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PERC碱刻蚀抛光技术

光伏电池组件  来源:光伏技术    2020/5/26 8:33:35  我要投稿  

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

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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

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2.3碱刻蚀抛光工艺

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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

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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

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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。



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