PERC碱刻蚀抛光技术

北极星太阳能光伏网讯:1.1 常规刻蚀酸抛设备使用HF/HNO3混合溶液，要达到PERC电池的要求的0.3g以上的减重，平整度抛光度才能满足要求，药耗量增加，成本增加2-3倍。

1.2 高浓度的含氮、含氟元素排放给废水处理造成极大地负担，光伏电池制造公司环保压力日益增大，使用碱刻蚀抛光是未来的一种趋势。

1.3 采用无机碱（KOH/NaOH）在刻蚀工艺中对扩散后硅片背面及边缘进行刻蚀抛光，替代传统酸抛光刻蚀工艺，能够取得更好的抛光性能，并降低工艺成本。

2. 碱刻蚀抛光工艺流程

2.1 常规酸背面抛光流程

1. 硅片漂浮在HF/HNO3/H2SO4组成的刻蚀液上，去除背面及边缘的PSG，同时对背面进行抛光；2. 通过NAOH水溶液去除多孔硅以及中和硅片表面的酸液；3. 经过HF水溶液去除硅片正面的PSG，抛光后背面平整度增加，对长波光的反射增加，促进了投射光的二次吸收，从而提升Isc，同时由于背面比表面积减小，降低了背面复合，且能够提升背面钝化效果。

2.2碱刻蚀抛光流程

2.3碱刻蚀抛光工艺

1. 首先在链式设备中进行背面酸洗，硅片在常温经过背面酸洗设备，酸槽中HF浓度3％～20％，用于去除扩散后硅片背面及边缘PSG。

2.其次在槽式设备中进行碱抛光，背面抛光使用TMAH、抛光液以及水混合所配溶液对硅片背表面进行抛光，硅片背面及边缘被无机碱抛光，用于将背面以及边缘PN结通过刻蚀抛光去除。

3. 在槽式碱抛光过程中，由于硅片正面存在PSG，将保护硅片正面的PN结不被无机碱腐蚀抛光，在碱抛光后通过HF溶液再去除正面的PSG，完成整个刻蚀过程。

2.4碱刻蚀抛光优点

3. 碱刻蚀抛光设备

3.1 捷佳创槽式碱抛光设备

3.2设备槽体功能

3.3设备性能优势

1. 使用无机碱体系做抛光，无高浓度F、N元素，大幅度降低废水处理成本，更环保；

2. 背面更抛光更平坦，满足PERC电池对抛光的需求；

3. 电性能增益，通过前后道工艺匹配，可以提高效率0.1%，且目前实验室已经取得了更高的效率增益，未来仍有提效空间；

4. 整体成本更低，使用碱抛光刻蚀体系，单片成本较酸抛光低0.1元以上，降低了70%，极大的降低至单晶PERC电池的制造成本。

4. 碱刻蚀抛光异常情况

4.1抛光过抛异常

1. 现象：碱抛后的硅片，正面边缘或边角有明显的过抛现象，正面边缘有斑点过抛。

2. 原因：背面去PSG过刻，导致翻液破坏正面PSG，抛光槽正面过抛。

3. 解决：调整去PSG液位，水平度等参数，防止过刻。

4.2背面局部未抛光异常

1. 现象：碱抛后的硅片，背面边缘或边角有局部没有抛光。

2. 原因分析：背面 去PSG时，背面局部未接触HF，导致没有完全去除背面PSG。

3. 解决方案：调整去PSG液位，水平度等参数。

4.3背面反射率低异常

1. 现象：碱抛后的硅片，背面亮度不均匀，反射率低，减重小。

2. 原因分析：抛光槽碱浓度过低，导致抛光反应不充分。

3. 解决方案：补加碱，提高抛光槽碱浓度。

4.4正面中心环状抛光异常

1. 现象：碱抛后的硅片，正面出现环状抛光，且批量出现同一位置。

2. 原因分析：硅片进入背面PSG刻蚀时，扩散面放反，导致正面PSG保护层被破坏。

3. 解决方案：梳理产线工艺流程，禁止扩散反片硅片流入抛光工序。

4.5正面边缘带状过抛异常

1. 现象：碱抛后的硅片，正面边缘带状区域被抛光。

2. 原因分析：背面去PSG刻蚀时，正面水膜没有完整覆盖硅片正面。

3. 解决方案：去PSG刻蚀机台的水膜流量加大。

4.6正面不规则过抛异常

1. 现象：正面不规则过抛，过抛区域边缘界限不明显，连续每批都出现。

2. 原因分析：扩散面扩散PSG不均匀；抛光槽添加剂浓度不够；抛光槽溶液比例失衡，硅酸盐浓度过高；抛光槽溶液寿命到期。

3. 解决方案：调整扩散工艺，加厚表面PSG；补加添加剂；排查精排排液情况是否正常，补液是否正常；延长精排时间，同时提高添加剂补加比例。

4.7 碱抛光技术因涉及到链式设备与槽式设备，如出现部分异常情况，调整规则、方法和目前的常规单晶PERC制绒工序与刻蚀工序方法相似。