一种新型晶硅电池湿法边刻工艺的制作方法
一种新型晶硅电池湿法边刻工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及晶娃太阳能电池领域，具体一种新型晶娃电池湿法边刻工艺。 技术背景.
[0002] 随着晶娃电池太阳能利润空间的释放，竞争越来越大，如何降低成本及改善良品 率已经成为每一个企业的重要课题之一。娃片在扩散后会在娃片的边缘不可避免的扩散上 磯，PN结的正面所收集到的光生电子会沿着有磯的边缘扩散到PN结的背面，造成短路，降 低并联电阻。同时，由于扩散过程氧的通入，在娃片表面形成一层二氧化娃，在高温下P0化3 与氧气形成P205,部分P原子进入到Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半导体，部分则 留在了二氧化娃中形成PSG层（磯娃玻璃层）；所W要进行边刻工艺将背面和边缘的PN结 和娃片表面的PSG层去处，因此其是晶娃电池最重要的一个关节之一，目前市场上流行各 种边刻方法，但都有其不足之处。
[0003] 主流刻蚀工艺大致如下：
[0004]l)rena式；采取"水上漂"的方法利用混酸进行刻蚀，但由于扩散后的娃片表面 PSG层亲水，导致混酸在刻边时酸会爬到娃片表面，容易形成"刻蚀印"，影响电池外观。其 工艺流程可见工艺流程图1所示。
[0005] 2)schmid式；采取"水膜"保护正面，但由于娃片在不停运动，水容易滴落到刻蚀 槽中，稀释酸液；此外，由于娃片外层有PSG保护，需要高浓度的酸才能刻通边结；最终的结 果就是此种工艺大量浪费酸液；工艺流程见图2所示。
[0006] 3)库特勒式；先通过喷淋的方式去除整个娃片表面的PSG层，再刻边；由于没有了 PSG层的保护，此种工艺会导致刻边时p-n结暴露在酸雾中，从而破坏p-n，造成方阻提升。 工艺流程见图3所示
[0007] 4)干刻述过离子轰击，刻蚀边缘p-n结，再用HF去除PSG。此种工艺做成的电池 并联电阻一般比湿法刻蚀低1个数量级，不利于弱光效应，且漏电比例偏高。见图4所示。
【发明内容】
[0008] 本发明针对现有技术的上述不足，提供一种不易形成"刻蚀印"、不影响电池外观， 不浪费酸液，不破坏P-n、不造成方阻提升，切有利于弱光效应、漏电比例偏低的新型晶娃电 池湿法边刻工艺。
[0009] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为；一种新型晶娃电池湿法边刻 工艺，包括：
[0010] (1)常温下利用HF将娃片边角的PSG层去除；HF的质量百分比浓度为2% -5% ;
[0011] (2)将步骤（1)处理后的娃片表面用热风吹干，热风的温度50-70°C;
[001引 做利用HF/HN03的混酸对步骤似干燥后的娃片进行刻边；其中HF/HN0 3的体积 比为 1:1-5,刻边速度 2. 3-2. 7m/min;
[0013] (4)将刻蚀后的娃片放于水槽中清洗；
[0014] (5)将清洗后的娃片放置于碱槽去多孔娃，碱采用质量百分比浓度为5% -8%的 氨氧化锭；
[0015] (6)然后将经过碱处理后的娃片放置于水槽中清洗；
[001引（7)然后利用质量百分比为2% -5%的HF或HF/肥1的混酸去PSG师/肥1的混 酸的体积比为1:2-4;
[0017] (8)然后将步骤（7)去除PSG的娃片置于水槽中清洗；
[001引（9)吹干。
[0019] 原理；由于用HF处理后的娃片其带有PN结层的边缘疏水，酸液不会爬至上表面， 防止出现刻蚀印。同时上表面由于PSG层的保护，酸雾无法直接腐蚀P-N结，使得方阻稳定， 边缘虽然方阻会升高5-10个，但考虑到管式扩散方阻外小内大，反而有利；因为无水膜，酸 用量大量节约.
