一種檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于太陽(yáng)電池產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開(kāi)太陽(yáng)電池硅片擴(kuò)散均勻性的檢測(cè)方法。其包括以下步驟：(1)去除磷/硼硅玻璃步驟；(2)測(cè)量硅片的多點(diǎn)處的方塊電阻；(3)濕法返刻：采用HNO3和HF混合溶液組成的HNO3-HF體系對(duì)硅片進(jìn)行濕法返刻；(4)對(duì)不同返刻厚度的硅片進(jìn)行表層多點(diǎn)方塊電阻測(cè)試。該方法通過(guò)控制HNO3和HF混合溶液的比例與濃度，可以達(dá)到速度快、反應(yīng)穩(wěn)定可控的效果，通過(guò)控制時(shí)間可以準(zhǔn)確控制刻蝕的厚度，能更詳細(xì)、更全面地檢測(cè)擴(kuò)散均勻性，此外該檢測(cè)方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，表觀清晰，且實(shí)用性強(qiáng)，適合工廠以及研究機(jī)構(gòu)應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于陽(yáng)電池產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種太陽(yáng)電池硅片擴(kuò)散均勻性的檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，隨著化石能源的消耗以及環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，可再生能源發(fā)展愈顯重要，其中太陽(yáng)能以清潔、廣泛、無(wú)窮盡等特點(diǎn)備受重視。目前，在所有商業(yè)太陽(yáng)電池中，硅太陽(yáng)電池始終占據(jù)主導(dǎo)地位。
[0003]目前，常規(guī)的太陽(yáng)電池商業(yè)生產(chǎn)工藝主要包括:去損傷、制絨、擴(kuò)散制結(jié)、去背結(jié)、鍍膜、印刷電極、烘干燒結(jié)。太陽(yáng)電池發(fā)電主要依靠光生伏打效應(yīng)和PN結(jié)分離載流子的作用，因此擴(kuò)散制結(jié)的工藝對(duì)于整個(gè)工藝鏈來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。因此，擴(kuò)散的均勻性是工藝中必須要控制的一個(gè)參數(shù)。
[0004]目前，檢測(cè)擴(kuò)散均勻性的主要方法有以下兩種:
[0005]第一，是通過(guò)測(cè)試擴(kuò)散片的表層方阻的均勻性，選取擴(kuò)散片表面足夠范圍大的陣列點(diǎn)，采用四探針技術(shù)測(cè)試這些點(diǎn)的方塊電阻；
[0006]第二，是采用電化學(xué)電容電壓測(cè)試(簡(jiǎn)稱(chēng)為ECV)等手段對(duì)擴(kuò)散片上具代表性的不同點(diǎn)測(cè)量其摻雜濃度曲線，對(duì)比不同點(diǎn)的摻雜曲線是否偏差不大。
[0007]然而，上述兩種方法均存在一定的局限性:
[0008]第一種方法所測(cè)試的表層方阻均勻性只能說(shuō)明在極薄的區(qū)域的擴(kuò)散均勻性情況，對(duì)于擴(kuò)散縱向的均勻性并沒(méi)有檢測(cè)到，非常不準(zhǔn)確，實(shí)際實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)這種方法測(cè)試出來(lái)表層方阻均勻的擴(kuò)散片其摻雜并非均勻；
[0009]第二種方法采用ECV耗時(shí)太長(zhǎng)，通常一片擴(kuò)散片需要一天的時(shí)間去測(cè)試。
[0010]因此尋找一種可以快速又全面地檢測(cè)硅太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法具有極大的實(shí)用意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種太陽(yáng)電池硅片擴(kuò)散均勻性的檢測(cè)方法，該方法通過(guò)控制HNO3和HF混合溶液的比例與濃度，可以達(dá)到速度快、反應(yīng)穩(wěn)定可控的效果，通過(guò)控制時(shí)間可以準(zhǔn)確控制刻蝕的厚度，能更詳細(xì)、更全面地檢測(cè)擴(kuò)散均勻性，此外該檢測(cè)方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，表觀清晰，且實(shí)用性強(qiáng)，適合工廠以及研究機(jī)構(gòu)應(yīng)用。
[0012]為了克服上述技術(shù)目的，本發(fā)明是按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0013]本發(fā)明所述的一種檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0014](I)去除磷/硼硅玻璃步驟:將擴(kuò)散后的硅片用HF溶液進(jìn)行去除磷/硼硅玻璃；
[0015](2)測(cè)量硅片的多點(diǎn)處的方塊電阻:用四探針測(cè)量上述擴(kuò)散硅片的表層多點(diǎn)處的方塊電阻；[0016](3)濕法返刻:采用HNO3和HF混合溶液組成的HNO3-HF體系對(duì)硅片進(jìn)行濕法返刻，所述HNO3-HF體系具體是指硝酸跟氫氟酸的混合水溶液，外加亞硝酸鈉作為引發(fā)劑；
[0017](4)對(duì)不同返刻厚度的硅片進(jìn)行表層多點(diǎn)方塊電阻測(cè)試。
[0018]作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述步驟(3)所述的HNO3-HF體系中，為了控制反應(yīng)速度，采用的HF-HNO3體系中，HF =HNO3的體積比可在1:1?1:5之間調(diào)控，溶液濃度控制在HF =H2O體積比為1:20?1:40之間的范圍。
[0019]作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，在所述的HNO3和HF混合溶液中添加質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1 %?0.5%的亞硝酸鈉來(lái)引發(fā)對(duì)擴(kuò)散硅片的刻蝕作用。
[0020]在本發(fā)明中，所述步驟⑷中控制返刻時(shí)間范圍為I?6分鐘之間，以控制不同的
返刻厚度。
[0021]在本發(fā)明中，所述步驟(2)中的測(cè)量硅片的多點(diǎn)處的方塊電阻是采用四探針技術(shù)進(jìn)行測(cè)試。
