一種去除鈍化發(fā)射極背面接觸太陽能電池皮帶印的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種去除PERC（鈍化發(fā)射極背面接觸）太陽能電池背面皮帶印的方法，PERC太陽能電池制作工序步驟為：P型基板清洗、三氯氧化磷擴散、刻蝕、鈍化淀積、背面開孔、絲網(wǎng)印刷電極和共燒，其特征是，在刻蝕工藝下料前通過增加硅片翻轉(zhuǎn)步驟，使得硅片正面朝下，由于硅片正面經(jīng)擴散形成PN結(jié)后，正面具有表面場鈍化保護的效果，硅片正面與傳動滾輪或傳輸皮帶接觸都不會產(chǎn)生摩擦痕或皮帶印，以此來去除電池背面的皮帶印，本發(fā)明的方法不僅徹底解決了電池背面皮帶印的問題，且改善了電池的電學特性，進一步節(jié)約了生產(chǎn)電池的成本。
【專利說明】
一種去除鈍化發(fā)射極背面接觸太陽能電池皮帶印的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及PERC(鈍化發(fā)射極和背面接觸)硅太陽能電池，尤其是一種去除PECR太陽能電池背面的皮帶印的方法，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]PECR技術(shù)，即鈍化發(fā)射極背面接觸，通過在太陽能電池背面形成鈍化層，可大幅降低背表面電學復合速率，形成良好的內(nèi)部光學背反射機制，提升電池的開路電壓、短路電流，從而提升電池的轉(zhuǎn)換效率。PECR太陽能電池具有工藝簡單，成本較低，且與現(xiàn)有電池生產(chǎn)線兼容性高的優(yōu)點，有望成為未來搞笑太陽能電池的主流方向。
[0003]當前，全球各大電池廠商都在加速引入PECR技術(shù)，與此同時，PECR電池本身也面臨降低生產(chǎn)成本、技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)?；a(chǎn)的挑戰(zhàn)。
[0004]如圖1所示，為PERC硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，為PERC電池工藝流程示意圖，類似于常規(guī)硅太陽能電池的生產(chǎn)，PERC硅太陽能電池生產(chǎn)步驟如下:1、提供一P型硅基板，首先進行清洗;2、在P型硅基板上擴散三氯氧化磷(P0C13)來形成反向?qū)щ娦偷腘型擴散層(N型發(fā)射極)；3、在形成擴散層之后，用氫氟酸進行蝕刻，去除擴散產(chǎn)生的硅片截面邊緣的PN結(jié);4、在正面N型擴散層上淀積SiNx，形成介電層，在背面淀積ALOx/SiNx，形成鈍化層;5、在PECR硅太陽能電池背面上的鈍化層進行激光開窗；6、在電池正面上的介電層上進行絲網(wǎng)印刷，并干燥正面銀漿，形成正面電極，在P型基板背面穿孔的鈍化層上進行絲網(wǎng)印刷，并干燥背面銀漿，形成背面電極;7、共燒，使電極充分干燥，同時形成良好電接觸。
[0005]與常規(guī)電池不同，PERC電池生產(chǎn)過程中不僅對環(huán)境潔凈度要求較高，同時背面鈍化膜沉積前的硅片背表面必須無劃傷、無沾污，才能保證電池背面良好的介質(zhì)膜鈍化效果。硅片在刻蝕后經(jīng)自動下料機下料時，通常硅片由傳動滾輪傳輸至下料機的水平皮帶上，依靠硅片與快速旋轉(zhuǎn)中的皮帶的摩擦力傳輸至承載盒內(nèi)?？涛g后硅片表面潔凈呈疏水性，由于硅片背面尚未沉積背鈍化層，背表面沒有任何保護，硅片背面與快速旋轉(zhuǎn)中的下料皮帶摩擦會產(chǎn)生痕跡，或者皮帶長時間與硅片摩擦導致皮帶磨損，皮帶磨損后留有缺口，會造成硅片表面劃傷，以及皮帶磨損后的物質(zhì)會粘附在硅片背面上造成污染。
