專利名稱：一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨工藝，用于制作單晶硅太陽電池，屬于太陽能電池生產(chǎn)制絨工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前常規(guī)單晶硅太陽電池生產(chǎn)的工藝流程為表面預(yù)清洗、制絨去除損傷層并形成減反射的絨面結(jié)構(gòu)、化學(xué)清洗并干燥；通過液態(tài)源擴(kuò)散的方法在硅片表面各點(diǎn)形成均勻摻雜的PN結(jié)；去除擴(kuò)散過程中形成的周邊PN結(jié)和表面磷硅玻璃；表面沉積鈍化和減反射膜；制作太陽電池的背面電極、背面電場和正面電極；燒結(jié)形成歐姆接觸，從而完成整個電池片的制作過程。
目前單晶制絨形成減反射絨面的方法一般采用氫氧化鈉、異丙醇和制絨添加劑這幾種的不同配比來實(shí)現(xiàn)。隨著制絨時間的延長，槽體中反應(yīng)物的濃度不斷變大、雜質(zhì)含量升高，使制絨效果變差，不能得到均勻和理想金字塔大小的絨面，此時必須將槽體中的舊反應(yīng)液排掉，重新配置新的反應(yīng)液，從而得到理想的絨面。
現(xiàn)在普遍的換液周期是12小時，基本每片的單耗為添加劑0. 3-0. 4mL ；氫氧化鈉 0.8-1. Og;異丙醇3-5mL，反應(yīng)濃度較高，產(chǎn)線穩(wěn)定性差，異常較多，化學(xué)品用量較大。以12 小時一個班為例，每個班生產(chǎn)前都要進(jìn)行重新配液，工作效率較低，產(chǎn)能限制較大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種更長的換液周期和低單耗低成本的制絨方法，該方法通過降低制絨化學(xué)品的濃度，并增加自動溢流裝置，不僅達(dá)到了良好的清洗效果，而且解決了溶液由于自揮發(fā)和反應(yīng)沉積太多導(dǎo)致的不穩(wěn)定性問題，提高了溶液壽命，降低了生產(chǎn)成本。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨方法，其特征在于，步驟為步驟1、在預(yù)清洗槽內(nèi)加入去離子水，并將其加熱至68-75°C，之后均勻添加氫氧化鈉和過氧化氫，使得氫氧化鈉的質(zhì)量百分比濃度達(dá)到0. 24-0. 32%，過氧化氫的體積百分比濃度達(dá)到2-5%，將當(dāng)前批次的硅片放入預(yù)清洗槽內(nèi)進(jìn)行預(yù)清洗。
步驟2、將預(yù)清洗后的硅片放入盛有制絨液的制絨槽中制絨，其中，制溶液的液位沒過硅片高度4-6厘米，在制絨槽上制絨液的液位處加開有溢流口，溢流口有氣動開關(guān)閥門，此時氣動開關(guān)閥門關(guān)閉，制絨液的質(zhì)量百分配比為0. 8-1. 2%的氫氧化鈉、0. 2-0. 3%的制絨添加劑、3-4%的異丙醇以及余量的去離子水.每批硅片的制絨時間控制在10-30分鐘；步驟3、當(dāng)前批次的硅片制絨完成后，取出該批次硅片，在取出硅片的同時，步驟2中所述氣動開關(guān)閥門開啟，使得溢流口打開，由噴淋裝置對硅片進(jìn)行噴水清洗，噴淋多出的水由溢流口排出，排出后氣動開關(guān)閥門關(guān)閉，隨后手動添加質(zhì)量百分濃度為0. 25%的氫氧化鈉、 質(zhì)量百分濃度為0. 3%的制絨添加劑以及質(zhì)量百分濃度為0. 4%的異丙醇，返回步驟2進(jìn)行下一批次的硅片制絨，如此循環(huán)。
通過以上方法，降低了單片制絨化學(xué)品的耗量，尤其是降低了制絨添加劑和異丙醇的耗量。同時使藥液的換液周期達(dá)到48小時至72小時，大大延長了溶液的使用壽命。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明如下。
