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用于片背面的抛光液添加剂、抛光液以及背钝化晶硅太阳能电池硅片的抛光方法

阅读:591发布:2020-05-08

专利汇可以提供用于片背面的抛光液添加剂、抛光液以及背钝化晶硅太阳能电池硅片的抛光方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于 硅 片 背面的 抛光 液 添加剂、抛光液以及背 钝化 晶硅 太阳能 电池 的 硅片 的抛光方法,属于 太阳能电池 技术领域。按重量百分数计,抛光液添加剂包括:烷基三甲基氢 氧 化 氨 1~3%、 磷酸 钠盐0.5~2%、非离子 表面活性剂 2~5%和 水 90~96.5%。按重量百分数计,抛光液包括: 碱 类物质3~5%、抛光液添加剂2~5%以及水90~95%。背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法,包括:对进行扩散制程后的硅片的背面进行酸抛以去除磷硅玻璃;然后对硅片进行清洗;利用抛光液对清洗后的硅片的背面进行抛光。其能提高硅片背面的反射率和少子寿命,并能够提高背钝化晶硅太阳能电池的电池效率。,下面是用于片背面的抛光液添加剂、抛光液以及背钝化晶硅太阳能电池硅片的抛光方法专利的具体信息内容。

1.一种用于片背面的抛光液添加剂,其特征在于,按重量百分数计,所述抛光液添加剂包括:烷基三甲基氢1~3%、磷酸钠盐0.5~2%、非离子表面活性剂2~5%和90~96.5%。
2.根据权利要求1所述的抛光液添加剂,其特征在于,按重量百分数计,所述抛光液添加剂包括:所述烷基三甲基氢氧化氨2%、所述磷酸钠盐1~2%、所述非离子表面活性剂3~
4%和所述水92~94%。
3.根据权利要求1或2所述的抛光液添加剂,其特征在于,所述烷基三甲基氢氧化氨选自十二烷基三甲基氢氧化铵和十六烷基三甲基氢氧化铵中的任一种或两者。
4.根据权利要求1或2所述的抛光液添加剂,其特征在于,所述磷酸钠盐选自三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠中的任一种或任意多种。
5.根据权利要求1或2所述的抛光液添加剂,其特征在于,所述非离子表面活性剂选自聚乙二醇醚和聚乙二醇中的任一者或两者。
6.一种用于硅片背面的抛光液,其特征在于,按重量百分数计,所述抛光液包括:类物质3~5%、权利要求1~5任一项所述的抛光液添加剂2~5%以及水90~95%。
7.根据权利要求6所述的用于硅片背面的抛光液,其特征在于,按重量百分数计,所述抛光液包括:所述碱类物质3%、所述抛光液添加剂3~5%以及所述水92~94%;可选地,所述碱类物质选自氢氧化钠和氢氧化中的至少一种。
8.一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法,其特征在于,包括:
对进行扩散制程后的硅片的背面进行酸抛以去除磷硅玻璃;
然后对所述硅片进行清洗;
利用权利要求6或7所述的抛光液对清洗后的所述硅片的背面进行碱抛。
9.根据权利要求8所述的背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法,其特征在于,碱抛步骤的温度为65~75℃;可选地,碱抛步骤的抛光时间为2~5min。
10.根据权利要求8所述的背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法,其特征在于,对所述硅片进行清洗采用的清洗液包括2~5wt%的碱和3~8wt%的双氧水;清洗步骤的温度为80~100℃。

说明书全文

用于片背面的抛光液添加剂、抛光液以及背钝化晶硅太阳

电池硅片的抛光方法

技术领域

[0001] 本申请涉及太阳能电池技术领域,具体而言,涉及一种用于硅片背面的抛光液添加剂、抛光液以及背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法

