濕法刻蝕工藝、設(shè)備和太陽能電池及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種濕法刻蝕工藝、設(shè)備和太陽能電池及其制造方法，涉及太陽能【技術(shù)領(lǐng)域】，可解決現(xiàn)有濕法刻蝕工藝中存在的刻蝕黑線和方阻上升問題，在實(shí)現(xiàn)磷硅玻璃層與背結(jié)去除的同時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)背面拋光的目的，從而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明所述濕法刻蝕工藝，包括：使用第一腐蝕液對太陽能電池片的下表面及側(cè)面進(jìn)行腐蝕，以去除所述太陽能電池片下表面及側(cè)面的磷硅玻璃層，所述第一腐蝕液為氫氟酸溶液；使用堿液對所述太陽能電池片下表面進(jìn)行腐蝕，以去除所述太陽能電池片下表面的PN結(jié)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)太陽能電池片下表面的拋光效果；使用含有氫氟酸的第二腐蝕液對所述太陽能電池片進(jìn)行腐蝕，以去除太陽能電池片上表面的磷硅玻璃層。
【專利說明】濕法刻蝕工藝、設(shè)備和太陽能電池及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種太陽能電池制造中的濕法刻蝕工藝及使用的濕法刻蝕設(shè)備，還涉及太陽能電池及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是人類取之不盡、用之不竭的可再生能源，也是清潔能源。為此，人們研制和開發(fā)了各種太陽能電池。其中，晶體硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率最高，發(fā)展最快，技術(shù)最為成熟，得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]晶體硅太陽能電池的制作過程主要有硅片清洗；制絨；擴(kuò)散制PN結(jié)；刻蝕；沉積氮化硅減反射膜；絲網(wǎng)印刷制備電極；高溫?zé)Y(jié)；測試分檔。其中，擴(kuò)散制PN結(jié)工序一般采用POCl3液態(tài)源擴(kuò)散，使P型硅片基體的表層反型成N型摻雜層，以形成太陽電池的核心發(fā)電單元“PN結(jié)”。在磷擴(kuò)散過程中，硅片表面的氧化層中被摻入高濃度的磷，形成電阻率較低的磷娃玻璃層(phosphoro Silicate glass,PSG),磷娃玻璃層的存在,導(dǎo)致PN結(jié)在娃片邊緣處形成短路，影響太陽能電池的正常工作，因此需要通過濕法刻蝕將硅片整個(gè)表層的磷硅玻璃層、以及背面和周邊的PN結(jié)清除掉，僅保留正面的PN結(jié)。
[0004]現(xiàn)有濕法刻蝕工藝的第一種方法是先去邊(背結(jié))再去磷硅玻璃層，該方法中先通過HNO3和HF的混合酸將背面及周邊的PN結(jié)和磷硅玻璃層清除，然后經(jīng)漂洗，堿洗去多孔硅，再次漂洗后，通過HF和HCL的混合酸去除正面的磷硅玻璃層。但該方法的刻蝕過程中，硅片上表面存在磷硅玻璃層，而磷硅玻璃的親水性使得酸液(HNO3和HF)易從硅片側(cè)面逐步上翻到硅片上表面，腐蝕掉上表面的磷硅玻璃及PN結(jié)，腐蝕后的硅片顏色變淺，呈現(xiàn)出刻蝕黑線(通常距硅片邊緣I?3mm)，造成硅片正面有效PN結(jié)的面積縮小，同時(shí)也導(dǎo)致電池良品率降低。另外，刻蝕過程中，磷硅玻璃會(huì)快速消耗氫氟酸，容易造成溶液中HNO3和HF濃度比例的紊亂，影響背面刻蝕效果，造成刻蝕不充分的問題。
[0005]現(xiàn)有濕法刻蝕工藝的第二方法是先去磷硅玻璃層再去邊(背結(jié))。如圖1所示，在酸洗槽A#，室溫條件下，使用5%?15%的HF溶液，利用上下水刀噴淋方式，同時(shí)去除硅片上下兩面的磷硅玻璃，使硅片脫水后，傳至刻蝕槽進(jìn)行下一步驟；在刻蝕槽，采用HN03、HF的混酸來實(shí)現(xiàn)單面腐蝕，去除硅片背面及四周的PN結(jié)；經(jīng)漂洗槽A#漂洗后傳至堿洗槽，堿洗槽為滾輪傳輸結(jié)構(gòu)，硅片漂浮在堿液上，僅在堿槽的末端安裝了一把上水刀進(jìn)行噴淋，以中和上述步驟中硅片正面吸附的酸氣；在酸洗槽B#，采用上下噴淋方式，去除正面的磷硅玻璃；最后在漂洗槽C#漂洗，風(fēng)干槽風(fēng)干后，結(jié)束濕法刻蝕工序。