專利名稱：一種金剛石線切割高效低成本太陽電池的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金剛石線切割高效低成本太陽電池的生產(chǎn)方法，用于制作單晶硅太陽電池，屬于太陽能電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
晶硅太陽能電池片是組成光伏發(fā)電系統(tǒng)的最重要元素，光伏發(fā)電原理是利用太陽能電池直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能。而隨著太陽能級硅片性能的不斷提高以及生產(chǎn)設(shè)備的不斷改進(jìn)，使常規(guī)工藝下獲得高效電池成為可能。國內(nèi)很多優(yōu)秀的太陽能企業(yè)，也都在積極探索相關(guān)工藝，并取得了不小的成就，使太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率得到了很大的提高。而太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的不斷鉆研和應(yīng)用提高，也將使太陽能產(chǎn)業(yè)得以更好的發(fā)展，并使太陽能作為新能源能更有效地開拓更廣泛的使用領(lǐng)域。整個太陽能光伏產(chǎn)業(yè)在國家政策支持下，發(fā)展空間還是巨大的，具有廣闊的發(fā)展前景。
目前常規(guī)單晶硅太陽電池生產(chǎn)的工藝流程為步驟1、用達(dá)到太陽能級純度的硅料通過直拉法制備晶棒，然后對晶棒進(jìn)行切割使其成為一定厚度的硅片，對硅片表面進(jìn)行預(yù)清洗，隨后制絨去除損傷層并形成減反射的絨面結(jié)構(gòu)，化學(xué)清洗并干燥。
步驟2、通過液態(tài)源擴(kuò)散的方法在硅片表面各點(diǎn)形成均勻摻雜的PN結(jié)。
步驟3、去除擴(kuò)散過程中形成的周邊PN結(jié)和表面磷硅玻璃。
步驟4、表面沉積鈍化和減反射膜。
步驟5、制作太陽電池的背面電極、背面電場和正面電極。
步驟6、燒結(jié)形成歐姆接觸，從而完成整個電池片的制作過程。
其中對晶棒進(jìn)行切割使其成為一定厚度的硅片的方法現(xiàn)在一般采用游動磨粒(砂漿)線鋸切割法，采用該方法使對切割液的后處理變得困難，廢液處理成本高，環(huán)保壓力大， 生產(chǎn)效率不高，對太陽能電池的市場競爭力是一個阻礙。因此國內(nèi)外某些公司開始采用更加高效的切割方法來解決上述問題，其中采用固定金剛石磨料線切割方法來切割硅棒的技術(shù)已經(jīng)成熟，該方法大幅減少了材料的浪費(fèi)，更節(jié)能和更環(huán)保更經(jīng)濟(jì)，同時切割速度可提高 3倍以上。
但是金剛石線切割法有一定的缺點(diǎn)，通過金剛石線切割的硅片表面線痕較明顯， 如直接用現(xiàn)有工藝進(jìn)行生產(chǎn)會對后續(xù)電池的制造產(chǎn)生較多不利影響，對電池的外觀和效率較差，同時碎片率較高，使金剛石線切割的優(yōu)點(diǎn)在后續(xù)產(chǎn)業(yè)不能很好的體現(xiàn)出來。如何克服金剛石線切割造成的上述系列問題，并用該硅片比用傳統(tǒng)游動磨粒(砂漿)線鋸切割法得到的硅片制造出具有更好的轉(zhuǎn)換效率和良品率的電池片是一個亟待解決的難題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合金剛石線切割法硅片的單晶硅太陽能電池片生產(chǎn)工藝，通過該工藝可以達(dá)到用傳統(tǒng)切割方法硅片所制作的電池片的良品率，并且擁有更高的光電轉(zhuǎn)換效率。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種金剛石線切割高效低成本太陽電池的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟為步驟1、進(jìn)行插片插片時，首先觀察硅片的線痕位置，然后按照線痕豎直于花籃進(jìn)行機(jī)器插片或手工插片；步驟2、制絨制絨時，腐蝕液的質(zhì)量百分配比為1. 5-1. 8%的氫氧化鈉、3-4%的異丙醇、 0. 15-0. 35%的制絨添加劑以及余量的去離子水，反應(yīng)時間為10-20分鐘，反應(yīng)溫度為80-82 攝氏度，控制硅片的減薄量為0. 3-0. 5克，即比傳統(tǒng)工藝多減去重量0. 1-0. 2g。
