅片表面的PSG反应，去除硅片表面的PSG；从第二密封容器中排出反应生成物。

优选的，上述方法中，所述的氢氟酸溶液的浓度为30%-40%。

优选的，上述方法中，所述的N₂的流量为200sccm-1000sccm。

优选的，上述方法中，所述的含水的氟化氢与硅片表面的PSG反应的时间为10s-30s。

优选的，上述方法中，所述的含水的氟化氢与硅片表面的PSG反应的温度为650°C-800°C。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：