該方法中，由于上表面的磷硅玻璃層在酸洗槽A#中被清除，硅片在傳至刻蝕槽后，刻蝕槽酸氣會(huì)腐蝕上表面裸露的PN結(jié)，導(dǎo)致擴(kuò)散方阻上升，影響最終電池的電性能，易造成整線工藝的波動(dòng)，另外，堿液(NaOH或Κ0Η)易吸收空氣中的二氧化碳，生成碳酸鈉析出，形成堿結(jié)晶，從而堵塞鍵槽的噴淋水刀，特別是在溫度較低或長時(shí)間不用時(shí)，結(jié)晶堵塞會(huì)很嚴(yán)重，增加設(shè)備維護(hù)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種濕法刻蝕工藝、設(shè)備和太陽能電池及其制造方法，解決了現(xiàn)有的濕法刻蝕工藝中存在的刻蝕黑線和方阻上升問題，在實(shí)現(xiàn)磷硅玻璃層與背結(jié)去除的同時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)背面拋光的目的，從而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0008]一方面，本發(fā)明提供一種濕法刻蝕工藝，包括:
[0009]使用第一腐蝕液對太陽能電池片下表面及側(cè)面進(jìn)行腐蝕，以去除所述太陽能電池片下表面及側(cè)面的磷硅玻璃層，所述第一腐蝕液為氫氟酸溶液；
[0010]使用堿液對所述太陽能電池片進(jìn)行腐蝕，以去除所述太陽能電池片下表面的PN結(jié)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)所述太陽能電池片下表面的拋光效果；
[0011]使用含有氫氟酸的第二腐蝕液對所述太陽能電池片進(jìn)行腐蝕，以去除所述太陽能電池片上表面的磷娃玻璃層。
[0012]可選地，所述第一腐蝕液為體積百分比5%?10%的氫氟酸溶液。
[0013]可選地，所述堿液為體積百分比20%?30%，溫度60°C?80°C的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。
[0014]可選地，所述第二腐蝕液為體積百分比5%?10%的氫氟酸和體積百分比1%?10%的鹽酸的混合液。
[0015]優(yōu)選地，所述使用第一腐蝕液對太陽能電池片下表面及側(cè)面進(jìn)行腐蝕，以去除所述太陽能電池片下表面及側(cè)面的磷硅玻璃層之前，還包括:
[0016]在所述太陽能電池片上表面形成一層水膜，在后續(xù)腐蝕時(shí)保護(hù)所述太陽能電池片上表面。
[0017]具體地，在對所述太陽能電池片進(jìn)行腐蝕后，所述濕法刻蝕工藝還包括:
[0018]對腐蝕后的太陽能電池片進(jìn)行清洗。
[0019]另一方面，本發(fā)明還提供一種太陽能電池制造方法，包括所述的任一濕法刻蝕工藝。
[0020]進(jìn)一步地，所述濕法刻蝕工藝之前包括:在所述太陽能電池片上進(jìn)行制絨工序，以及在所述太陽能電池片中制造PN結(jié)；
[0021]所述濕法刻蝕工藝之后還包括:以及在所述太陽能電池片上表面沉積減反射膜。
[0022]另一方面，本發(fā)明還提供一種濕法刻蝕設(shè)備，按太陽能電池片經(jīng)過的先后順序，所述濕法刻蝕設(shè)備依次包括:
[0023]第一酸洗槽，內(nèi)置有第一腐蝕液，所述第一酸洗槽內(nèi)設(shè)置有用于支撐太陽能電池片的下滾輪，所述下滾輪的設(shè)置高度以使太陽能電池片只有下表面及側(cè)面接觸第一腐蝕液為準(zhǔn)，所述第一腐蝕液為氫氟酸溶液；
[0024]第一漂洗槽，內(nèi)置有純水；
[0025]堿洗槽，內(nèi)置有堿液，所述堿洗槽內(nèi)也設(shè)置有用于支撐太陽能電池片的下滾輪，所述下滾輪的設(shè)置高度以使所述太陽能電池片只有下表面及側(cè)面接觸所述堿液為準(zhǔn)；
[0026]第二漂洗槽，內(nèi)置有純水；
[0027]第二酸洗槽，內(nèi)置有第二腐蝕液，所述第二酸洗槽內(nèi)設(shè)置有用于支撐太陽能電池片的下滾輪和限制所述太陽能電池片位置的上滾輪，所述上滾輪及所述下滾輪的設(shè)置高度以使所述太陽能電池片上表面能浸入所述第二腐蝕液為準(zhǔn)，所述第二腐蝕液為氫氟酸和鹽酸的混合液；
[0028]第三漂洗槽，內(nèi)置有純水；
[0029]風(fēng)干槽，內(nèi)置有干潔氣源，用于干燥所述太陽能電池片。
[0030]優(yōu)選地，所述濕法刻蝕設(shè)備還包括:
[0031]設(shè)置在所述第一酸洗槽之前的水噴淋槽，所述水噴淋槽上方設(shè)置有水噴淋系統(tǒng)，所述水噴淋系統(tǒng)用于在所述太陽能電池片上表面噴水，利用磷硅玻璃層的親水性在所述太陽能電池片上表面覆蓋一層水膜。
