不影響正表面的晶硅perc電池堿拋光方法
【專利摘要】本發明屬于光伏太陽能電池的制造技術，涉及一種不影響正表面的晶硅PERC電池堿拋光方法。經過以下步驟：a.將原硅片在KOH質量比為10%~20%，溫度為78~83℃的拋光液中反應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質量比為1.5%~3%、溫度為80~82℃的制絨槽中進行制絨，制絨時間為1100~1300s；e.制絨后的硅片按照常規的PERC電池制備方法完成后序的步驟。本發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
技術領域
[0001]本發明屬于光伏太陽能電池的制造技術，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】
[0002]太陽能光伏發電具有重大的應用前景，目前光伏行業發展趨勢為提效降本，而常規結構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的主流，通過調研目前市場上存在的各種P型高效電池，只有背鈍化技術能夠在成本持平的基礎上最大化提高電池的性能。該技術產品效率高、開壓高、封裝損失低、具有更好的弱光響應，是搶占主流市場的戰略性產品。
[0003]PERC電池背鈍化技術是在電池背表面沉積一層Al2O3膜，主要通過Al2O3膜富含負電荷的特性對背表面實現良好的鈍化效果，之后在背面鈍化疊層膜上進行激光開槽，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電池背鈍化技術對電性能的貢獻主要體現在開路電壓和短路電流的大幅度提升，目前業內單晶PERC電池的普遍效率可以達到20.6-20.9%。
[0004]PERC電池可以實現與目前生產線的最大兼容，在常規產線基礎上增加ALD原子層沉積設備及激光開槽設備，目前PERC電池工藝生產流程為:濕法堿制絨、低壓擴散、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、測試分選，在常規晶硅電池工藝基礎上增加了拋光、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后產生的鋁團聚更容易與硅接觸，使背場合金層的有效面積增加。
[0006]目前行業內常用的堿拋光工藝，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。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題是，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行工藝的正面造成影響，進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]本發明不影響正表面的晶硅PERC電池堿拋光方法經過以下步驟:
a.將原硅片在KOH質量比為10%?20%，溫度為78?83°C的拋光液中反應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質量比為1.5%?3%、溫度為80?82°C的制絨槽中進行制絨，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的PERC電池制備方法完成后序的步驟。
[0009]優選的，步驟a中，拋光液中KOH質量比為10%，溫度為83°C，反應時間160s。
[0010]優選的，步驟d中，硅片在KOH質量比為1.5%、溫度為80°C的制絨槽中進行制絨，制絨時間為1100s。
[0011]本發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行工藝的正面造成影響，可以進一步減少復合中心，增加光譜響應，通過本發明的方法，可將電池開壓提升I?2mV，進而提升電池光電轉換效率。
【具體實施方式】
[0012]一、本發明實施例，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質量比為10%，溫度為83°C的拋光液中進行雙面拋光，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質量比為1.5%、溫度為80°C的制絨槽中進行制絨，制絨時間為I10s，制絨后單面去重為0.32g，反射率為9%;然后，按照常規的PERC電池制備方法完成后序的低壓擴散、濕法刻蝕、PECVD正/反氮化硅鍍膜、激光背面開槽、絲網印刷、測試分選步驟，獲得本發明實施例的電池產品。
[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質量比為1.5%，溫度為80°C的制域槽中進彳丁制域，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質量比為10%，溫度為83 0C的拋光液中進行單面拋光，拋光時間160s，拋光后單面去重0.37g，拋光面反射率為41%;然后，按照常規的PERC電池制備方法完成后序的低壓擴散、濕法刻蝕、PECVD正/反氮化硅鍍膜、激光背面開槽、絲網印刷、測試分選步驟，獲得對比例的電池產品。
[0016]對二者進行光電性能及QE光譜響應對照，測試后發現對比例方法獲得的產品trash較高，主要為漏電較多；本發明方法獲得的產品電流提升41mA，開壓提升1.3mV，最終電性能提升了 0.659LQE數據對比曲線可以看出，先拋光工藝短波響應明顯優于先制絨工藝，對正面影響較少。
【主權項】
1.一種不影響正表面的晶硅PERC電池堿拋光方法，其特征是:經過以下步驟，a.將原硅片在KOH質量比為10%?20%，溫度為78?83°C的拋光液中反應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質量比為1.5%?3%、溫度為80?82°C的制絨槽中進行制絨，制絨時間為1100?1300s; e.制絨后的硅片按照常規的PERC電池制備方法完成后序的步驟。2.根據權利要求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質量比為10%，溫度為83°C，反應時間160s。3.根據權利要求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質量比為1.5%、溫度為80°C的制絨槽中進行制絨，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