背景技术

[0002] 目前太阳能电池主要以晶体硅作为基底材料,由于在硅片表面周期性破坏,会产生大量悬挂键(dangling bond),使得晶体表面存在大量位于带隙中的缺陷能级;除此之外,位错、化学残留物、表面金属的沉积均会导入缺陷能级,使得硅片表面成为复合中心,造成较大的表面复合速率,进而限制了转换效率。背钝化电池对比常规电池主要优势在于降低电池片背面界面态,提高钝化能,并藉由延长光线路程,提高长波响应以及短路电流,使得背钝化电池较常规电池转换效率提高了1.0-1.2%甚至以上。其中,与钝化层接触的背面表面结构形态对于后续钝化层沉积质量以及界面形态共融起到核心作用。
[0003] 现有技术的背钝化(Passivate Emitter Rear Contact,PERC)太阳能电池,其主要制程为:制绒、磷扩散、背面刻蚀退火、背面膜AlOx、背面镀膜SiNx、正面镀膜SiNx、背面钝化层激光开槽、印刷正背面电极电场、高温烧结,最后形成背钝化太阳能电池。由于在电池背面,沉积了绝缘的钝化层,藉此降低背面界面态,提高钝化效果,延长光线路程,提高长波响应及短路电流,再通过激光刻蚀,选择性刻蚀掉部分钝化层,让硅层裸露,再将背电场浆印刷在激光刻蚀区,与硅层形成直接接触,从而实现导电。因此,背面与钝化层接触的硅基地的表面形貌,将直接影响整体背面钝化的效果,从而影响到电池的转换效率。发明内容
[0004] 本申请提供了一种用于硅片背面的抛光液添加剂、抛光液以及背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法,旨在提高硅片背面的反射率和少子寿命,并能够提高背钝化晶硅太阳能电池的电池效率。
[0005] 本申请的实施例是这样实现的:
[0006] 第一方面,本申请实施例提供一种用于硅片背面的抛光液添加剂,按重量百分数计,抛光液添加剂包括:烷基三甲基氢1~3%、磷酸钠盐0.5~2%、非离子表面活性剂2~5%和90~96.5%。
[0007] 在上述技术方案中,上述抛光液添加剂与类物质共同使用对硅片背面进行抛光时,上述比例的烷基三甲基氢氧化氨、磷酸钠盐和非离子表面活性剂用于与碱类物质协同作用,能够提高硅片背面的反射率和少子寿命,并能够提高背钝化晶硅太阳能电池的电池效率。这可能是因为烷基三甲基氢氧化氨为弱碱,可以减缓碱类物质对硅片的背面的腐蚀作用;磷酸钠盐可以吸附在硅片表面,减弱碱类物质对硅片表面的腐蚀,并起到保护硅片正面PN结的作用,另外,磷酸钠盐还可以络合金属离子,对硅片表面的金属离子进行清洁;碱类物质与硅片的背面发生腐蚀反应,产生较多的氢气,而非离子表面活性剂能够起到消泡的作用,使腐蚀变得更加均匀,使得硅片的背面更加平整,提高硅片背面的反射率。
[0008] 在一种可能的实施方案中,按重量百分数计,抛光液添加剂包括:烷基三甲基氢氧化氨2%、磷酸钠盐1~2%、非离子表面活性剂3~4%和水92~94%。
[0009] 在上述技术方案中,上述比例的烷基三甲基氢氧化氨、磷酸钠盐和非离子表面活性剂的共同作用,能够更好地提高硅片背面的反射率,保护硅片正面的PN结在抛光的过程中不被腐蚀破坏,能够更好地提高太阳能电池的电池效率。
[0010] 在一种可能的实施方案中,烷基三甲基氢氧化氨选自十二烷基三甲基氢氧化铵和十六烷基三甲基氢氧化铵中的任一种或两者。
[0011] 在上述技术方案中,十二烷基三甲基氢氧化铵和十六烷基三甲基氢氧化铵均为弱碱,与碱类物质一起作用于硅片的背面,能够起到较好的缓蚀作用。
