[发明专利]一种PERC太阳能电池的抛光刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种PERC太阳能电池的抛光刻蚀方法。

背景技术

常规PERC太阳能高效电池的生产流程一般包括：制绒、扩散、刻蚀去PSG、原子层沉积背面镀氧化铝薄膜、PECVD、激光开孔、丝网印刷及烧结、退火、测试分选。其中刻蚀是利用HNO₃和HF的混合溶液对扩散后硅片下表面和边缘进行腐蚀，去除边缘的N型硅，使得硅片的上下表面相互绝缘。去PSG是利用HF去除硅片表面的磷硅玻璃，避免发射区电子的复合，导致少子寿命的降低，进而降低电池片效率。

在现有技术中PERC电池一般采用链式设备抛光刻蚀，即将硅片放置在滚轮上向前运送，滚轮下方设置有反应槽，这种抛光刻蚀方式存在以下几个缺陷：

1、滚轮接触，尤其是换液及保养后，滚轮表面的脏污很难清洗干净，肉眼无法判定，复机后要跑大量假片清理滚轮，然后一边跑普通电池片，一边验证PERC电池片EL至无滚轮印及其它不良，保证EL不良比例在可接受范围内，耗时12H以上；

2、皮带接触，不能与电池片背面有任何相对运动，工艺窗口过小；

3、叠片带液难发现，叠片带液后滚轮及皮带污染难清理；

4、电池片成品需要全检，带来了人力、物力成本的浪费。

目前的PERC电池量产过程中电池成品良率偏低，主要为EL不良，电池出现黑斑、皮带印、滚轮印、脏片等均与刻蚀工序相关。普通光伏电池产品不良在1%以内，但PERC电池的不良比例达到了5%~20%，有时甚至更高，尤其是在刻蚀换液、PM或停机时间较久时，复机后EL不良爆发，不良比例40%以上。由于PERC电池EL不良比例过高，导致电池片EL需要全检，1台丝网需配备2台EL测试机。

PERC电池片成品良率和刻蚀工艺息息相关，三氧化二铝背镀膜前，硅片背表面不能有任何沾污和摩擦，刻蚀工段已经成为制约PERC产能和产品良率的瓶颈工序。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种PERC太阳能电池的抛光刻蚀方法，该抛光刻蚀方法能够解决硅片EL不良的问题，保证硅片在进行三氧化二铝背镀膜前无任何污染及摩擦，大大降低电池的成品不良率。

本发明采用的技术方案是，设计一种PERC太阳能电池的抛光刻蚀方法，包括：

步骤1、利用滚轮将已进行制绒扩散处理的硅片向前传送，利用喷淋设备向硅片的上表面滴水形成水膜；

步骤2、滚轮继续将硅片向前传送至第一HF槽，滚轮的底部浸在第一HF槽内的HF溶液中，滚轮带液转动过程中硅片的底部与滚轮上的HF溶液接触，去除所述硅片背面及边缘的PSG；

步骤3、用去离子水冲洗硅片的上下表面，对硅片进行烘干处理；

步骤4、利用硅片花篮将硅片放入到刻蚀槽中，硅片浸泡在刻蚀槽内的碱液中进行刻蚀；

步骤5、将硅片放入第一水槽中，硅片浸泡在第一水槽内的去离子水中清洗；

步骤6、将硅片放入清洗槽中，硅片浸泡在清洗槽内的清洗液中进行RCA清洗；

步骤7、将硅片放入第二水槽中，硅片浸泡在第二水槽内的去离子水中清洗；

步骤8、将硅片放入第二HF槽中，硅片浸泡在第二HF槽内的HF溶液中进行酸洗去除硅片上表面的PSG；

步骤9、将硅片放入第三水槽中，硅片浸泡在第三水槽内的去离子水中清洗；

步骤10、将硅片放入烘干槽中干燥。

步骤1中硅片顶面的水量在5mg~8mg。

步骤2中HF溶液的液位高度在滚轮直径的1/3~2/3位置处。

第一HF槽中的HF溶液质量分数在2%~8%，HF溶液的温度为室温。

刻蚀槽内的碱液为KOH与添加剂的混合液，KOH浓度为2.5%~5%，添加剂浓度为0.5%~2%，碱液的温度为60℃~80℃，反应时间为1min~3min。

刻蚀槽内的碱液为TMAH溶液，TMAH浓度为2.5%~10%，碱液的温度为60℃~90℃，反应时间为1min~10min。

清洗槽内的清洗液由体积比为1:10的NH₃·H₂O和H₂O₂混合溶液、体积比为1:4的HF和H₂O₂混合溶液、体积比为1:3的HCL和H₂O₂混合溶液中的一种或多种组合形成，反应时间为1min~3min。

第二HF槽中的HF溶液质量分数在2%~8%。