[0006]劃痕和皮帶摩擦痕在肉眼下很難發(fā)現(xiàn)，但成品電池在EL測試(電致發(fā)光)時會看到明顯的劃痕，通常情況下，存在皮帶劃痕的電池的電學性能偏低，需進行降級處理，進而增加了 PRRC電池的生產(chǎn)成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種去除PERC太陽能電池背面皮帶印的方法，解決刻蝕工序結(jié)束下料時因皮帶傳輸導致的硅片背面皮帶痕跡的問題，通過改進刻蝕工藝步驟，使得刻蝕后下料接觸皮帶時硅片的正面朝下，由于硅片正面經(jīng)擴散形成PN結(jié)后，正面具有表面場鈍化保護的效果，與傳動滾輪或傳輸皮帶接觸即便有摩擦，在EL測試下都不會產(chǎn)生摩擦痕或皮帶印。
[0008]為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種去除鈍化發(fā)射極背面接觸太陽能電池皮帶印的方法，PERC太陽能電池制作工序步驟為:P型基板清洗、三氯氧化磷擴散、刻蝕、鈍化淀積、背面開孔、絲網(wǎng)印刷電極和共燒，其特征是，在刻蝕工藝下料前通過增加硅片翻轉(zhuǎn)步驟，來去除電池背面的皮帶印，刻蝕工藝的具體步驟如下:
步驟一.水膜覆蓋:在擴散后形成PN結(jié)的硅片表面噴涂定量純水，水完整均勻地覆蓋在硅片表面形成水膜；
步驟二.刻蝕:將硅片置于氫氟酸和硝酸的混合溶液槽中，使溶液與硅片發(fā)生反應，去除擴散產(chǎn)生的硅片截面邊緣的PN結(jié)；
步驟三.一次水洗:將硅片置于清洗槽中，使用純水進行漂洗，去除硅片表面殘留的氫氟酸和硝酸混合溶液；
步驟四.堿洗:將硅片置于氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液槽中，去除硅片在刻蝕過程中產(chǎn)生的多孔硅；
步驟五.二次水洗:將硅片置于清洗槽中，使用純水進行漂洗，去除硅片表面殘留的氫氧化鈉或氫氧化鉀混合溶液；
步驟六.酸洗:將硅片置于氟化氫溶液槽中，去除硅片表面的金屬離子；
步驟七.三次水洗:將硅片置于清洗槽中，使用純水進行漂洗，去除硅片表面殘留的低濃度的氟化氫溶液；
步驟八.烘干:使用壓縮空氣或氮氣加熱吹風將硅片表面吹干；
步驟九.硅片翻轉(zhuǎn):硅片背面朝下，通過吸盤將硅片180度翻轉(zhuǎn)；
步驟十.下料:硅片正面朝下，通過傳動滾輪傳輸至皮帶上，并由皮帶傳輸至承載盒內(nèi)；
作為優(yōu)選，所述硅片翻轉(zhuǎn)的具體步驟如下:
步驟一.將硅片背面朝下置于片架上；
步驟二.自動機械桿上端設(shè)有吸盤，通過吸盤吸住硅片正面；
步驟三.自動機械桿旋轉(zhuǎn)180度；
步驟四.將硅片正面朝下置于片架上，松開吸盤，收回自動機械桿。
[0009]作為優(yōu)選，所述硅片翻轉(zhuǎn)步驟可以在三次水洗后或者下料前完成均可。
[0010]進一步地，刻蝕中氫氟酸和硝酸的混合溶液中氫氟酸的濃度為35-45g/L，硝酸濃度350-420 g/Lo
[0011 ]進一步地，堿洗中的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液濃度為5%-10%。
[0012]進一步地，酸洗中的氫氟酸溶液的濃度為5%_10%。
[0013]從以上描述可以看出，本發(fā)明的有益效果在于:針對目前PERC電池存在的背面皮帶印的缺陷問題，本發(fā)明通過改進制作工序中的刻蝕工藝，在硅片下料與皮帶接觸前，增加硅片正反面翻轉(zhuǎn)步驟，避免硅片背面接觸皮帶，徹底解決了 PERC電池背面的皮帶印缺陷問題，改善了電池的電學特性，進而節(jié)約了生產(chǎn)電池的成本。
【附圖說明】
[0014]圖1為PERC硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為PERC硅太陽能電池制作工藝流程示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明改進后的刻蝕工藝流程框架圖。