[0032]可選地，所述第一腐蝕液為體積百分比5%?10%的氫氟酸溶液。
[0033]可選地，所述堿液為體積百分比20%?30%，溫度60°C?80°C的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。
[0034]可選地，所述第二腐蝕液為體積百分比5%?10%的氫氟酸和體積百分比1%?10%的鹽酸的混合液。
[0035]此外，本發(fā)明還提供一種太陽能電池，包括具有P型層和N型層的基底，所述基底的一側(cè)有背電極，所述基底的另一側(cè)有減反射膜，所述減反射膜上有穿過所述減反射膜并與所述基底接觸的前電極，所述太陽能電池在制造過程中經(jīng)歷所述的任一濕法刻蝕工藝。
[0036]本發(fā)明提供一種濕法刻蝕工藝、設(shè)備和太陽能電池及其制造方法，與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，具有如下有益效果:
[0037]1、由于太陽能電池片上表面的PN結(jié)一直處于磷硅玻璃層的保護(hù)下，直到經(jīng)過最后第二腐蝕液腐蝕后才裸露出來，濕法刻蝕的整個(gè)過程太陽能電池片上表面的PN結(jié)不會(huì)被酸氣或堿氣腐蝕，不存在因酸氣氣相腐蝕而產(chǎn)生的方阻上升問題；
[0038]2、本發(fā)明技術(shù)方案中，不再需要使用HNO3，降低了酸液的使用量，降低了化學(xué)液使用成本，而且由于不再需要使用HNO3,也就不存在酸液腐蝕正面PN結(jié)，不會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中的“刻蝕黑線”；
[0039]3、進(jìn)一步地，對堿液加溫，熱堿的腐蝕作用，可使硅片背面形成良好的拋光效果，提升了電池的電性能參數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0041]圖1為現(xiàn)有濕法刻蝕設(shè)備的示意圖；
[0042]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中濕法刻蝕工藝的流程圖一；
[0043]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一步驟101中使用第一腐蝕液對太陽能電池片的下表面及側(cè)面進(jìn)行腐蝕的示意圖；
[0044]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中濕法刻蝕工藝的流程圖二 ；
[0045]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中濕法刻蝕工藝的流程圖三；
[0046]圖6為本發(fā)明實(shí)施例二提供的濕法刻蝕設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0047]圖7為本發(fā)明實(shí)施例二提供的濕法刻蝕設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖二。
[0048]附圖標(biāo)記說明
[0049]11-太陽能電池片，110-太陽能電池片的下表面，
[0050]111-太陽能電池片的側(cè)面，112-太陽能電池片的上表面，
[0051]12-第一腐蝕液，21-下滾輪；22_上滾輪。

【具體實(shí)施方式】
[0052]本發(fā)明提供一種濕法刻蝕工藝、設(shè)備和太陽能電池及其制造方法，解決了現(xiàn)有的濕法刻蝕中存在的刻蝕黑線和方阻上升問題，在實(shí)現(xiàn)磷硅玻璃層與背結(jié)去除的同時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)背面拋光的目的，提升了電池的電性能參數(shù)，從而提高了太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。
[0053]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0054]實(shí)施例一
[0055]本發(fā)明實(shí)施例提供一種濕法刻蝕工藝，如圖2所示，包括:
[0056]101、如圖3所示，使用第一腐蝕液12對太陽能電池片11的下表面110及側(cè)面111進(jìn)行刻蝕腐蝕，以去除太陽能電池片11下表面110及側(cè)面111的磷硅玻璃層，所述第一腐蝕液12為氫氟酸溶液；
