[发明专利]一种利用掩膜保护的太阳能电池单面抛光工艺

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抛光工艺，包括：⑴对硅片碱制绒，在硅片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；⑷对硅片背面的减反射绒面进行抛光，再去除硅片正面上的氧化层。本发明利用热扩散形成的氧化层作为掩膜，实现太阳能电池单面抛光，仅需用碱制绒槽式设备更改工艺配方就可以满足单面抛光要求，产线兼容度高，省去了掩膜工序，可避免SiNx膜的单独清洗及SiNx清洗引入的污染，降低环境污染，减少厂房动力系统的排氮压力，而且不用增加新设备，同时电池正面结构被保留，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抛光工艺。

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，硅片表面抛光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背表面抛光以增加背表面反射率、增强光的吸收。传统硅片表面抛光采用链式的酸抛光工艺，但是，链式的酸抛光工艺存在环境污染大、厂房动力系统的排氮压力高的缺陷，随着工艺技术的进步，链式碱抛光和槽式碱抛光可以克服这些缺陷。但是，碱抛光需要的温度较高，采用链式设备温度的稳定性不易控制，而槽式碱抛光设备相对成熟，工艺温度容易控制，与产线制绒设备兼容，无需购买新设备即可实现工艺调整，节省成本。然而，在槽式设备中实现单面碱抛光，正面结构要保留完好，大部分单面抛光都需要预先对绒面进行镀SiNx膜保护，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抛光工艺。

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抛光工艺，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；

⑷对由步骤⑶所得硅片背面的减反射绒面进行抛光，再去除硅片正面上的氧化层，完成太阳能电池单面抛光。

本发明利用热扩散形成的氧化层作为掩膜，实现太阳能电池单面抛光，仅需用碱制绒槽式设备更改工艺配方就可以满足单面抛光要求，产线兼容度高，省去了掩膜工序，可避免SiNx膜的单独清洗及SiNx清洗引入的污染，降低环境污染，减少厂房动力系统的排氮压力，而且不用增加新设备，同时电池正面结构被保留，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使用槽式抛光设备，先对由步骤⑶所得硅片表面进行清洗预处理，再进行抛光处理，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、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的抛光采用5％-10％体积浓度的KOH或者NaOH溶液、1％-5％的抛光添加剂，温度为60℃-80℃，工艺时间为100s-600s，然后用纯水漂洗1min-5min。