實(shí)施例1本發(fā)明提供的一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨方法，其步驟為 步驟1、配制單晶硅清洗液首先往預(yù)清洗槽準(zhǔn)備130L去離子水，并將其加熱至70°C，之后將氫氧化鈉和過氧化氫均勻添加，氫氧化鈉的質(zhì)量百分比濃度為0. 32%，過氧化氫的體積百分比濃度為5%。
步驟2、單晶硅片表面預(yù)清洗待溫度穩(wěn)定后，將硅片以400pcs為一個批次放入清洗液中清洗％iin，清洗過程中打開超聲波作輔助清洗，采用底震形式，超聲功率M00W，功率可調(diào)，超聲頻率40KHz。后續(xù)再對清洗液進(jìn)行定時補(bǔ)液，過氧化氫每隔20分鐘補(bǔ)加的量為原始單晶硅清洗液的總體積的2%， 氫氧化鈉每隔2. 5小時補(bǔ)加的量為原始單晶硅清洗液總質(zhì)量的0. 1%，如此循環(huán)補(bǔ)液完成批量化生產(chǎn)。
步驟3、制絨預(yù)清洗完后，以400pcs為一批硅片，放入配好的制絨液中制絨(去離子水130L，溫度為79°C，氫氧化鈉加0. 8%，制絨添加劑0. 2%，異丙醇3% )，其中，制溶液的液位沒過硅片高度4-6厘米，在制絨槽上制絨液的液位處加開有溢流口，溢流口有氣動開關(guān)閥門，此時氣動開關(guān)閥門關(guān)閉，20分鐘后通過機(jī)械手取出硅片。在取出硅片的同時，步驟2中所述氣動開關(guān)閥門開啟，使得溢流口打開，由噴淋裝置對硅片進(jìn)行噴水清洗，噴淋多出的水由溢流口排出，排出后氣動開關(guān)閥門關(guān)閉。由于機(jī)器在每批硅片制絨完成后會進(jìn)行噴水清洗，槽里的液位會上升，為了控制槽里的液位，使溶液能長時間達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在制絨槽上的制絨液液位處開有溢流口，這樣在每批次制絨完成提籃的同時，噴出的水會通過自動打開的溢流口排出。之后進(jìn)行制絨補(bǔ)液操作，手動添加質(zhì)量百分濃度為0. 25%的氫氧化鈉、質(zhì)量百分濃度為 0. 3%的制絨添加劑以及質(zhì)量百分濃度為0. 4%的異丙醇，進(jìn)行下一批次的硅片制絨，如此循環(huán)，到48小時后進(jìn)行換液，重新配制制絨液。
最后將以上制絨完成的每批次硅片流至下道工序，按照現(xiàn)有工藝來完成太陽能電池的生產(chǎn)，其工藝步驟可以是(1)擴(kuò)散制結(jié)將制絨后的硅片每2片背靠背為一組，單面插片到管式的擴(kuò)散爐石英舟中，以液態(tài)三氯氧磷(P0C13)為原料，運(yùn)行擴(kuò)散工藝后，在硅片待制作柵電極的前表面擴(kuò)散一層方塊電阻在50 ohm/ □左右的磷摻雜層，在硅片表面形成PN結(jié)。
(2)邊緣刻蝕并去除磷硅玻璃將擴(kuò)散后的硅片卸片，一片片堆成一疊，安裝夾具后放入等離子刻蝕機(jī)中，以CF4和02 為原料，對硅片邊緣進(jìn)行等離子轟擊反應(yīng)，以去除硅片邊緣的PN結(jié)。之后將刻蝕后的硅片置于體積百分比濃度為10%左右的氫氟酸溶液中，清洗3分鐘將擴(kuò)散時在硅片表面形成的磷硅玻璃去除干凈。
(3)制作減反射膜采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)法在硅片的擴(kuò)散面沉積一層氮化硅薄膜，薄膜的厚度控制在80nm左右，折射率控制在2. 1左右，以保證有良好的減反射和鈍化效果。