步驟3、擴(kuò)散時，保持硅片在石英舟中的位置和在花籃中的位置相同，擴(kuò)散結(jié)束后下片時必須保持硅片和在石英舟上的位置方向的一致性，在承載盒的一邊標(biāo)上特殊記號， 使得該條邊能夠與其他邊區(qū)別開來，將硅片放入承載盒中時，使石英舟上的硅片的上部分朝向承載盒上有特殊記號的一邊所在方向，不可混亂；步驟4、干法刻蝕時，使得硅片在支架上的位置保持固定，刻完后將硅片重新放入承載盒中時，使得硅片的方向和擴(kuò)散后放入承載盒時的方向相同；步驟5、二次清洗時，硅片在花籃中的方向?yàn)楣杵虺休d盒上特殊記號的部分豎直向上；步驟6、若使用平板式等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(以下將等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法簡稱為PECVD)下片的，承載盒在放置時必須使有特殊記號所在的邊緣與花籃上片時硅片的運(yùn)行方向垂直；若使用管式PECVD下片的，上片時必須保持硅片在石墨舟和花籃中保持相同的豎直方向，下片時，使石墨舟中豎直的硅片的上邊緣靠近承載盒有特殊標(biāo)記的一邊；步驟7、將PECVD后的硅片連同承載盒放入印刷機(jī)上料臺時，保持承載盒有特殊標(biāo)記的一邊和印刷流水線垂直，印刷后經(jīng)過燒結(jié)得到高效低成本的太陽能電池片。
本發(fā)明主要對硅片的制絨的化學(xué)品添加量和反應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到表面平整化和得到低反射率的絨面，同時為了降低碎片率和印刷不良率，需要對生產(chǎn)各工序中硅片的線痕方位進(jìn)行嚴(yán)格的控制，盡量使所有硅片的線痕在一個方位，同時對生產(chǎn)過程中用到的承載盒進(jìn)行一定的標(biāo)注，并在印刷前承載盒在印刷機(jī)中的放置位置為一規(guī)定的方位。
通過本發(fā)明提供的方法能夠采用金剛石線切割法后，達(dá)到傳統(tǒng)切割方法硅片的良品率和效率。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明如下。
實(shí)施例1本發(fā)明提供了一種金剛石線切割高效低成本太陽電池的生產(chǎn)方法，其步驟為 步驟1、進(jìn)行插片插片時，首先觀察硅片的線痕位置，然后按照線痕豎直于花籃進(jìn)行機(jī)器插片或手工插片；步驟2、制絨制絨時，腐蝕液的質(zhì)量百分配比為1. 7%的氫氧化鈉、3%的異丙醇、0. 15% 的制絨添加劑以及余量的去離子水，反應(yīng)時間為15分鐘，反應(yīng)溫度為80攝氏度，控制硅片的減薄量為0. 4克；步驟3、擴(kuò)散時，保持硅片在石英舟中的位置和在花籃中的位置相同，方阻的控制范圍可以根據(jù)各個不同的工藝方案分別進(jìn)行控制。擴(kuò)散結(jié)束后下片時必須保持硅片和在石英舟上的位置方向的一致性，在承載盒的一邊標(biāo)上特殊記號，使得該條邊能夠與其他邊區(qū)別開來，將硅片放入承載盒中時，使石英舟上的硅片的上部分朝向承載盒上有特殊記號的一邊所在方向，不可混亂；步驟4、干法刻蝕時，使得硅片在支架上的位置保持固定，刻完后將硅片重新放入承載盒中時，使得硅片的方向和擴(kuò)散后放入承載盒時的方向相同，同時，通過萬能表測量邊緣電阻在規(guī)定的范圍內(nèi)。
步驟5、二次清洗時，硅片在花籃中的方向?yàn)楣杵虺休d盒上特殊記號的部分豎直向上；步驟6、若使用平板式PECVD下片的，承載盒在放置時必須使有特殊記號所在的邊緣與花籃上片時硅片的運(yùn)行方向垂直；若使用管式PECVD下片的，上片時必須保持硅片在石墨舟和花籃中保持相同的豎直方向，下片時，使石墨舟中豎直的硅片的上邊緣靠近承載盒有特殊標(biāo)記的一邊；步驟7、將PECVD后的硅片連同承載盒放入印刷機(jī)上料臺時，保持承載盒有特殊標(biāo)記的一邊和印刷流水線垂直，印刷后經(jīng)過燒結(jié)得到低成本高性能的太陽能電池片。