[0022]在本發(fā)明中，所述步驟(4)中對(duì)不同時(shí)間刻蝕后硅片進(jìn)行表層方塊電阻的是采用四探針技術(shù)進(jìn)行二維掃描測(cè)試。
[0023]在本發(fā)明中，所述步驟(I)的去除磷/硼硅玻璃步驟中是通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為5% HF的溶液進(jìn)行浸泡而成。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0025](I)本發(fā)明采用HNO3和HF混合溶液形成的HNO3-HF體系中刻蝕，通過(guò)控制比例與濃度，可以達(dá)到速度快、反應(yīng)穩(wěn)定可控的效果，通過(guò)控制時(shí)間可以準(zhǔn)確控制刻蝕的厚度。
[0026](2)本發(fā)明測(cè)試手段采用了四探針，方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，表觀清晰，且實(shí)用性強(qiáng)，適合工廠以及研究機(jī)構(gòu)應(yīng)用。
[0027](3)本發(fā)明相對(duì)于單純的測(cè)試表層方塊電阻，能更詳細(xì)、更全面地檢測(cè)擴(kuò)散均勻性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明:
[0029]圖1是本發(fā)明所述檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法流程圖。
[0030]圖2a是硅片擴(kuò)散后直接測(cè)得表面方阻分布圖；
[0031]圖2b是刻蝕60s后測(cè)得的表面方阻分布圖(方阻上下偏差1.5)；
[0032]圖2c是刻蝕120s后測(cè)得的表面方阻分布圖(方阻上下偏差9)；
[0033]圖2d是刻蝕180s后測(cè)得的表面方阻分布圖(方阻上下偏差18)；
[0034]圖2e是刻蝕240s后測(cè)得的表面方阻分布圖(方阻上下偏差26)。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明所述的一種檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法，如圖1所示，其具體制作步驟如下:
[0036](I)去除磷/硼硅玻璃步驟:將待測(cè)的擴(kuò)散硅片放入體積分?jǐn)?shù)為5%的HF水溶液中浸泡3?5分鐘，以去除表面的磷硅玻璃(對(duì)于P型硅擴(kuò)磷)；
[0037](2)測(cè)量硅片多點(diǎn)處的方塊電阻:采用四探針對(duì)上述硅片二維表面多點(diǎn)陣列測(cè)試其方塊電阻，取點(diǎn)陣為留邊8mm，二維方向7*7 = 49個(gè)點(diǎn)；
[0038](3)濕法返刻:將測(cè)試后的硅片放入HNO3和HF混合溶液形成的HNO3-HF體系中進(jìn)行刻蝕，HF =HNO3 =H2O配比體積比為1:4.5:32，其中亞硝酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1% ；
[0039](4)對(duì)不同返刻厚度的硅片進(jìn)行表層多點(diǎn)方塊電阻測(cè)試:分別刻蝕60s、120s、180s、240s后再重復(fù)步驟(2)，即可得到不同擴(kuò)散深度下的方阻均勻性，采用四探針檢測(cè)對(duì)該不同返刻厚度后的硅片進(jìn)行表層多點(diǎn)方塊測(cè)試，以檢測(cè)其擴(kuò)散的均勻性。
[0040]如圖2a至2e所示，為采用擴(kuò)散后方阻為44.4 Ω / □的擴(kuò)磷片所測(cè)不同表層的方阻分布如下(origin作圖):
[0041]由圖2a至2e可以看出，該擴(kuò)散片只是在淺表層即圖2a中是較為均勻的，在縱向上并不均勻，結(jié)論是:擴(kuò)散片擴(kuò)散的均勻性較差，該種檢測(cè)方法精確可靠、檢測(cè)迅速、表觀清晰。
[0042]本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，凡是對(duì)本發(fā)明的各種改動(dòng)或變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變型屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意味著包含這些改動(dòng)和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)去除磷/硼硅玻璃步驟:將擴(kuò)散后的硅片用HF溶液進(jìn)行去除磷/硼硅玻璃； (2)測(cè)量硅片的多點(diǎn)處的方塊電阻； (3)濕法返刻:采用HNO3和HF混合溶液組成的HNO3-HF體系對(duì)硅片進(jìn)行濕法返刻； (4)對(duì)不同返刻厚度的硅片進(jìn)行表層多點(diǎn)方塊電阻測(cè)試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法，其特征在于:上述步驟(3)所述的HNO3-HF體系中，HF =HNO3的體積比范圍是1:1?1:5之間，溶度控制在HF =H2O體積比為1:20?1:40之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法，其特征在于:在所述的HNO3和HF混合溶液中添加質(zhì)量百分比為0.1 %?0.5 %的亞硝酸鈉來(lái)弓I發(fā)對(duì)擴(kuò)散硅片的刻蝕作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法，其特征在于:所述步驟(4)中控制返刻時(shí)間范圍為I?6分鐘之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的測(cè)量硅片的多點(diǎn)處的方塊電阻是采用四探針技術(shù)進(jìn)行測(cè)試。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法，其特征在于:所述步驟(4)中對(duì)不同時(shí)間刻蝕后硅片進(jìn)行表層方塊電阻的是采用四探針技術(shù)進(jìn)行二維掃描測(cè)試。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散均勻性的方法，其特征在于:所述步驟(I)的去除磷/硼硅玻璃步驟中是通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為5%的HF溶液進(jìn)行浸泡而成。
【文檔編號(hào)】H01L21/66GK103996635SQ201410209871
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】沈輝, 龍騰江, 周吉祥, 徐冠群 申請(qǐng)人:中山大學(xué)