[发明专利]太阳能电池背抛光的方法

说明书

技术领域

本发明涉及对单晶或具有一定结构的均匀多晶材料之后处理领域，具体涉及太阳能电池背抛光的方法。

背景技术

常规晶体硅太阳能电池生产中，经过制绒、扩散、刻蚀、PECVD、丝网印刷、烧结等工序，最终制成太阳能电池片。太阳能电池的背面印刷有铝背场与背电极，其中铝背场的作用有两点：1）与硅共熔结晶形成重掺杂的P+层，降低硅体内的费米能级，提高电压；2）由于硅片厚度较薄，对入射到硅片内部的长波长的光无法完全吸收，铝层将未吸收的光再次反射至硅片内部，增加了光的利用率，提高了电流。如果在铝背场印刷前对硅片背面进行抛光处理，就可以形成片平坦的背表面，有利于形成更均匀的背场和提高光反射率，从而减少背表面的复合和增加光谱响应，提高太阳能电池的转换效率。

常规晶硅太阳能电池由于陷光的需要，在表面采用化学方法织构绒面，通过正面的绒面对光的二次反射甚至多次反射来降低反射率。但绒面的存在同时也产生了负面影响，背面绒面深凹的位置与金属产生接触不良的现象。因此大家考虑对硅片背面进行抛光，使硅片背面更加光滑甚至达到镜面效果，背抛光硅后硅片的背面平整，一方面可以增加铝层对未吸收光的反射率，另一方面可以使铝浆与硅片表面接触更加充分，从而提高钝化效果。

目前在硅太阳能电池中，通过湿法刻蚀工序实现背抛光是一个很好的选择。以kuttler刻蚀设备为例，采用链式湿法刻蚀的主要流程及目的为：（1）硅片经过HF去除正面和背面的磷硅玻璃，使硅片达到疏水的效果。（2）硅片漂浮在HF/HNO₃水溶液上，实现边缘和背面的PN结的去除，同时达到一定的背抛光的效果；（3）KOH或NaOH溶液去除硅片表面的多孔硅，并中和硅片上的酸液；（4）HF去除硅片的氧化层。尽管目前的这种湿法刻蚀能起到一定的背抛光作用，但其抛光的效果仍有改善空间，仍会产生接触不良的现象且生产效率低下。

发明内容

本发明的目的在提供一种使太阳能电池背抛光效果进一步完善，避免产生接触不良的太阳能电池背盘抛光方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：太阳能电池背抛光的方法，包括以下步骤：

A、将硅片进行PECVD处理，在硅片上镀一层氮化硅；

B、将处理后的硅片放入碱洗槽进行碱抛光；

C、将处理后的硅片放入酸洗槽进行酸洗，中和碱液并对金属离子进行去除；

D、将酸洗后的硅片放入水洗槽进行超声水洗，进一步清洁硅片表面。

PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。本发明先将太阳能电池硅片进行PECVD处理，在硅片上正面镀上一层氮化硅保护膜。在上述步骤之后对太阳能电池进行碱洗，碱具有对Si和SiO₂表面有腐蚀作用而对氮化硅表面无腐蚀作用的特性，在PECVD之后增加碱洗工艺，对硅片背面进行抛光，提高硅片背面的光滑度与洁净度，然后再进行酸洗，中和碱液并对金属离子进行去除。最后进行水洗，进一步清洁硅片表面。且本发明采用超声水洗，可以使硅片表面更加均匀，提高反射率，进而完善抛光效果。本发明使太阳能电池背抛光效果进一步完善，避免产生接触不良，提高了光子利用效率。

进一步地，所述槽体的尺寸长宽均在0.5~1.5m之间，碱液浓度为0.2~50%，酸液浓度0.2~10%；各槽的温度在20~90℃之间，经过各槽时间为30~1200s，能够让抛光效果更好。

进一步地，所用碱为NaOH或KOH一种或混合碱溶液，NaOH和KOH是常见的碱溶液，容易获得，且成本低。

进一步地，所用酸为HCl、HNO₃、混合酸或单一一种酸，HCl和HNO₃容易获得，且本方案未采用HF，因HF具有极强的腐蚀性，能强烈地腐蚀金属、玻璃和含硅的物体，采用HF会导致本抛光失败。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

实施例1

本方案提供太阳能电池背抛光的方法，包括以下步骤：

A、将硅片进行PECVD处理，在硅片上镀一层氮化硅；

B、将处理后的硅片放入可以控制温度、流量、时间以及清洗调节功能和包括超声、溢流、自动上下料、自动补液和报警功能的浓度为30%的NaOH的碱洗槽进行碱抛光；反应温度为75℃，反应时间为200s,槽体尺寸0.6*1.0m；