[发明专利]利用臭氧实现碱性体系对硅片刻蚀抛光的方法及设备

说明书

本发明公开了一种利用臭氧实现碱性体系对硅片刻蚀抛光的方法及设备，该方法包括：步骤1、使用臭氧溶液对硅片进行表面处理；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。该设备包括槽式设备、链式设备和搬送设备。本发明利用臭氧实现碱性体系对硅片的刻蚀抛光，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，尤其涉及一种利用臭氧实现碱性体系对硅片刻蚀抛光的方法及设备。

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。

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，但这种酸刻蚀方法产生的废液、废气不能直接排放，环保问题严重，另外酸刻蚀的化学品耗量大，生产成本高。

另外，现有设备多采用皮带或滚轮传送硅片进行刻蚀，硅片上容易出现黑斑、皮带印、滚轮印或脏片等缺陷，PERC电池的不良率非常高，这种设备已不适合应用在市场上。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种利用臭氧实现碱性体系对硅片刻蚀抛光的方法及设备，该方法使用臭氧对硅片进行清洗，能够彻底清洁硅片表面，再通过碱液及槽式设备对硅片进行下表面刻蚀抛光处理，安全环保、成本低且成品质量好。

本发明采用的技术方案是，设计一种利用臭氧实现碱性体系对硅片刻蚀抛光的方法，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，包括：

步骤1、将硅片放入第一臭氧清洗槽，硅片浸泡在第一臭氧清洗槽内含有臭氧的混合溶液中清洗；

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；

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抛光；

步骤4、将硅片放入清洗槽组中清洗；

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；

步骤6、将硅片放入水洗槽中清洗；

步骤7、将硅片放入烘干槽组中干燥。

优选的，步骤4中清洗槽组包括依次排列的第二水槽、第二臭氧清洗槽和第三水槽。步骤4包括：步骤4.1、将硅片放入第二水槽中清洗；步骤4.2、将硅片放入第二臭氧清洗槽清洗；步骤4.3、将硅片放入第三水槽中清洗。

其中，步骤1中第一臭氧清洗槽内使用HCl、臭氧和去离子水的混合溶液，HCl浓度为0.01%-0.3%，臭氧的浓度为10-50PPM，反应温度20℃到40℃，反应时间大于30秒。

步骤4中第二臭氧清洗槽内使用HCl、HF、臭氧和去离子水的混合溶液，HCl浓度为0.01%-0.3%，HF浓度为0%-20%，臭氧的浓度为10-80PPM，反应温度20℃到40℃，反应时间大于60秒。

刻蚀抛光槽内的碱液使用KOH溶液和抛光添加剂、或使用NaOH溶液和抛光添加剂，KOH或NaOH浓度为0.5%-10%，碱液的温度为60℃-80℃，反应时间为60秒-240秒。

优选的，步骤7中烘干槽组包括依次排列的慢提拉槽和烘干槽；