(4)絲網(wǎng)印刷并燒結(jié)用絲網(wǎng)印刷的方法，在硅片未鍍膜面先印刷背電極漿料，再印刷背電場漿料，并分別在200°C 300°C的溫度下烘干。最后在硅片鍍膜面印刷正電極漿料，并傳送至燒結(jié)爐，在 300°C左右的溫度下烘干后，硅片傳輸進(jìn)入表面溫度在500°C 800°C的氣氛下進(jìn)行燒結(jié)， 背面電極和電場漿料通過該燒結(jié)，形成太陽能電池背面Ag電極和背面Al電場。而正面電極漿料則穿過鈍化及減反射層與擴(kuò)散層接觸，形成具有良好歐姆接觸的太陽能電池的正面 Ag電極。從而整個太陽電池工藝制作完畢。
實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，在步驟1中，氫氧化鈉的質(zhì)量百分比濃度為0. ，過氧化氫的體積百分比濃度為1。在步驟2中，制絨液的質(zhì)量百分配比為1. 2%的氫氧化鈉、 0. 3%的制絨添加劑、4%的異丙醇以及余量的去離子水。其他步驟同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1. 一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨方法，其特征在于，步驟為 步驟1、在預(yù)清洗槽內(nèi)加入去離子水，并將其加熱至68-75°C，之后，均勻添加氫氧化鈉和過氧化氫，使得氫氧化鈉的質(zhì)量百分比濃度達(dá)到0. 24-0. 32%，過氧化氫的體積百分比濃度達(dá)到2-596，將當(dāng)前批次的硅片放入預(yù)清洗槽內(nèi)進(jìn)行預(yù)清洗，步驟2、將預(yù)清洗后的硅片放入盛有制絨液的制絨槽中制絨，其中，制溶液的液位沒過硅片高度4-6厘米，在制絨槽上制絨液的液位處加開有溢流口，溢流口有氣動開關(guān)閥門，此時氣動開關(guān)閥門關(guān)閉，制絨液的質(zhì)量百分配比為0. 8-1. 2%的氫氧化鈉、0. 2-0. 3%的制絨添加劑、3-4%的異丙醇以及余量的去離子水，每批硅片的制絨時間控制在10-30分鐘；步驟3、當(dāng)前批次的硅片制絨完成后，取出該批次硅片，在取出硅片的同時，步驟2中所述氣動開關(guān)閥門開啟，使得溢流口打開，由噴淋裝置對硅片進(jìn)行噴水清洗，噴淋多出的水由溢流口排出，排出后氣動開關(guān)閥門關(guān)閉，隨后手動添加質(zhì)量百分濃度為0. 25%的氫氧化鈉、 質(zhì)量百分濃度為0. 3%的制絨添加劑以及質(zhì)量百分濃度為0. 4%的異丙醇，返回步驟2進(jìn)行下一批次的硅片制絨，如此循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種長換液周期和低濃度腐蝕的制絨方法，其特征在于，步驟為將預(yù)清洗后的硅片放入質(zhì)量百分配比為0.8-1.2%的氫氧化鈉、0.2-0.3%的制絨添加劑、3-4%的異丙醇的制絨液中制絨。在盛放制絨液的制絨槽上設(shè)計有氣動開關(guān)溢流口，每批硅片制絨完成后，通過機(jī)械手取出該批次硅片，在取出硅片的同時，溢流口閥門自動打開，由機(jī)器自帶的噴淋裝置對硅片進(jìn)行噴水清洗，噴淋多出的水由溢流口排出，排出后溢流口閥門自動關(guān)閉。最后手動添加質(zhì)量百分濃度為0.25%的氫氧化鈉、質(zhì)量百分濃度為0.3%的制絨添加劑以及質(zhì)量百分濃度為0.4%的異丙醇，進(jìn)行下一批次的硅片制絨，如此循環(huán)。
文檔編號H01L31/18GK102492996SQ20111039486
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者石勁超, 鄭飛 申請人:百力達(dá)太陽能股份有限公司