經(jīng)過試驗(yàn)表明，該電池片的電性能和采用常規(guī)方法進(jìn)行切割的硅片的電池片基本相同，同時成本較低。
實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，在步驟2中，制絨時，腐蝕液的質(zhì)量百分配比為1.5% 的氫氧化鈉、3%的異丙醇、0. 15%的制絨添加劑以及余量的去離子水，反應(yīng)時間為20分鐘， 反應(yīng)溫度為80攝氏度，控制硅片的減薄量為0. 5克。其他步驟同實(shí)施例1。
實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，在步驟2中，腐蝕液的質(zhì)量百分配比為1. 8%的氫氧化鈉、4%的異丙醇、0. 35%的制絨添加劑以及余量的去離子水，反應(yīng)時間為10分鐘，反應(yīng)溫度為81攝氏度，控制硅片的減薄量為0. 3克。其他步驟同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1. 一種金剛石線切割高效低成本太陽電池的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟為 步驟1、進(jìn)行插片插片時，首先觀察硅片的線痕位置，然后按照線痕豎直于花籃進(jìn)行機(jī)器插片或手工插片；步驟2、制絨制絨時，腐蝕液的質(zhì)量百分配比為1. 5-1. 8%的氫氧化鈉、3-4%的異丙醇、 0. 15-0. 35%的制絨添加劑以及余量的去離子水，反應(yīng)時間為10-20分鐘，反應(yīng)溫度為80-82 攝氏度，控制硅片的減薄量為0. 3-0. 5克；步驟3、擴(kuò)散時，保持硅片在石英舟中的位置和在花籃中的位置相同，擴(kuò)散結(jié)束后下片時必須保持硅片和在石英舟上的位置方向的一致性，在承載盒的一邊標(biāo)上特殊記號，使得該條邊能夠與其他邊區(qū)別開來，將硅片放入承載盒中時，使石英舟上的硅片的上部分朝向承載盒上有特殊記號的一邊所在方向，不可混亂；步驟4、干法刻蝕時，使得硅片在支架上的位置保持固定，刻完后將硅片重新放入承載盒中時，使得硅片的方向和擴(kuò)散后放入承載盒時的方向相同；步驟5、二次清洗時，硅片在花籃中的方向?yàn)楣杵虺休d盒上特殊記號的部分豎直向上；步驟6、若使用平板式等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法下片的，承載盒在放置時必須使有特殊記號所在的邊緣與花籃上片時硅片的運(yùn)行方向垂直；若使用管式等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法下片的，上片時必須保持硅片在石墨舟和花籃中保持相同的豎直方向，下片時，使石墨舟中豎直的硅片的上邊緣靠近承載盒有特殊標(biāo)記的一邊；步驟7、將PECVD后的硅片連同承載盒放入印刷機(jī)上料臺時，保持承載盒有特殊標(biāo)記的一邊和印刷流水線垂直，印刷后經(jīng)過燒結(jié)得到低成本高性能的太陽能電池片。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種金剛石線切割高效低成本太陽電池的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟為在生產(chǎn)過程中必須使用帶有特殊標(biāo)記的承載盒，并使硅片在生產(chǎn)過程中和在承載盒中的位置保持在特定的位置，從而生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高效低成本的太陽能電池片，其制絨時化學(xué)品添加量范圍為氫氧化鈉1.5-1.8%、異丙醇3-4%、添加劑0.15-0.35%，反應(yīng)時間為10-20分鐘，反應(yīng)溫度為80-82攝氏度，控制硅片的減薄量范圍為0.3-0.5克。通過本發(fā)明提供的方法能夠采用金剛石線切割法后，達(dá)到傳統(tǒng)切割方法硅片的良品率和效率。
文檔編號H01L31/18GK102496651SQ20111039487
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者李海亮, 石勁超 申請人:百力達(dá)太陽能股份有限公司