[发明专利]一种利用掩膜保护的太阳能电池单面制绒工艺

说明书

本发明公开了一种利用掩膜保护的太阳能电池单面制绒工艺，包括：⑴对硅片进行碱制绒，在硅片的正面和背面上形成减反射绒面；⑵将硅片置于炉管中进行热扩散，在硅片的正面和背面形成氧化层；⑶保护硅片正面的氧化层，并去除背面PN结和氧化层，同时去除背面的减反射绒面；⑷对硅片进行碱制绒，在硅片的背面上形成减反射绒面，再去除硅片正面上的氧化层，完成太阳能电池单面制绒。本发明利用热扩散形成的氧化层作为掩模，实现太阳能电池单面制绒，在产线上仅需增加一台制绒槽式设备即可，产线兼容度高，省去掩膜工序，可避免SiNx膜的单独清洗及SiNx清洗引入的污染，同时电池的正面结构被保留，降低了太阳能电池的加工成本。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术，尤其涉及一种利用掩膜保护的太阳能电池单面制绒工艺。

背景技术

晶体硅片广泛应用在光伏太阳能和半导体领域，目前光伏行业所用晶体硅片的切割主要有砂浆多线切割技术和金刚石线切割技术，相比之下，后者是采用金刚石线对单晶硅块进行多线切割而获得单晶硅片，其具有表面损伤少、线痕浅而密的特点，且硅片加工成本低，因此，金刚石线切割技术成为当前的主流技术。

在太阳能电池生产过程中，硅片表面制绒是提高电池转换效率的一道关键工序，它是通过化学反应在硅片表面形成织构化绒面以降低表面反射率、增强光的吸收。目前随着工艺技术的进步，无论是N型电池还是P型电池的双面结构电池盛行，在很多情况下需要保留一面的电池结构，在进行单面制绒时，大部分单面制绒都需要预先对绒面进行镀SiNx膜保护，但是，镀膜工艺成本较高，且后续还需增加工艺来去除绒面表面的镀膜保护层，提高了电池加工成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种产线兼容度高、减少掩膜工序、降低电池加工成本的利用掩膜保护的太阳能电池单面制绒工艺。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：一种利用掩膜保护的太阳能电池单面制绒工艺，其特征在于具体包括以下步骤：

⑴选取单晶硅片，对硅片进行碱制绒，在硅片的正面和背面上形成减反射绒面；

⑵将由步骤⑴所得硅片置于炉管中进行热扩散，在硅片的正面和背面形成氧化层；

⑶保护由步骤⑵所得硅片正面的氧化层，并去除背面PN结和氧化层，同时去除背面的减反射绒面；

⑷对由步骤⑶所得硅片进行碱制绒，在硅片的背面上形成减反射绒面，再去除硅片正面上的氧化层，完成太阳能电池单面制绒。

本发明利用热扩散形成的氧化层作为掩模，实现太阳能电池单面制绒，在产线上仅需增加一台制绒槽式设备即可，产线兼容度高，省去掩膜工序，可避免SiNx膜的单独清洗及SiNx清洗引入的污染，同时电池的正面结构被保留，降低了太阳能电池的加工成本。

作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤⑷使用制绒槽式设备，先对由步骤⑶所得硅片表面进行清洗预处理，再进行碱制绒，然后漂洗去除硅片表面残留碱液，最后进行酸洗去除硅片表面残留碱液和氧化层。

作为本发明的一种优选实施方式，清洗预处理采用1％-3％体积浓度的KOH或者NaOH溶液和4％-8％体积浓度的双氧水溶液，加热至60-70℃，工艺时间为20s-120s。

作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤⑷的碱制绒采用2％-4％体积浓度的KOH或者NaOH溶液和1％-3％的制绒添加剂，温度为60-80℃，工艺时间为200-600s，然后用纯水漂洗1-5min。

作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤⑷的酸洗采用5％-15％体积浓度的HF和5％-15％体积浓度的HCl的混合液。

作为本发明的一种优选实施方式，在所述步骤⑶中，正面用水膜保护氧化层，背面酸洗，去除背面PN结、氧化层和减反射绒面。