[0020] 本发明上述所述的利用HF将娃片边角的PSG层去除，如附图7所示；具体为将扩 散后的具有PSG层的电池片，其位于四周边缘（电池片厚度方向）与下底面的PSG层去除， 且上表面稍微沿边缘刻蚀点点，使得PSG层并没有完全覆盖电池片的上表面，而是其PSG层 的外轮廓略小于电池片的上表面。
[002。 作为优选，步骤（1)所述的HF的质量百分比浓度为3%-4%，，毛细滚轮的滚轮速 度 2. 4-2. 5m/min。
[0022] 作为优选，步骤（3)所述的HF/HN03的体积比为1:3。
[0023] 作为优选，步骤（7)的去PSG为浸泡式或喷淋式。
[0024] 本发明的优点和有益效果：
[0025] 1.本发明创造性的采取先去娃片边角的PSG(如图7所示的去除方式），其可W防 止药液爬上娃片正面，杜绝刻蚀印的出现。
[0026] 2.本发明的工艺由于娃片的边角及下表面无PSG保护，使得只需要低浓度的混酸 就可W将边缘p-n结刻通，节约了用酸，降低了成本和对环境的污染破坏。
[0027] 3.本发明的工艺使得娃片的上表面在保留PSG层的条件下进行刻边，可W有效的 保护正面p-n结，确保方阻稳定。
【附图说明】
[002引图1rena式刻蚀工艺流程图。
[0029] 图2rena式刻蚀娃片对比图。
[0030] 图3schmid式刻蚀工艺流程图。
[0031] 图4库特勒式刻蚀工艺流程图。
[0032] 图5库特勒式刻蚀娃片对比图。
[0033] 图6本发明刻蚀工艺流程图。
[0034] 图7本发明刻蚀娃片对比图。
[003引附图中未刻蚀前的电池片由内到外分别是：娃基底、p-n、PSG层。
【具体实施方式】
[0036] 下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于W下实施例。
[0037] 实施例
[003引（1)通过毛细滚轮带液或"水上漂"的方式，常温下利用HF将娃片边角的PSG层去 除；HF的质量百分比浓度为3%，，毛细滚轮的滚轮速度2. 5m/min;
[003引原理；HF去除边角PSG的同时，会顺着PSG层爬至上表面，去除部分边缘的PSG层， 经过HF处理后的娃片表面疏水；
[0040] 0)通过风刀或热风刀将步骤（1)处理后的娃片表面吹干，热风刀的温度 60° -65° ;滚轮速度 2. 5m/min;
[00川 做通过毛细滚轮带液或"水上漂"的方式利用HF/HN03混酸对步骤似干燥后的 娃片进行刻边；其中HF/HN03的体积比为1:3,刻边速度2. 4m/min;
[0042] 原理；由于用HF处理后的娃片其带有PN结层的边缘疏水，酸液不会爬至上表面， 防止出现刻蚀印。同时上表面由于PSG层的保护，酸雾无法直接腐蚀P-N结，使得方阻稳定， 边缘虽然方阻会升高5-10个，但考虑到管式扩散方阻外小内大，反而有利；因为无水膜，酸 用量大量节约；
[0043] (4)将刻蚀后的娃片放于水槽中清洗；
[0044] (5)将清洗后的娃片放置于碱槽去多孔娃，具体采用喷淋方式，碱采用质量百分比 浓度为5 %-8%的氨氧化锭；
[0045] (6)然后将经过碱处理后的娃片放置于水槽中清洗；
[004引 （7)然后利用质量百分比为3%的HF或HF/肥1的混酸去PSG师/肥1的混酸的体 积比为1:3 ;
[0047] 做然后将步骤（7)去除PSG的娃片置于水槽中清洗；
[004引（9)吹干。
[0049] 通过本发明制备的样品，其性能参数如下表1所示：
[0050] 表 1
[0051]
[0052] 从上述表格可W看出，本发明的工艺制备的娃片具有更高的电流ISC，更小的漏电 Irve2。
【主权项】