[0017]圖4為改善前和改善后EL測試下硅片的SEM圖。
[0018]【附圖說明】:1-水膜覆蓋、2-刻蝕、3-—次水洗、4-堿洗、5-二次水洗、6-酸洗、7-三次水洗、8-烘干、9-硅片翻轉(zhuǎn)、10-下料。
【具體實施方式】
[0019]根據(jù)附圖3所述，本發(fā)明所提出的一種去除鈍化發(fā)射極背面接觸太陽能電池皮帶印的方法，PERC太陽能電池制作工序步驟為:P型基板清洗、三氯氧化磷擴散、刻蝕、鈍化淀積、背面開孔、絲網(wǎng)印刷電極和共燒，其特征是:在刻蝕工藝下料前通過增加硅片翻轉(zhuǎn)步驟，來去除電池背面的皮帶印，刻蝕工藝的具體步驟如下:
步驟一.水膜覆蓋I:在擴散后形成PN結(jié)的硅片表面噴涂定量純水，水完整均勻地覆蓋在硅片表面形成水膜；
步驟二.刻蝕2:將硅片置于氫氟酸和硝酸的混合溶液槽中，使溶液與硅片發(fā)生反應，去除擴散產(chǎn)生的硅片截面邊緣的PN結(jié)，氫氟酸和硝酸的混合溶液中氫氟酸的濃度為35-45g/L，硝酸濃度350-420 g/L；
步驟三.一次水洗3:將硅片置于清洗槽中，使用純水進行漂洗，去除硅片表面殘留的氫氟酸和硝酸混合溶液；
步驟四.堿洗4:將硅片置于氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液槽中，去除硅片在刻蝕過程中產(chǎn)生的多孔娃，氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液濃度為5%-10%;
步驟五.二次水洗5:將硅片置于清洗槽中，使用純水進行漂洗，去除硅片表面殘留的氫氧化鈉或氫氧化鉀混合溶液；
步驟六.酸洗6:將硅片置于氟化氫溶液槽中，去除硅片表面的金屬離子，氫氟酸溶液的濃度為5%_10%;
步驟七.三次水洗7:將硅片置于清洗槽中，使用純水進行漂洗，去除硅片表面殘留的低濃度的氟化氫溶液；
步驟八.烘干8:使用壓縮空氣或氮氣加熱吹風將硅片表面吹干；
步驟九.硅片翻轉(zhuǎn)9:硅片背面朝下，通過自動機械桿的吸盤將硅片180度翻轉(zhuǎn)；
步驟十.下料10:硅片正面朝下，通過傳動滾輪傳輸至皮帶上，并由皮帶傳輸至承載盒內(nèi)；
作為優(yōu)選，所述硅片翻轉(zhuǎn)9的具體步驟如下:
步驟一.將硅片背面朝下置于片架上；
步驟二.自動機械桿上端設(shè)有吸盤，通過吸盤吸住硅片正面；
步驟三.自動機械桿帶動硅片旋轉(zhuǎn)180度；
步驟四.將硅片正面朝下置于另一側(cè)的片架上，松開吸盤，收回自動機械桿。
[0020]作為優(yōu)選，所述硅片翻轉(zhuǎn)9步驟可以在三次水洗7后或者下料10前完成均可。
[0021]如圖4所示，圖4(a)為改善前EL下電池背面SEM圖，圖4(b)為改善后EL下電池的SEM圖，由圖可明顯看出，通過在刻蝕工藝下料前增加硅片翻轉(zhuǎn)9步驟，可以徹底改善PERC電池背面皮帶印問題。
[0022]本發(fā)明的特點之一在于不需要更換刻蝕后的下料皮帶，不需要安裝機器人的機械手取片，只需通過硅片正反面翻轉(zhuǎn)的簡單操作，即可消除電池背面皮帶印。
[0023]本發(fā)明的特點之二在于硅片正反面翻轉(zhuǎn)可在刻蝕機內(nèi)三次水洗7后完成，也可在下料10接觸皮帶前完成，使刻蝕后具有PN結(jié)的正面與傳動滾輪或傳輸皮帶接觸，由于硅片經(jīng)擴散形成PN結(jié)后，正面具有表面場鈍化保護的效果，與傳動滾輪或傳輸皮帶接觸即便有摩擦，但摩擦痕、皮帶印在EL測試時都不會顯示。
[0024]本發(fā)明的特點之三在于通過在刻蝕工藝中增加硅片翻轉(zhuǎn)工藝，這種方法成本低廉，且改善效果顯著，解決了業(yè)內(nèi)PERC電池普遍存在的EL下皮帶印問題，改善了 PERC電池背鈍化效果，提高了 PERC電池的轉(zhuǎn)換效率，杜絕了因EL皮帶印導致的電池降級，降低了 PERC電池的生產(chǎn)成本。