[0012] 在一种可能的实施方案中,磷酸钠盐选自三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠中的任一种或任意多种。
[0013] 在上述技术方案中,三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸均可以吸附在硅片表面,减弱碱类物质对硅片表面的腐蚀,并起到保护硅片正面PN结的作用,另外,还可以络合金属离子,对硅片表面的金属离子进行清洁,其中,三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸容易获得。
[0014] 在一种可能的实施方案中,非离子表面活性剂选自聚乙二醇醚和聚乙二醇中的任一者或两者。
[0015] 在上述技术方案中,聚乙二醇醚和聚乙二醇均具有消泡作用,使腐蚀变得更加均匀,硅片的背面更加平整,另外,聚乙二醇醚和聚乙二醇容易获得,且成本较低。
[0016] 第二方面,本申请实施例还提供一种用于硅片背面的抛光液,按重量百分数计,抛光液包括:碱类物质3~5%、上述的抛光液添加剂2~5%以及水90~95%。
[0017] 在上述技术方案中,通过上述比例的抛光液添加剂与上述比例的碱类物质混用,能够提高硅片背面的反射率和少子寿命,并能够提高太阳能电池的转化效率。
[0018] 在一种可能的实施方案中,按重量百分数计,抛光液包括:碱类物质3%、抛光液添加剂3~5%以及水92~94%。
[0019] 在上述技术方案中,通过上述比例的抛光液添加剂与上述比例的碱类物质混用,能够更好地提高硅片背面的反射率。可选地,碱类物质选自氢氧化钠和氢氧化中的至少一种。
[0020] 第三方面,本申请实施例还提供一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法,包括:
[0021] 对进行扩散制程后的硅片的背面进行酸抛以去除磷硅玻璃;
[0022] 然后对硅片进行清洗;
[0023] 利用本申请的抛光液对清洗后的硅片的背面进行碱抛。
[0024] 在上述技术方案中,利用酸去除硅片背面的磷硅玻璃,然后对硅片进行清洗去除多余的酸,再利用上述的抛光液对硅片的背面进行抛光,能够提高硅片背面的反射率和少子寿命,并能够提高太阳能电池的转化效率。
[0025] 在一种可能的实施方案中,碱抛步骤的温度为65~75℃;可选地,碱抛步骤的抛光时间为2~5min。
[0026] 在上述技术方案中,利用抛光液对硅片的背面进行抛光时,将温度控制在65~75℃,抛光液能够更好地发挥作用,能够达到更好的抛光效果。另外,抛光时间控制在2~5min,硅片的背面被腐蚀的程度更加合适,有利于提高太阳能电池的转化效率。
[0027] 在一种可能的实施方案中,对硅片进行清洗采用的清洗液包括2~5wt%的碱和3~8wt%的双氧水。
[0028] 在上述技术方案中,通过上述比例的碱和双氧水的清洗液对硅片进行清洗,不仅能够去除多余的酸,还能够有效地去除有机污染物。
[0029] 可选地,清洗步骤的温度为80~100℃。通过上述温度对硅片进行清洗,能够有效地去除硅片上的有机污染物。附图说明
[0030] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0031] 图1为本申请实施例5的烘干后的硅片的显微镜图片;
[0032] 图2为本申请对比例9的烘干后的硅片的显微镜图片。