[0057]本實(shí)施例中，太陽能電池片11上表面(正面)112指太陽能電池片11最終形成有PN結(jié)的一面，所述太陽能電池片11下表面(背面或背光面)110則指太陽能電池片11最上與上表面112相對的另一表面，側(cè)面111指上表面112和下表面111的連接面。
[0058]本步驟可采用“鏈?zhǔn)剿掀O(shè)備”，利用磷硅玻璃層的親水特性，在太陽能電池片11行進(jìn)過程中其表面開始吸附第一腐蝕液12進(jìn)行反應(yīng)，從而去除太陽能電池片11下表面110及側(cè)面111的磷硅玻璃層。
[0059]本步驟只去除太陽能電池片11下表面及側(cè)面的磷硅玻璃層，上表面的磷硅玻璃層保留，以作為上表面PN結(jié)在后續(xù)藥液腐蝕中的保護(hù)層。因此，具體實(shí)施中:
[0060]一、應(yīng)盡量保持第一腐蝕液只與太陽能電池片11下表面110及側(cè)面111接觸，避免第一腐蝕液上翻腐蝕上表面112的磷娃玻璃層；
[0061]二、采用氫氟酸溶液作為第一腐蝕液，而不采用現(xiàn)有技術(shù)中的硝酸與氫氟酸的混合液。由于太陽能電池片11的上表面112未接觸到第一腐蝕液(氫氟酸溶液)，上表面的PSG與PN結(jié)不易受到腐蝕影響，而且第一腐蝕液不含硝酸，因此即便受到酸氣的腐蝕，也不會(huì)腐蝕到PN結(jié)。
[0062]所述第一腐蝕液12為氫氟酸溶液，優(yōu)選地，第一腐蝕液12為體積百分比5%?10%的氫氟酸溶液。
[0063]102、使用堿液對太陽能電池片下表面進(jìn)行腐蝕，以去除太陽能電池片下表面的PN結(jié)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)太陽能電池片下表面的拋光效果；
[0064]本步驟使用堿液去除太陽能電池片下表面的PN結(jié)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)太陽能電池片下表面的拋光效果，本步驟同樣可采用“鏈?zhǔn)剿掀O(shè)備”，盡量保持堿液只與太陽能電池片下表面及側(cè)面接觸，進(jìn)行腐蝕，避免堿液上翻至上表面；而且即便堿液上翻至上表面，上表面的磷硅玻璃層不與堿液反應(yīng)，可作為太陽能電池片上表面的PN結(jié)的保護(hù)層。
[0065]進(jìn)一步優(yōu)選地，為加強(qiáng)腐蝕效果，達(dá)到拋光下表面的目的，需要對使用的堿液進(jìn)行加熱，同時(shí)增加堿液的濃度。優(yōu)選地，本實(shí)施例所述堿液可為體積百分比20%?30%，溫度60V?80°C的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。
[0066]本步驟中去背結(jié)及單面拋光的效果取決于堿液的濃度、腐蝕時(shí)堿液的反應(yīng)溫度以及太陽能電池片的下表面與堿液的接觸時(shí)間，具體實(shí)施時(shí)，可結(jié)合檢測手段，根據(jù)實(shí)驗(yàn)反饋的下表面腐蝕拋光的結(jié)果，確定腐蝕液濃度、反應(yīng)溫度和接觸時(shí)間這些參數(shù)的具體取值。在本實(shí)施例的一種【具體實(shí)施方式】中，所述堿液為體積百分比20%?30%的氫氧化鈉溶液，堿液反應(yīng)溫度為60V?80°C，堿液與太陽能電池片的下表面的接觸時(shí)間為I?10分鐘。但應(yīng)理解:上述取值僅供參考，并不用于限制本發(fā)明。
[0067]本步驟利用熱堿來同時(shí)實(shí)現(xiàn)背面去結(jié)和拋光雙重作用，而且由于堿液使用溫度大于結(jié)晶析出溫度，且不再使用噴淋水刀，不會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中存在的常溫下結(jié)晶析出堵塞噴淋水刀的問題，設(shè)備維護(hù)變的簡單方便。
[0068]103、使用含有氫氟酸的第二腐蝕液對太陽能電池片進(jìn)行腐蝕，以去除太陽能電池片上表面的磷硅玻璃層。
[0069]應(yīng)注意，本步驟中選用含有氫氟酸的第二腐蝕液去除太陽能電池片上表面的磷硅玻璃層，為避免破壞上表面上磷硅玻璃層之下的PN結(jié)，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)公知常識(shí)均知第二腐蝕液不得包含硝酸等氧化劑。
[0070]可選地，本實(shí)施例所述第二腐蝕液為氫氟酸和鹽酸的混合液，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第二腐蝕液為體積百分比5%?10%的氫氟酸和體積百分比1%?10%的鹽酸的混合液。
