[发明专利]一种应用于晶硅太阳能电池的光刻工艺

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种应用于晶硅太阳能电池的光刻工艺。

背景技术

太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太阳能电池阵电源系统的重要组件。太阳能电池主要有晶硅(Si)电池，三五族半导体电池(GaAs,Cds/Cu2S,Cds/CdTe, Cds/InP,CdTe/Cu2Te)，无机电池，有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达99.9999%、电阻率在10Ω-cm以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面p-n结、正面减反射膜、正背面电极等部分。在组件封装为正面受光照面加透光盖片（如高透玻璃及EVA）保护，防止电池受外层空间范爱伦带内高能电子和质子的辐射损伤。

传统太阳能电池在硅片表面上，通常都是采用湿法制绒技术，由于使用湿法制绒表面织构化技术，对于绒面结构控制较差，因此无法得到较完整一致性的绒面结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种应用于晶硅太阳能电池的光刻工艺，可在硅片表面形成完整一致性的抗反射绒面。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于晶硅太阳能电池的光刻工艺， 包括：

A.              对硅片的正面进行预处理，所述预处理依次包括：对硅片表面进行高压氮气喷扫，将硅片放入HF溶液中浸泡，用去离子水清洗，将硅片放入HCL溶液中浸泡，用去离子水清洗，烘干；

B.              对硅片的正面涂布光刻胶；

C.     对硅片进行软烘焙处理；

D.              使用曝光机对硅片进行对准和曝光，曝光机的功率为200-1000W，曝光时间为1-50秒；

E. 将硅片进行后烘焙处理，烘焙温度为80-150℃，烘焙时间为10-100秒；

F. 在硅片的表面喷洒显影液；

G.     通过红外线灯对硅片进行硬烘焙处理，照射时间为5-20分钟；

H.     显影检验；

I.    通入CF₄气体对硅片表面进行刻蚀，气体流量为20-100sccm，反应压力为2-10Pa，反应时间为2-20分钟；

J.   去除光刻胶；

K.     检验，完成光刻，硅片的正面形成光刻绒面；

L. 在硅片的正面形成N型发射极、钝化减反射膜和正电极；

M.   在硅片的背面形成背电场和背电极；

N.     高温烧结，形成太阳能电池。

作为上述方案的改进，步骤A中，所述预处理依次包括：

对硅片表面进行高压氮气喷扫；

将硅片放入HF溶液中浸泡，反应温度25-30℃，反应时间30-60秒；

用去离子水清洗；

将硅片放入HCL溶液中浸泡，反应温度25-30℃，反应时间30-60秒；

用去离子水清洗；

通过喷入热氮气加压的雾状六甲基二硅胺将硅片烘干，反应温度120-150℃。

作为上述方案的改进，步骤B中，对硅片的正面通过旋转方式涂布光刻胶，工作转速为1000-5000rpm，涂布时间为5-60秒，光刻胶为化学放大光刻正胶。

作为上述方案的改进，步骤D中，曝光机的功率为500-600W，曝光时间为6-10秒。

作为上述方案的改进，所述曝光机的光罩的宽度和高度之比为0.3-0.8： 2.5-3.5。

作为上述方案的改进，所述曝光机的光罩沿着水平方向的截面为圆形，直径为0.3-0.8μm。

作为上述方案的改进，步骤E中，后烘焙处理是通过将硅片置于加热平板上来实现，烘焙温度为100-110℃，烘焙时间为30-60秒。

作为上述方案的改进，步骤F中，在硅片的表面通过连续喷雾或旋转喷洒显影液，工作转速为300-500rpm。

作为上述方案的改进，步骤G中，红外线灯距离硅片的距离为5-6公分，照射时间为8-10分钟。