具体实施方式

[0033] 下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本申请,而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。需要说明的是,本申请实施例中的“多种”指的是两种或两种以上。
[0034] 以下针对本申请实施例的一种用于硅片背面的抛光液添加剂、抛光液以及背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法进行具体说明:
[0035] 本申请实施例提供一种用于硅片背面的抛光液添加剂,按重量百分数计,抛光液添加剂包括:烷基三甲基氢氧化氨1~3%、磷酸钠盐0.5~2%、非离子表面活性剂2~5%和水90~96.5%。
[0036] 示例性地,抛光液添加剂包括烷基三甲基氢氧化氨、磷酸钠盐、非离子表面活性剂和水,按重量百分数计,烷基三甲基氢氧化氨为1%、1.5%、2%、2.5%或3%;磷酸钠盐为0.5%、1%、1.5%或2%;非离子表面活性剂为2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或5%,需要说明的是,抛光液添加剂中的烷基三甲基氢氧化氨、磷酸钠盐和非离子表面活性剂的含量可以是上述比例点值的任意组合,余量则为水。
[0037] 在一种可能的实施方案中,按重量百分数计,抛光液添加剂包括:烷基三甲基氢氧化氨2%、磷酸钠盐1~2%、非离子表面活性剂3~4%和水92~94%。
[0038] 需要说明的是,上述的磷酸钠盐指的是广义上的磷酸钠盐,可以是正磷酸钠盐、焦磷酸钠盐或偏磷酸钠盐。示例性地,在一种可能的实施方案中,磷酸钠盐选自三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠的任一种或任意多种。其中,三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠混用时各物质之间不会发生任何反应。
[0039] 在一种可能的实施方案中,非离子表面活性剂选自聚乙二醇醚和聚乙二醇(英文简称为PEG,英文全称为Polyethylene glycol)中的任一者或两者。示例性地,聚乙二醇可以是PEG200或PEG400。
[0040] 在一种可能的实施方案中,烷基三甲基氢氧化氨选自十二烷基三甲基氢氧化铵和十六烷基三甲基氢氧化铵的任一种或两者。其中,十二烷基三甲基氢氧化铵和十六烷基三甲基氢氧化铵混用时不会发生任何反应。
[0041] 本申请实施例还提供一种用于硅片背面的抛光液,按重量百分数计,抛光液包括:碱类物质3~5%、上述的抛光液添加剂2~5%以及水90~95%。
[0042] 示例性地,按重量百分数计,碱类物质为3%、3.5%、4%、4.5%或5%;抛光液添加剂为2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或5%。需要说明的是,抛光液中的碱类物质和抛光液添加剂的含量可以是上述比例点值的任意组合,余量则为水。示例性地,碱类物质可以是氢氧化钠或者氢氧化钾。
[0043] 在一种可能的实施方案中,按重量百分数计,抛光液包括:碱类物质为3%,抛光液添加剂3~5%以及水92~94%。
[0044] 在使用时,抛光液添加剂与碱类物质一起使用能够提高硅片背面的反射率,减小光的透射损失,从而增加输出电流,并能够提升少子寿命。按重量百分比计,当抛光液添加剂中包括烷基三甲基氢氧化氨2%、磷酸钠盐1~2%、非离子表面活性剂3~4%和水92~94%,同时,抛光液中的碱类物质的质量百分比为3%,抛光液添加剂的质量百分比为3~
5%时,能够更好地提高硅片背面的反射率,并能够提升少子寿命。
[0045] 本申请实施例还提供一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法,包括:
[0046] S1:对进行扩散制程后的硅片的背面进行酸抛以去除磷硅玻璃(英文简称为PSG,英文全称为Phospho-Silicate Glass)。
[0047] 示例性地,酸抛步骤的溶液采用氢氟酸硝酸混合液。混合液中的硝酸与硅反应形成二氧化硅,氢氟酸能够腐蚀形成的二氧化硅,从而使得混合液可以对硅表面形成持续的腐蚀。示例性地,氢氟酸与硝酸的浓度比为1:3。
[0048] S2:对硅片进行第一次清洗。
[0049] 其中,第一次清洗用于清洗多余的酸。示例性地,第一次清洗采用的清洗液包括2~5wt%的碱和3~8wt%的双氧水。即是说,清洗液中的溶质为碱和双氧水,溶剂为水,碱和双氧水的质量比为(2~5):(3~8)。
[0050] 示例性地,第一次清洗采用的清洗液包含2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%或5wt%的碱。可选地,碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
[0051] 示例性地,第一次清洗采用的清洗液包含3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%、5wt%、5.5wt%、6wt%、7wt%、7.5wt%或8wt%的双氧水。
[0052] 在一种可能的实施方案中,第一次清洗步骤的温度为80~100℃。示例性地,第一次清洗步骤的温度为80℃、82℃、85℃、88℃、90℃、92℃、95℃、98℃或100℃。
[0053] S3:利用抛光液对第一次清洗后的硅片的背面进行碱抛。
[0054] 在一种可能的实施方案中,碱抛步骤的温度为65~75℃。示例性地,碱抛步骤的温度为65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃或75℃。
[0055] 在一种可能的实施方案中,碱抛步骤的抛光时间为2~5min。示例性地,碱抛步骤的抛光时间为2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min或5min。
[0056] S4:对硅片进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。第二次清洗采用强还原剂方式去除前期工序残余的碱液和双氧水,实现硅片表面的清洁。
[0057] S5:对第二次清洗后的硅片的正面进行酸抛以去除磷硅玻璃。示例性地,对硅片进行酸抛所采用的酸溶液为氢氟酸,其中,氢氟酸的体积浓度为3~5%。
[0058] S6:对硅片进行第三次清洗,示例性地,第三次清洗采用水进行清洗。
[0059] S7:将硅片的表面进行烘干。
[0060] 以下结合实施例对本申请的用于硅片背面的抛光液添加剂、抛光液以及背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法作进一步的详细描述。
[0061] 实施例1
[0062] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0063] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0064] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在85℃,处理时间为30s。
[0065] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在70℃,处理时间为3min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为4%,抛光液添加剂的质量百分比为2%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵1wt%,三聚磷酸钠
1wt%,聚乙二醇醚3wt%,去离子水95wt%。
[0066] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为3%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0067] 实施例2
[0068] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0069] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0070] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在90℃,处理时间为30s。
[0071] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在75℃,处理时间为4min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为3%,抛光液添加剂的质量百分比为5%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵2wt%,三聚磷酸钠
1wt%,聚乙二醇醚3wt%,去离子水94wt%。
[0072] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为5%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0073] 实施例3
[0074] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0075] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0076] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在80℃,处理时间为30s。