[0071]本發(fā)明提供一種濕法刻蝕工藝，解決了現(xiàn)有的濕法刻蝕工藝中存在的刻蝕黑線和方阻上升問題，在實(shí)現(xiàn)磷硅玻璃層與背結(jié)去除的同時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)背面拋光的目的，從而提高了太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。
[0072]結(jié)合本實(shí)施例上述的技術(shù)方案，本實(shí)施例進(jìn)一步還提供另一優(yōu)選的實(shí)施方式，如圖4所示，所述使用第一腐蝕液對太陽能電池片下表面及側(cè)面進(jìn)行腐蝕，以去除太陽能電池片下表面及側(cè)面的磷硅玻璃層之前，還包括:
[0073]100、在太陽能電池片上表面形成一層水膜，在后續(xù)腐蝕時(shí)保護(hù)太陽能電池片的上表面，以減弱后續(xù)步驟101中第一腐蝕液對太陽能電池片上表面磷硅玻璃層的腐蝕作用，進(jìn)一步地，在太陽能電池片上表面保留的磷硅玻璃層，又能在后續(xù)步驟102中保護(hù)上表面的PN結(jié)不受堿液腐蝕。
[0074]結(jié)合本實(shí)施例上述的任一的技術(shù)方案，本實(shí)施例還提供另一更具體的實(shí)施方式，如圖5所示，在對所述太陽能電池片進(jìn)行腐蝕后，所述濕法刻蝕工藝還包括:對腐蝕后的太陽能電池片進(jìn)行清洗。具體而言，濕法刻蝕工藝的整個(gè)過程簡述如下:
[0075]201、在太陽能電池片上表面形成一層水膜；
[0076]202、使用第一腐蝕液對太陽能電池片下表面及側(cè)面進(jìn)行腐蝕，去除太陽能電池片下表面及側(cè)面的磷硅玻璃層；
[0077]203、純水漂洗；
[0078]204、使用堿液對太陽能電池片下表面進(jìn)行腐蝕，以去除太陽能電池片下表面的PN結(jié)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)太陽能電池片下表面的拋光效果；
[0079]205、純水漂洗；
[0080]206、使用第二腐蝕液對太陽能電池片進(jìn)行腐蝕，以去除太陽能電池片上表面的磷硅玻璃層，所述第二腐蝕液為氫氟酸和鹽酸的混合液；
[0081]207、純水漂洗；
[0082]208、風(fēng)干。
[0083]本發(fā)明提供一種濕法刻蝕工藝，可通過濕法刻蝕機(jī)實(shí)現(xiàn)，可解決現(xiàn)有濕法刻蝕工藝存在的刻蝕黑線和方阻上升問題，在實(shí)現(xiàn)磷硅玻璃層及背結(jié)去除的同時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)背面拋光的目的，從而提高了太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。
[0084]另一方面，本實(shí)施例還提供一種太陽能電池制造方法，包括上面所述的任一濕法刻蝕工藝。
[0085]進(jìn)一步地，濕法刻蝕工藝之前包括:在太陽能電池片上進(jìn)行制絨工序，以及在太陽能電池片中制造PN結(jié)；
[0086]所述濕法刻蝕工藝之后還包括:以及在太陽能電池片上沉積減反射膜。
[0087]本發(fā)明提供一種太陽能電池制造方法，通過本發(fā)明所述濕法刻蝕工藝，即可去除磷硅玻璃層與背結(jié)，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)背面拋光的目的，避免了現(xiàn)有濕法刻蝕工藝存在的刻蝕黑線和方阻上升問題，而且還可簡化整個(gè)太陽能電池制造工藝流程，提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。
[0088]實(shí)施例二
[0089]對于晶體硅太陽電池而言，擴(kuò)散后形成的磷硅玻璃層為載流子的重復(fù)合區(qū)，必須予以去除?，F(xiàn)有刻蝕工藝中，背結(jié)的去除均是在刻蝕槽中，利用氫氟酸與硝酸來反應(yīng)腐蝕，但由于硅與酸的反應(yīng)屬于各向同性反應(yīng)，且反應(yīng)速率很快。因此，為了緩和反應(yīng)速率，防止背面腐蝕過于強(qiáng)烈，刻蝕槽中的酸的比例濃度不宜太高，并且要求在低溫下進(jìn)行，以求達(dá)到背結(jié)既能完全腐蝕，同時(shí)又不會(huì)對正面PN造成不良影響的效果。由于背面PN結(jié)深度很淺(一般在0.3um以內(nèi))，因此濕法刻蝕后，硅片背面的腐蝕程度其實(shí)很低，基本維持在刻蝕前的表面狀態(tài)，即制絨后的硅片表面狀態(tài)。以多晶硅太陽電池為例，刻蝕前，背面反射率在24%?26%左右，經(jīng)過現(xiàn)有濕法刻蝕后，反射率的變化甚微，一般不會(huì)提升1%。但從提升太陽電池的電性能的目的而言，希望刻蝕后的硅片背面具有更高的反射率(>30%)，最好能實(shí)現(xiàn)表面拋光的效果。本發(fā)明可在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)及化學(xué)藥液的使用，以求通過濕法刻蝕獲得良好的去磷硅玻璃層、背結(jié)，以及背面拋光的雙重功效目的。
