不影響正表面的晶硅perc電池堿拋光方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于光伏太陽能電池的制造技術(shù)，涉及一種不影響正表面的晶硅PERC電池堿拋光方法。經(jīng)過以下步驟：a.將原硅片在KOH質(zhì)量比為10%~20%，溫度為78~83℃的拋光液中反應(yīng)160~180s拋光；b.拋光后硅片通過PECVD鍍100~120nm SiNx膜作為掩膜；c.將鍍膜后的硅片過HF 80~100s以徹底去除正面繞鍍SiNx膜；d.將去繞鍍的硅片在KOH質(zhì)量比為1.5%~3%、溫度為80~82℃的制絨槽中進(jìn)行制絨，制絨時間為1100~1300s；e.制絨后的硅片按照常規(guī)的PERC電池制備方法完成后序的步驟。本發(fā)明既能得到較為均勻拋光面，同時又避免了對正面造成影響，進(jìn)而提高了電池性能。
【專利說明】
不影響正表面的晶硅PERC電池堿拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于光伏太陽能電池的制造技術(shù)，涉及一種不影響正表面的晶硅PERC電池堿拋光方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光伏發(fā)電具有重大的應(yīng)用前景，目前光伏行業(yè)發(fā)展趨勢為提效降本，而常規(guī)結(jié)構(gòu)電池的效率已無較大提升空間，高效晶硅電池成為市場研發(fā)的主流，通過調(diào)研目前市場上存在的各種P型高效電池，只有背鈍化技術(shù)能夠在成本持平的基礎(chǔ)上最大化提高電池的性能。該技術(shù)產(chǎn)品效率高、開壓高、封裝損失低、具有更好的弱光響應(yīng)，是搶占主流市場的戰(zhàn)略性產(chǎn)品。
[0003]PERC電池背鈍化技術(shù)是在電池背表面沉積一層Al2O3膜，主要通過Al2O3膜富含負(fù)電荷的特性對背表面實(shí)現(xiàn)良好的鈍化效果，之后在背面鈍化疊層膜上進(jìn)行激光開槽，在開槽后的鈍化膜上印刷電極，通過開槽使金屬電極與硅能夠形成歐姆接觸，使得光生載流子得到有效收集。PERC電池背鈍化技術(shù)對電性能的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在開路電壓和短路電流的大幅度提升，目前業(yè)內(nèi)單晶PERC電池的普遍效率可以達(dá)到20.6-20.9%。
[0004]PERC電池可以實(shí)現(xiàn)與目前生產(chǎn)線的最大兼容，在常規(guī)產(chǎn)線基礎(chǔ)上增加ALD原子層沉積設(shè)備及激光開槽設(shè)備，目前PERC電池工藝生產(chǎn)流程為:濕法堿制絨、低壓擴(kuò)散、刻蝕&拋光、ALD氧化鋁鍍膜、PECVD正/反氮化硅鍍膜、激光背面開槽、印刷燒結(jié)、測試分選，在常規(guī)晶硅電池工藝基礎(chǔ)上增加了拋光、ALD氧化鋁鍍膜、PECVD背面鍍膜及背面激光開槽等工序。
[0005]其中，背面拋光工藝是在對硅片背面進(jìn)行鍍膜前的拋光處理，拋光后背表面平坦，增加了太陽光譜中長波波段的光在硅片背表面的反射，增加透射光返回硅片內(nèi)部二次吸收，提升了IQE，增加了輸出電流;同時拋光后硅片背表面比表面積減小，從而降低了背面光生載流子的復(fù)合，提升了少子壽命，同時提升了鈍化效果;拋光后硅片背場印刷燒結(jié)后產(chǎn)生的鋁團(tuán)聚更容易與硅接觸，使背場合金層的有效面積增加。
[0006]目前行業(yè)內(nèi)常用的堿拋光工藝，一種是:雙面制絨、單面鍍SiNx掩膜、單面拋光、HF去掩膜;另一種是:雙面制絨、單面擴(kuò)散、去背面PSG、PSG作掩膜、單面拋光。但是先制絨后拋光的工藝方法下，拋光面掛堿較為嚴(yán)重，造成拋光面不均勻;并且在拋光、去掩膜過程中，會對正面造成一定影響，影響電池在短波段響應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種既能得到較為均勻拋光面，同時又避免了拋光過程中對已進(jìn)行工藝的正面造成影響，進(jìn)而提高電池性能的不影響正表面的晶硅PERC電池堿拋光方法。
[0008]本發(fā)明不影響正表面的晶硅PERC電池堿拋光方法經(jīng)過以下步驟:
a.將原硅片在KOH質(zhì)量比為10%?20%，溫度為78?83°C的拋光液中反應(yīng)160?180s拋光，所得堿拋光面反射率為41%?43%，拋光后硅基平臺大小為18?22μπι; b.拋光后硅片通過PECVD鍍100?120nmSiNx膜作為掩膜；
c.將鍍膜后的硅片過HF80?10s以徹底去除正面繞鍍SiNx膜，確保下一步工藝正面絨面的完整性，且可適當(dāng)減少硅片去掩膜過程中在HF槽里浸泡的時間，保證正面絨面不受影響；