1. 一种新型晶硅电池湿法边刻工艺，其特征在于，步骤包括： (1) 常温下利用HF将硅片边角的PSG层去除；HF的质量百分比浓度为2% -5% ; (2) 将步骤（1)处理后的硅片表面用热风吹干，热风的温度50-70°C; ⑶利用册/圆03的混酸对步骤⑵干燥后的硅片进行刻边；其中HF/HN03的体积比为 1:1-5,刻边速度 2. 3-2. 7m/min; (4) 将刻蚀后的硅片放于水槽中清洗； (5) 将清洗后的硅片放置于碱槽去多孔硅，碱采用质量百分比浓度为5% -8%的氢氧 化铵； (6) 然后将经过碱处理后的硅片放置于水槽中清洗； (7) 然后利用质量百分比为2% -5%的HF或HF/HC1的混酸去PSG;HF/HC1的混酸的 体积比为1:2-4 ; (8) 然后将步骤（7)去除PSG的硅片置于水槽中清洗； (9) 吹干。2. 根据权利要求1所述的新型晶硅电池湿法边刻工艺，其特征在于，步骤（1)所述的 HF的质量百分比浓度为3% -4%。3. 根据权利要求1所述的新型晶硅电池湿法边刻工艺，其特征在于，步骤（3)所述的 HF/HN03的体积比为1:3。4. 根据权利要求1所述的新型晶硅电池湿法边刻工艺，其特征在于，步骤（7)的去PSG 为浸泡式或喷淋式。
【专利摘要】一种新型晶硅电池湿法边刻工艺，步骤包括：利用HF将硅片边角的PSG层去除；HF的质量百分比浓度为2％-5％；将处理后的硅片表面用热风吹干，热风的温度50-70℃；利用HF/HNO3的混酸对硅片进行刻边；将刻蚀后的硅片放于水槽中清洗；将清洗后的硅片放置于碱槽去多孔硅，碱采用质量百分比浓度为5％-8％的氢氧化铵；然后将经过碱处理后的硅片放置于水槽中清洗；然后利用质量百分比为2％-5％的HF或HF/HCl的混酸去PSG；HF/HCl的混酸的体积比为1:2-4；然后将去除PSG的硅片置于水槽中清洗；吹干。本发明创造性的采取先去硅片边角的PSG，其可以防止药液爬上硅片正面，杜绝刻蚀印的出现。
【IPC分类】H01L31/18
【公开号】CN104900760
【申请号】CN201510280193
【发明人】张文锋, 陈波, 崔红星, 曾学仁
【申请人】东方日升新能源股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月27日
【技术领域】
[0001] 本发明设及晶娃太阳能电池领域，具体一种新型晶娃电池湿法边刻工艺。 技术背景.
[0002] 随着晶娃电池太阳能利润空间的释放，竞争越来越大，如何降低成本及改善良品 率已经成为每一个企业的重要课题之一。娃片在扩散后会在娃片的边缘不可避免的扩散上 磯，PN结的正面所收集到的光生电子会沿着有磯的边缘扩散到PN结的背面，造成短路，降 低并联电阻。同时，由于扩散过程氧的通入，在娃片表面形成一层二氧化娃，在高温下P0化3 与氧气形成P205,部分P原子进入到Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半导体，部分则 留在了二氧化娃中形成PSG层（磯娃玻璃层）；所W要进行边刻工艺将背面和边缘的PN结 和娃片表面的PSG层去处，因此其是晶娃电池最重要的一个关节之一，目前市场上流行各 种边刻方法，但都有其不足之处。
[0003] 主流刻蚀工艺大致如下：
[0004]l)rena式；采取"水上漂"的方法利用混酸进行刻蚀，但由于扩散后的娃片表面 PSG层亲水，导致混酸在刻边时酸会爬到娃片表面，容易形成"刻蚀印"，影响电池外观。其 工艺流程可见工艺流程图1所示。
[0005] 2)schmid式；采取"水膜"保护正面，但由于娃片在不停运动，水容易滴落到刻蚀 槽中，稀释酸液；此外，由于娃片外层有PSG保护，需要高浓度的酸才能刻通边结；最终的结 果就是此种工艺大量浪费酸液；工艺流程见图2所示。
[0006] 3)库特勒式；先通过喷淋的方式去除整个娃片表面的PSG层，再刻边；由于没有了 PSG层的保护，此种工艺会导致刻边时p-n结暴露在酸雾中，从而破坏p-n，造成方阻提升。 工艺流程见图3所示
[0007] 4)干刻述过离子轰击，刻蚀边缘p-n结，再用HF去除PSG。此种工艺做成的电池 并联电阻一般比湿法刻蚀低1个数量级，不利于弱光效应，且漏电比例偏高。见图4所示。