[0090]下圖為本發(fā)明提出的一種新的濕法刻蝕設(shè)備，如圖6所示，按太陽能電池片經(jīng)過的先后順序，該濕法刻蝕設(shè)備依次包括:
[0091]第一酸洗槽2#，內(nèi)置有第一腐蝕液，所述第一酸洗槽2#內(nèi)設(shè)置有用于支撐太陽能電池片的下滾輪21，下滾輪21的設(shè)置高度以使太陽能電池片只有下表面及側(cè)面接觸第一腐蝕液為準(zhǔn)，所述第一腐蝕液為氫氟酸溶液；
[0092]第一漂洗槽3#’內(nèi)置有純水；
[0093]堿洗槽4#，內(nèi)置有堿液，所述堿洗槽4#內(nèi)也設(shè)置有用于支撐太陽能電池片的下滾輪21，下滾輪21的設(shè)置高度以使太陽能電池片只有下表面及側(cè)面接觸堿液為準(zhǔn)；
[0094]第二漂洗槽5#，內(nèi)置有純水；
[0095]第二酸洗槽6#，內(nèi)置有第二腐蝕液，所述第二酸洗槽內(nèi)設(shè)置有用于支撐太陽能電池片的下滾輪21和限制太陽能電池片位置的上滾輪22，所述上滾輪21及下滾輪22的設(shè)置高度以使太陽能電池片的上表面能浸入第二腐蝕液為準(zhǔn)，所述第二腐蝕液為氫氟酸和鹽酸的混合液；
[0096]第三漂洗槽7#，內(nèi)置有純水；
[0097]風(fēng)干槽8#，內(nèi)置有干潔氣源，用于干燥太陽能電池片。
[0098]優(yōu)選地，上面所述第一腐蝕液為體積百分比5%?10%的氫氟酸溶液；所述堿液為體積百分比20%?30%，溫度60°C?80°C的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液；所述第二腐蝕液為體積百分比5%?10%的氫氟酸和體積百分比1%?10%的鹽酸的混合液。
[0099]本發(fā)明還提供一種濕法刻蝕設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例所述的濕法刻蝕工藝，在太陽能電池片制造流程中用于去除實(shí)現(xiàn)磷硅玻璃層與背結(jié)，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)背面拋光，解決了現(xiàn)有的濕法刻蝕工藝中存在的刻蝕黑線和方阻上升問題，從而可提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。
[0100]進(jìn)一步，優(yōu)選地，如圖7所示，所述濕法刻蝕設(shè)備還包括:
[0101]設(shè)置在第一酸洗槽2#之前的水噴淋槽1#，所述水噴淋槽1#上方設(shè)置有水噴淋系統(tǒng)，所述水噴淋系統(tǒng)用于在太陽能電池片上表面噴水，利用磷硅玻璃層的親水性在太陽能電池片上表面覆蓋一層水膜。在后續(xù)使用第一腐蝕液對太陽能電池片的下表面及側(cè)面進(jìn)行腐蝕，去除磷硅玻璃層時(shí)，上表面覆蓋的水膜可對太陽能電池片上表面起到保護(hù)作用，減弱第一腐蝕液對太陽能電池片上表面磷硅玻璃層的腐蝕作用，而太陽能電池片上表面保留磷娃玻璃層，又能在后續(xù)腐蝕中保護(hù)上表面PN結(jié)不受喊液腐蝕。
[0102]此外，本實(shí)施例中的濕法刻蝕設(shè)備可在現(xiàn)有濕法刻蝕設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)而獲得，為了本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明實(shí)施例提供的濕法刻蝕設(shè)備及濕法刻蝕工藝的技術(shù)方案，下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明提供的濕法刻蝕設(shè)備的使用及濕法刻蝕工藝進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0103]水噴淋槽1#:對應(yīng)于圖1中的酸洗槽A#，將原槽體中的上滾輪與下噴淋水刀拆除，同時(shí)將藥液HF酸更換為純水。該槽的主要目的是在待腐蝕的硅片上表面噴灑一定量的薄層水霧，利用磷硅玻璃的親水性使硅片上表面覆蓋一層水膜。