d.將去繞鍍的硅片在KOH質(zhì)量比為1.5%?3%、溫度為80?82°C的制絨槽中進(jìn)行制絨，制絨時間為1100?1300s，所得絨面金字塔大小為I?3μπι，絨面反射率為9%?12%;
e.制絨后的硅片按照常規(guī)的PERC電池制備方法完成后序的步驟。
[0009]優(yōu)選的，步驟a中，拋光液中KOH質(zhì)量比為10%，溫度為83°C，反應(yīng)時間160s。
[0010]優(yōu)選的，步驟d中，硅片在KOH質(zhì)量比為1.5%、溫度為80°C的制絨槽中進(jìn)行制絨，制絨時間為1100s。
[0011]本發(fā)明在太陽能電池制造過程中采用先拋光后制絨，鍍厚SiNx掩膜的方式，既能保證得到較為均勻拋光面，同時又避免了拋光過程中對已進(jìn)行工藝的正面造成影響，可以進(jìn)一步減少復(fù)合中心，增加光譜響應(yīng)，通過本發(fā)明的方法，可將電池開壓提升I?2mV，進(jìn)而提升電池光電轉(zhuǎn)換效率。
【具體實(shí)施方式】
[0012]一、本發(fā)明實(shí)施例，先拋光后制絨制備PERC電池。
[0013]步驟如下:取800pcs原始單晶硅片，將原硅片置于KOH質(zhì)量比為10%，溫度為83°C的拋光液中進(jìn)行雙面拋光，拋光時間160s，拋光后雙面去重0.65g，拋光面反射率為41%;拋光后硅片通過PECVD鍍I1nm SiNx膜作為掩膜;然后將鍍膜后硅片HF浸泡10s以徹底去除正面繞鍍SiNx膜;將去繞鍍的硅片在KOH質(zhì)量比為1.5%、溫度為80°C的制絨槽中進(jìn)行制絨，制絨時間為I10s，制絨后單面去重為0.32g，反射率為9%;然后，按照常規(guī)的PERC電池制備方法完成后序的低壓擴(kuò)散、濕法刻蝕、PECVD正/反氮化硅鍍膜、激光背面開槽、絲網(wǎng)印刷、測試分選步驟，獲得本發(fā)明實(shí)施例的電池產(chǎn)品。
[0014]二、對比例，先制絨后拋光制備PERC電池。
[0015]步驟如下:取800pcs原始單晶硅片，將原硅片置于KOH質(zhì)量比為1.5%，溫度為80°C的制域槽中進(jìn)彳丁制域，制域時間為I 10s，制域后雙面去重為0.6g，反射率為9%;然后將制域后硅片通過PECVD鍍76um SiNx膜作為掩膜，HF浸泡3s去正面繞鍍SiNx膜;然后將去繞鍍的硅片置于KOH質(zhì)量比為10%，溫度為83 0C的拋光液中進(jìn)行單面拋光，拋光時間160s，拋光后單面去重0.37g，拋光面反射率為41%;然后，按照常規(guī)的PERC電池制備方法完成后序的低壓擴(kuò)散、濕法刻蝕、PECVD正/反氮化硅鍍膜、激光背面開槽、絲網(wǎng)印刷、測試分選步驟，獲得對比例的電池產(chǎn)品。
[0016]對二者進(jìn)行光電性能及QE光譜響應(yīng)對照，測試后發(fā)現(xiàn)對比例方法獲得的產(chǎn)品trash較高，主要為漏電較多；本發(fā)明方法獲得的產(chǎn)品電流提升41mA，開壓提升1.3mV，最終電性能提升了 0.659LQE數(shù)據(jù)對比曲線可以看出，先拋光工藝短波響應(yīng)明顯優(yōu)于先制絨工藝，對正面影響較少。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種不影響正表面的晶硅PERC電池堿拋光方法，其特征是:經(jīng)過以下步驟，a.將原硅片在KOH質(zhì)量比為10%?20%，溫度為78?83°C的拋光液中反應(yīng)160~180s拋光； b.拋光后硅片通過PECVD鍍100?120nmSiNx膜作為掩膜； c.將鍍膜后的硅片過HF80?10s以徹底去除正面繞鍍SiNx膜； d.將去繞鍍的硅片在KOH質(zhì)量比為1.5%?3%、溫度為80?82°C的制絨槽中進(jìn)行制絨，制絨時間為1100?1300s; e.制絨后的硅片按照常規(guī)的PERC電池制備方法完成后序的步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不影響正表面的晶硅PERC電池堿拋光方法，其特征是:步驟a中，拋光液中KOH質(zhì)量比為10%，溫度為83°C，反應(yīng)時間160s。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不影響正表面的晶硅PERC電池堿拋光方法，其特征是:步驟d中，娃片在KOH質(zhì)量比為1.5%、溫度為80°C的制絨槽中進(jìn)行制絨，制絨時間為1100s。
【文檔編號】H01L31/18GK105845778SQ201610338063
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】張娟, 李高非, 王繼磊, 付少劍, 黃金, 白炎輝
【申請人】晉能清潔能源科技有限公司