【发明内容】
[0008] 本发明针对现有技术的上述不足，提供一种不易形成"刻蚀印"、不影响电池外观， 不浪费酸液，不破坏P-n、不造成方阻提升，切有利于弱光效应、漏电比例偏低的新型晶娃电 池湿法边刻工艺。
[0009] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为；一种新型晶娃电池湿法边刻 工艺，包括：
[0010] (1)常温下利用HF将娃片边角的PSG层去除；HF的质量百分比浓度为2% -5% ;
[0011] (2)将步骤（1)处理后的娃片表面用热风吹干，热风的温度50-70°C;
[001引 做利用HF/HN03的混酸对步骤似干燥后的娃片进行刻边；其中HF/HN0 3的体积 比为 1:1-5,刻边速度 2. 3-2. 7m/min;
[0013] (4)将刻蚀后的娃片放于水槽中清洗；
[0014] (5)将清洗后的娃片放置于碱槽去多孔娃，碱采用质量百分比浓度为5% -8%的 氨氧化锭；
[0015] (6)然后将经过碱处理后的娃片放置于水槽中清洗；
[001引（7)然后利用质量百分比为2% -5%的HF或HF/肥1的混酸去PSG师/肥1的混 酸的体积比为1:2-4;
[0017] (8)然后将步骤（7)去除PSG的娃片置于水槽中清洗；
[001引（9)吹干。
[0019] 原理；由于用HF处理后的娃片其带有PN结层的边缘疏水，酸液不会爬至上表面， 防止出现刻蚀印。同时上表面由于PSG层的保护，酸雾无法直接腐蚀P-N结，使得方阻稳定， 边缘虽然方阻会升高5-10个，但考虑到管式扩散方阻外小内大，反而有利；因为无水膜，酸 用量大量节约.
[0020] 本发明上述所述的利用HF将娃片边角的PSG层去除，如附图7所示；具体为将扩 散后的具有PSG层的电池片，其位于四周边缘（电池片厚度方向）与下底面的PSG层去除， 且上表面稍微沿边缘刻蚀点点，使得PSG层并没有完全覆盖电池片的上表面，而是其PSG层 的外轮廓略小于电池片的上表面。
[002。 作为优选，步骤（1)所述的HF的质量百分比浓度为3%-4%，，毛细滚轮的滚轮速 度 2. 4-2. 5m/min。
[0022] 作为优选，步骤（3)所述的HF/HN03的体积比为1:3。
[0023] 作为优选，步骤（7)的去PSG为浸泡式或喷淋式。
[0024] 本发明的优点和有益效果：
[0025] 1.本发明创造性的采取先去娃片边角的PSG(如图7所示的去除方式），其可W防 止药液爬上娃片正面，杜绝刻蚀印的出现。
[0026] 2.本发明的工艺由于娃片的边角及下表面无PSG保护，使得只需要低浓度的混酸 就可W将边缘p-n结刻通，节约了用酸，降低了成本和对环境的污染破坏。
[0027] 3.本发明的工艺使得娃片的上表面在保留PSG层的条件下进行刻边，可W有效的 保护正面p-n结，确保方阻稳定。
【附图说明】
[002引图1rena式刻蚀工艺流程图。
[0029] 图2rena式刻蚀娃片对比图。
[0030] 图3schmid式刻蚀工艺流程图。
[0031] 图4库特勒式刻蚀工艺流程图。
[0032] 图5库特勒式刻蚀娃片对比图。
[0033] 图6本发明刻蚀工艺流程图。
[0034] 图7本发明刻蚀娃片对比图。
[003引附图中未刻蚀前的电池片由内到外分别是：娃基底、p-n、PSG层。
【具体实施方式】
[0036] 下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于W下实施例。
[0037] 实施例
[003引（1)通过毛细滚轮带液或"水上漂"的方式，常温下利用HF将娃片边角的PSG层去 除；HF的质量百分比浓度为3%，，毛细滚轮的滚轮速度2. 5m/min;
[003引原理；HF去除边角PSG的同时，会顺着PSG层爬至上表面，去除部分边缘的PSG层， 经过HF处理后的娃片表面疏水；