[0104]酸洗槽2#:對應(yīng)于圖1中的刻蝕槽，將原槽體中的HF和HNO3混酸，改為體積百分比5%?10% HF溶液，主要目的是單面去除下表面的磷硅玻璃層。由于上表面未接觸到酸液，上表面的磷硅玻璃層與PN結(jié)不會(huì)受到腐蝕影響。即便受到酸槽酸氣的腐蝕，HF酸幾乎不與硅反應(yīng)，HF酸也不會(huì)腐蝕到PN結(jié)。
[0105]漂洗槽3#:與圖1中的漂洗槽A#相同，該槽體的上滾輪可以拆除掉；
[0106]堿洗槽4#:對應(yīng)于圖1中的中堿洗槽，但是在本發(fā)明實(shí)施例中，該槽體的功能發(fā)生重大變化:由原來的中和酸液及去除多孔硅的功能，變更為去除背面PN結(jié)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)拋光功能。較原槽體，本發(fā)明實(shí)施例內(nèi)置化學(xué)液變?yōu)轶w積百分比20%?30%，溫度60?80°C的堿液。這樣，在高溫及濃堿作用下，下表面的硅(即PN結(jié))會(huì)迅速與堿液發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到去除背結(jié)的目的，而上表面因?yàn)橛辛坠璨Ａ?含有P元素的二氧化硅，即PSG)的存在，不會(huì)與堿發(fā)生反應(yīng)，因此，即使下表面反應(yīng)劇烈，甚至被拋光，上表面的PN結(jié)并不會(huì)受到破壞。通過調(diào)整溫度、堿液濃度和帶速，可以獲得較好的背面拋光作用。
[0107]漂洗槽5#:同圖1中的漂洗槽B# ；
[0108]酸洗槽6#:同圖1中的酸洗槽C#，同樣內(nèi)置有氫氟酸和鹽酸的混合液(第二腐蝕液)，在本發(fā)明實(shí)施例中，正面的磷硅玻璃層在本槽的氫氟酸作用下被清除，酸洗后，硅片實(shí)現(xiàn)脫水。
[0109]漂洗槽7#和風(fēng)干槽8#與圖1中的漂洗槽和風(fēng)干槽相同。
[0110]本發(fā)明提供的濕法刻蝕設(shè)備，可在現(xiàn)有濕法刻蝕設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)而獲得，能在去除磷硅玻璃層與背結(jié)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)背面拋光，同時(shí)還可避免現(xiàn)有的濕法刻蝕工藝中存在的刻蝕黑線和方阻上升問題，從而可提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。
[0111]實(shí)施例三
[0112]此外，本發(fā)明還提供一種太陽能電池，包括具有P型層和N型層的基底，所述基底的一側(cè)有背電極，所述基底的另一側(cè)有減反射膜，所述減反射膜上有穿過所述減反射膜并與所述基底接觸的前電極，所述太陽能電池在制造過程中經(jīng)歷實(shí)施例一中所述的任一濕法刻蝕工藝。
[0113]本發(fā)明提的太陽能電池，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在制造過程中去除磷硅玻璃層及背結(jié)與背面拋光同時(shí)完成，工藝簡單，良品率高，獲得的太陽能電池背面拋光效果良好的，電池的電性能參數(shù)獲得提升。
[0114]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種濕法刻蝕工藝，其特征在于，包括: 使用第一腐蝕液對太陽能電池片的下表面及側(cè)面進(jìn)行腐蝕，以去除所述太陽能電池片下表面及側(cè)面的磷硅玻璃層，所述第一腐蝕液為氫氟酸溶液； 使用堿液對所述太陽能電池片下表面進(jìn)行腐蝕，以去除所述太陽能電池片下表面的PN結(jié)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)所述太陽能電池片下表面的拋光效果； 使用含有氫氟酸的第二腐蝕液對所述太陽能電池片進(jìn)行腐蝕，以去除所述太陽能電池片上表面的磷硅玻璃層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法刻蝕工藝，其特征在于， 所述第一腐蝕液為體積百分比5%~10%的氫氟酸溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法刻蝕工藝，其特征在于， 