[0025]以上對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。總而言之如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種去除鈍化發(fā)射極背面接觸太陽能電池皮帶印的方法，PERC太陽能電池制作工序步驟為:P型基板清洗、三氯氧化磷擴散、刻蝕、鈍化淀積、背面開孔、絲網(wǎng)印刷電極和共燒，其特征是，在刻蝕工藝下料前通過增加硅片翻轉(zhuǎn)步驟，來去除電池背面的皮帶印，刻蝕工藝的具體步驟如下: 步驟一.水膜覆蓋(I):在擴散后形成PN結(jié)的硅片表面噴涂定量純水，水完整均勻地覆蓋在娃片表面形成水膜； 步驟二.刻蝕(2):將硅片置于氫氟酸和硝酸的混合溶液槽中，使溶液與硅片發(fā)生反應，去除擴散產(chǎn)生的硅片截面邊緣的PN結(jié)； 步驟三.一次水洗(3):將硅片置于清洗槽中，使用純水進行漂洗，去除硅片表面殘留的氫氟酸和硝酸混合溶液； 步驟四.堿洗(4):將硅片置于氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液槽中，去除硅片在刻蝕過程中產(chǎn)生的多孔娃； 步驟五.二次水洗(5):將硅片置于清洗槽中，使用純水進行漂洗，去除硅片表面殘留的氫氧化鈉或氫氧化鉀混合溶液； 步驟六.酸洗(6):將硅片置于氟化氫溶液槽中，去除硅片表面的金屬離子； 步驟七.三次水洗(7):將硅片置于清洗槽中，使用純水進行漂洗，去除硅片表面殘留的低濃度的氟化氫溶液； 步驟八.烘干(8):使用壓縮空氣或氮氣加熱吹風將硅片表面吹干； 步驟九.硅片翻轉(zhuǎn)(9):硅片背面朝下，通過吸盤將硅片180度翻轉(zhuǎn)； 步驟十.下料(10):硅片正面朝下，通過傳動滾輪傳輸至皮帶上，并由皮帶傳輸至承載盒內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除鈍化發(fā)射極背面接觸太陽能電池皮帶印的方法，其特征是，所述硅片翻轉(zhuǎn)(9 )的具體步驟如下: 步驟一.將硅片背面朝下置于片架上； 步驟二.自動機械桿上端設(shè)有吸盤，通過吸盤吸住硅片正面； 步驟三.自動機械桿旋轉(zhuǎn)180度； 步驟四.將硅片正面朝下置于片架上，松開吸盤，收回自動機械桿。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除鈍化發(fā)射極背面接觸太陽能電池皮帶印的方法，其特征是，所述硅片翻轉(zhuǎn)(9)步驟可以在三次水洗(7)后或者下料(10)前完成均可。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除鈍化發(fā)射極背面接觸太陽能電池皮帶印的方法，其特征是，刻蝕(2)中氫氟酸和硝酸的混合溶液中氫氟酸的濃度為35-45g/L，硝酸濃度350-420 g/Lo5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除鈍化發(fā)射極背面接觸太陽能電池皮帶印的方法，其特征是，堿洗(4)中的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液濃度為5%-10%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除鈍化發(fā)射極背面接觸太陽能電池皮帶印的方法，其特征是，酸洗(6)中的氫氟酸溶液的濃度為5%-10%。
【文檔編號】H01L31/18GK105845781SQ201610345127
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】陳麗萍, 王丹, 朱俊, 陸紅艷, 陳如龍
【申請人】無錫尚德太陽能電力有限公司