[0040] 0)通过风刀或热风刀将步骤（1)处理后的娃片表面吹干，热风刀的温度 60° -65° ;滚轮速度 2. 5m/min;
[00川 做通过毛细滚轮带液或"水上漂"的方式利用HF/HN03混酸对步骤似干燥后的 娃片进行刻边；其中HF/HN03的体积比为1:3,刻边速度2. 4m/min;
[0042] 原理；由于用HF处理后的娃片其带有PN结层的边缘疏水，酸液不会爬至上表面， 防止出现刻蚀印。同时上表面由于PSG层的保护，酸雾无法直接腐蚀P-N结，使得方阻稳定， 边缘虽然方阻会升高5-10个，但考虑到管式扩散方阻外小内大，反而有利；因为无水膜，酸 用量大量节约；
[0043] (4)将刻蚀后的娃片放于水槽中清洗；
[0044] (5)将清洗后的娃片放置于碱槽去多孔娃，具体采用喷淋方式，碱采用质量百分比 浓度为5 %-8%的氨氧化锭；
[0045] (6)然后将经过碱处理后的娃片放置于水槽中清洗；
[004引 （7)然后利用质量百分比为3%的HF或HF/肥1的混酸去PSG师/肥1的混酸的体 积比为1:3 ;
[0047] 做然后将步骤（7)去除PSG的娃片置于水槽中清洗；
[004引（9)吹干。
[0049] 通过本发明制备的样品，其性能参数如下表1所示：
[0050] 表 1
[0051]
[0052] 从上述表格可W看出，本发明的工艺制备的娃片具有更高的电流ISC，更小的漏电 Irve2。
【主权项】
1. 一种新型晶硅电池湿法边刻工艺，其特征在于，步骤包括： (1) 常温下利用HF将硅片边角的PSG层去除；HF的质量百分比浓度为2% -5% ; (2) 将步骤（1)处理后的硅片表面用热风吹干，热风的温度50-70°C; ⑶利用册/圆03的混酸对步骤⑵干燥后的硅片进行刻边；其中HF/HN03的体积比为 1:1-5,刻边速度 2. 3-2. 7m/min; (4) 将刻蚀后的硅片放于水槽中清洗； (5) 将清洗后的硅片放置于碱槽去多孔硅，碱采用质量百分比浓度为5% -8%的氢氧 化铵； (6) 然后将经过碱处理后的硅片放置于水槽中清洗； (7) 然后利用质量百分比为2% -5%的HF或HF/HC1的混酸去PSG;HF/HC1的混酸的 体积比为1:2-4 ; (8) 然后将步骤（7)去除PSG的硅片置于水槽中清洗； (9) 吹干。2. 根据权利要求1所述的新型晶硅电池湿法边刻工艺，其特征在于，步骤（1)所述的 HF的质量百分比浓度为3% -4%。3. 根据权利要求1所述的新型晶硅电池湿法边刻工艺，其特征在于，步骤（3)所述的 HF/HN03的体积比为1:3。4. 根据权利要求1所述的新型晶硅电池湿法边刻工艺，其特征在于，步骤（7)的去PSG 为浸泡式或喷淋式。
【专利摘要】一种新型晶硅电池湿法边刻工艺，步骤包括：利用HF将硅片边角的PSG层去除；HF的质量百分比浓度为2％-5％；将处理后的硅片表面用热风吹干，热风的温度50-70℃；利用HF/HNO3的混酸对硅片进行刻边；将刻蚀后的硅片放于水槽中清洗；将清洗后的硅片放置于碱槽去多孔硅，碱采用质量百分比浓度为5％-8％的氢氧化铵；然后将经过碱处理后的硅片放置于水槽中清洗；然后利用质量百分比为2％-5％的HF或HF/HCl的混酸去PSG；HF/HCl的混酸的体积比为1:2-4；然后将去除PSG的硅片置于水槽中清洗；吹干。本发明创造性的采取先去硅片边角的PSG，其可以防止药液爬上硅片正面，杜绝刻蚀印的出现。
【IPC分类】H01L31/18
【公开号】CN104900760
【申请号】CN201510280193
【发明人】张文锋, 陈波, 崔红星, 曾学仁
【申请人】东方日升新能源股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月27日
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