所述堿液為體積百分比20%~30%，溫度60V~80°C的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法刻蝕工藝，其特征在于， 所述第二腐蝕液為體積百分比5%~10%的氫氟酸和體積百分比I %~10%的鹽酸的混合液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法刻蝕工藝，其特征在于，所述使用第一腐蝕液對太陽能電池片下表面及側(cè)面進(jìn)行腐蝕，以去除所述太陽能電池片下表面及側(cè)面的磷硅玻璃層之前，還包括: 在所述太陽能電池片上表面形成一層水膜，在后續(xù)腐蝕時(shí)保護(hù)所述太陽能電池片的上表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法刻蝕工藝，其特征在于，在對所述太陽能電池片進(jìn)行腐蝕后，所述濕法刻蝕工藝還包括: 對腐蝕后的太陽能電池片進(jìn)行清洗。
7.一種太陽能電池制造方法，其特征在于，包括權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的濕法刻蝕工藝。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池制造方法，其特征在于， 所述濕法刻蝕工藝之前包括:在所述太陽能電池片上進(jìn)行制絨工序，以及在所述太陽能電池片中制造PN結(jié)； 所述濕法刻蝕工藝之后還包括:在所述太陽能電池片上表面沉積減反射膜。
9.一種濕法刻蝕設(shè)備，其特征在于，按太陽能電池片經(jīng)過的先后順序，所述濕法刻蝕設(shè)備依次包括: 第一酸洗槽，內(nèi)置有第一腐蝕液，所述第一酸洗槽內(nèi)設(shè)置有用于支撐太陽能電池片的下滾輪，所述下滾輪的設(shè)置高度以使太陽能電池片只有下表面及側(cè)面接觸第一腐蝕液為準(zhǔn)，所述第一腐蝕液為氫氟酸溶液； 第一漂洗槽，內(nèi)置有純水； 堿洗槽，內(nèi)置有堿液，所述堿洗槽內(nèi)也設(shè)置有用于支撐太陽能電池片的下滾輪，所述下滾輪的設(shè)置高度以使所述太陽能電池片只有下表面及側(cè)面接觸所述堿液為準(zhǔn)； 第二漂洗槽，內(nèi)置有純水； 第二酸洗槽，內(nèi)置有第二腐蝕液，所述第二酸洗槽內(nèi)設(shè)置有用于支撐太陽能電池片的下滾輪和限制所述太陽能電池片位置的上滾輪，所述上滾輪及所述下滾輪的設(shè)置高度以使所述太陽能電池片上表面能浸入所述第二腐蝕液為準(zhǔn)，所述第二腐蝕液為氫氟酸和鹽酸的混合液； 第三漂洗槽，內(nèi)置有純水； 風(fēng)干槽，內(nèi)置有干潔氣源，用于干燥所述太陽能電池片。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的濕法刻蝕設(shè)備，其特征在于，所述濕法刻蝕設(shè)備還包括: 設(shè)置在所述第一酸洗槽之前的水噴淋槽，所述水噴淋槽上方設(shè)置有水噴淋系統(tǒng)，所述水噴淋系統(tǒng)用于在所述太陽能電池片上表面噴水，利用磷硅玻璃層的親水性在所述太陽能電池片上表面覆蓋一層水膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的濕法刻蝕設(shè)備，其特征在于， 所述第一腐蝕液為體積百分比5%~10%的氫氟酸溶液。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的濕法刻蝕設(shè)備，其特征在于， 所述堿液為體積百分比20%~30%，溫度60V~80°C的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的濕法刻蝕設(shè)備，其特征在于， 所述第二腐蝕液 為體積百分比5%~10%的氫氟酸和體積百分比I %~10%的鹽酸的混合液。
14.一種太陽能電池，包括具有P型層和N型層的基底，所述基底的一側(cè)有背電極，所述基底的另一側(cè)有減反射膜，所述減反射膜上有穿過所述減反射膜并與所述基底接觸的前電極，其特征在于，所述太陽能電池在制造過程中經(jīng)歷過權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的濕法刻蝕工藝。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK104051564SQ201310081791
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】吳鑫 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司