[0077] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在65℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为4%,抛光液添加剂的质量百分比为4%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵3wt%,三聚磷酸钠
1wt%,聚乙二醇醚3wt%,去离子水93wt%。
[0078] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为4%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0079] 实施例4
[0080] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0081] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0082] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在90℃,处理时间为30s。
[0083] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在75℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钾质量百分比为5%,抛光液添加剂的质量百分比为2%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵1wt%,焦磷酸钠
0.5wt%,聚乙二醇2wt%,去离子水96.5wt%。
[0084] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为4%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0085] 实施例5
[0086] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0087] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0088] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在100℃,处理时间为30s。
[0089] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在65℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为3%,抛光液添加剂的质量百分比为4%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵2wt%,六偏磷酸钠
1wt%,聚乙二醇3wt%,去离子水94wt%。
[0090] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为5%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0091] 实施例6
[0092] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0093] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0094] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在85℃,处理时间为30s。
[0095] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在65℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为3%,抛光液添加剂的质量百分比为5%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十六烷基三甲基氢氧化铵1.5wt%,六偏磷酸钠
1.5wt%,聚乙二醇醚5wt%,去离子水92wt%。
[0096] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为4%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0097] 实施例7
[0098] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0099] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0100] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在80℃,处理时间为30s。
[0101] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在75℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为3%,抛光液添加剂的质量百分比为3%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十六烷基三甲基氢氧化铵2wt%,三聚磷酸钠
2wt%,聚乙二醇醚4wt%,去离子水90wt%。
[0102] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为4%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0103] 对比例1
[0104] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0105] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0106] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在80℃,处理时间为30s。
[0107] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在65℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为4%,抛光液添加剂的质量百分比为4%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵2wt%,三聚磷酸钠
0.3wt%,聚乙二醇醚3wt%,去离子水94.7wt%。
[0108] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为4%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0109] 对比例2
[0110] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0111] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0112] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在80℃,处理时间为30S。
[0113] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在65℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为4%,抛光液添加剂的质量百分比为4%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵2wt%,三聚磷酸钠
1wt%,聚乙二醇醚1wt%,去离子水96wt%。
[0114] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为4%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0115] 对比例3
[0116] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0117] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0118] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在80℃,处理时间为30S。
[0119] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在65℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为4%,抛光液添加剂的质量百分比为4%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵0.5wt%,三聚磷酸钠
1wt%,聚乙二醇醚3wt%,去离子水95.5wt%。
[0120] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为4%。
[0121] 对比例4
[0122] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0123] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0124] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在80℃,处理时间为30s。
