[发明专利]一种硅片单面刻蚀抛光的方法

说明书

本发明公开了一种硅片单面刻蚀抛光的方法，包括：步骤1、使用碱液对硅片进行碱洗；2、使用去离子水对硅片进行清洗；3、使用碱液对硅片的下表面及侧面边缘进行刻蚀抛光；4、清洗硅片去除表面污染物；5、使用酸液对硅片进行酸洗；6、清洗硅片去除残留药液；7、烘干硅片。本发明使用碱性体系实现硅片单面刻蚀抛光，安全环保、成本低且品质好。

技术领域

本发明涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种硅片单面刻蚀抛光的方法。

背景技术

常规太阳能电池的生产流程一般包括：制绒、扩散、刻蚀去PSG、镀膜、丝网印刷及烧结、测试分选等工序；部分高效电池还增加了INK、激光刻蚀、退火、原子层沉积背面镀氧化铝薄膜、PECVD、激光开孔等涉及到高效电池的步骤。

其中，现有的刻蚀去PSG工艺通常是利用HNO3和HF的混合溶液对扩散后硅片下表面和边缘进行腐蚀，去除边缘的N型硅，使得硅片的上下表面相互绝缘。去PSG是利用HF去除硅片表面的磷硅玻璃，避免发射区电子的复合，导致少子寿命的降低，进而降低电池片效率。

但是这种酸刻蚀方法有如下问题：

1、环保问题：使用HNO3和HF的混合溶液，其中废液部分绝对不允许直接排放，必须经过生化处理，将销氮转化为氮气才能排放到大气中；废气部分也必须经过气体处理，才能排放到大气中；随着未来国家环保压力越来越大，使用酸刻蚀的环保问题将越来越突出，目前各大电池厂都在寻求解决措施；

2、化学品成本问题：常规工艺减重要在0.1g左右，而高效PERC工艺减重要达到0.3g以上，这主要因为目前硅片基本都是金刚线切割的硅片，损伤层较薄、腐蚀的速率减慢，要达到目标减重，酸的耗量就急剧增加；高效电池的酸刻蚀耗量是常规电池的4-5倍，仅化学品的成本在已经达到7分~8分人民币每片；

3、品质问题：目前高效PERC电池量产过程中电池成品良率偏低，主要为EL不良，电池出现黑斑、皮带印、滚轮印、脏片等均与刻蚀工序相关。普通光伏电池产品不良在1%以内，但PERC电池的不良比例达到了5%~20%，有时甚至更高，尤其是在刻蚀换液、PM或停机时间较久时，复机后EL不良爆发，不良比例40%以上。由于PERC电池EL不良比例过高，导致电池片EL需要全检，1台丝网需配备2台EL测试机；PERC电池片成品良率和刻蚀工艺息息相关，三氧化二铝背镀膜前，硅片背表面不能有任何沾污和摩擦，刻蚀工段已经成为制约PERC产能和产品良率的瓶颈工序。

因此，如何设计一种使用碱性体系实现刻蚀抛光的方法是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种硅片单面刻蚀抛光的方法，该方法使用碱液及槽式设备对硅片进行下表面刻蚀抛光处理，既能有效解决环保及化学品耗量问题，又能避免因硅片的表面与工装夹具接触而带来的各种品质问题。

本发明采用的技术方案是，设计一种硅片单面刻蚀抛光的方法，硅片的上表面覆盖有PSG层，硅片的下表面及侧面边缘已去除PSG层。该方法包括：

步骤1、利用硅片花篮将硅片放入第一碱洗槽，硅片浸泡在第一碱洗槽内的碱液中碱洗，去除硅片表面的污染物并形成一层氧化层；

步骤2、将硅片放入第一水槽，硅片浸泡在第一水槽内的去离子水中清洗，去除硅片表面的碱液残留；

步骤3、将硅片放入刻蚀抛光槽，硅片浸泡在刻蚀抛光槽内的碱液中，对硅片下表面及侧面边缘进行刻蚀，使得硅片上下表面绝缘以及下表面抛光；

步骤4、将硅片放入清洗槽组中清洗，去除硅片表面的污染物；

步骤5、将硅片放入酸洗槽，硅片浸泡在酸洗槽内的酸液中酸洗，去除硅片上表面的PSG层；

步骤6、将硅片放入水洗槽中清洗，去除硅片表面的酸液残留；