[0125] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在65℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为4%,抛光液添加剂的质量百分比为4%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵2wt%,三聚磷酸钠
2.5wt%,聚乙二醇醚3wt%,去离子水92.5wt%。
[0126] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为4%。
[0127] 对比例5
[0128] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0129] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0130] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在80℃,处理时间为30s。
[0131] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在65℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为4%,抛光液添加剂的质量百分比为4%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵2wt%,三聚磷酸钠
1wt%,聚乙二醇醚5.5wt%,去离子水91.5wt%。
[0132] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为4%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0133] 对比例6
[0134] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0135] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0136] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在80℃,处理时间为30s。
[0137] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在65℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为4%,抛光液添加剂的质量百分比为4%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵4wt%,三聚磷酸钠
1wt%,聚乙二醇醚3wt%,去离子水92wt%。
[0138] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为4%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0139] 对比例7
[0140] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0141] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0142] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在90℃,处理时间为30s。
[0143] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在75℃,处理时间为4min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为3%,抛光液添加剂的质量百分比为5%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵2wt%和去离子水
98wt%。
[0144] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为5%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0145] 对比例8
[0146] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0147] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0148] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在80℃,处理时间为30s。
[0149] 然后将硅片传送进入碱抛光槽,碱抛光槽的温度控制在65℃,处理时间为5min。碱抛光槽中为抛光液,抛光液中的氢氧化钠质量百分比为4%,抛光液添加剂的质量百分比为4%,其余为水。其中,抛光液添加剂包括十二烷基三甲基氢氧化铵3wt%和去离子水
98wt%。
[0150] 然后将硅片传送进入清洗槽进行第二次清洗,第二次清洗采用的清洗液中包含盐酸和双氧水。然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为4%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0151] 对比例9
[0152] 一种背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法包括以下步骤:
[0153] 先将硅片进行制绒、扩散,将扩散后的硅片利用机械上片传送进入背面PSG酸抛槽,硅片正面喷淋水膜,对硅片背面进行PSG酸抛,处理时间为30s。酸抛槽内HF和HNO3的体积比为1:3,其中,HF质量百分比浓度为49%,硝酸质量百分比浓度为68%。
[0154] 将硅片传送进入预清洗槽进行第一次清洗,其中,预清洗槽中的氢氧化钠质量百分比为3%,双氧水质量百分比为5%,将预清洗槽内的温度控制在85℃,处理时间为30s。
[0155] 然后将硅片传送入正面PSG去除槽进行酸抛以去除硅片正面的磷硅玻璃,槽中HF的体积浓度为3%。然后将硅片喷淋清洗并烘干。
[0156] 其中,实施例1~7和对比例1~8的部分参数请参照表1。
[0157] 表1.实施例1~7和对比例1~8的部分参数
[0158]
[0159]
[0160] 试验例1
[0161] 将实施例1~7和对比例1~9烘干后的硅片的背面反射率和少子寿命进行测试,并对利用实施例1~7和对比例1~9烘干后的硅片制得的背钝化太阳能电池的电池效率进行测试。
[0162] (1)背面反射率:采用D8反射率测试仪对实施例1~7和对比例1~9烘干后硅片的背面反射率进行测试,其结果记录在表2中。其中,采用D8反射率测试仪测试的过程中保持环境温度为24±3℃,湿度50%±10%,D8反射率测试仪使用氙灯,其额定功率为75W,电流为5A。
[0163] (2)采用微波光电导衰退法对实施例1~7和对比例1~9的抛光烘干后的硅片的少子寿命进行测试:包括利用904nm激光注入上述硅片产生电子-空穴对,撤去外界光注入时,利用少子寿命测试仪探测电导随时间变化的规律得到其少子寿命,其结果记录在表2中。其中,环境温度为25±2℃,湿度50%±10%,
[0164] (3)将实施例1~7和对比例1~9抛光方法处理后的硅片进行退火、背面镀膜钝化介质层、背面氮化硅镀膜、正面氮化硅镀膜、背面钝化层激光开槽、印刷正背面电极电场、高温烧结,最后形成背钝化太阳能电池,采用Halm电性能测试仪对实施例1~7和对比例1~9制得的背钝化太阳能电池的电池效率进行测试,其结果记录在表2中。其中,测试过程中的环境温度为25±2℃,湿度50%±10%,采用的光源光谱为AM1.5,光强为1000W/m2。需要说明的是,实施例1~7和对比例1~9抛光方法处理后的硅片制作背钝化太阳能电池的步骤及工艺参数均相同。
[0165] 表2.硅片和背钝化太阳能电池的性能测试结果
[0166]
[0167] 从表2的结果可以看出,本申请实施例1~7的硅片的背面反射率、少子寿命均优于对对比例1~9的硅片的背面反射率、少子寿命性能。且本申请实施例1~7的硅片制成的背钝化太阳能电池的电池效率均优于对比例1~9的硅片制成的背钝化太阳能电池,说明了本申请实施例的用于硅片背面的抛光液添加剂、抛光液以及背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法能够提高硅片背面的反射率和少子寿命,并能够提高背钝化晶硅太阳能电池的电池效率。
[0168] 试验例2
[0169] 将实施例5和对比例9的烘干后的硅片背面在电子显微镜Zeta-20下进行观察,观察过程中保持环境温度为24±3℃,湿度50%±10%,电子显微镜Zeta-20所采用的是直流电压24V、电流为2A。其结果分别如图1和图2所示。其中,图1和图2的比例尺均为21μm。
[0170] 结果分析:从图1和图2的结果可以看出,图1的硅片表面比图2的硅片表面更加平坦,说明了本申请实施例的用于硅片背面的抛光液添加剂、抛光液以及背钝化晶硅太阳能电池的硅片的抛光方法能够提高硅片背面的平坦度。
[0171] 以上所述仅为本申请的具体实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
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