一种异质结电池生产中制绒绒面处理的方法

摘要

本发明公开了一种异质结电池生产中制绒绒面处理的方法，在制绒设备的化学抛光工艺槽中槽体药液采用脉冲循环方式处理硅片；本发明的有益效果是：采用脉冲循环使硅片绒面圆化更加均匀；利用脉冲循环比确定脉冲循环的时间节点与时间长度，实现药液扰动，保证硅片在化学抛光工艺中反应固定均匀，实现外观绒面均匀；利用脉冲循环阶段通入臭氧的处理方式，实现臭氧进入化学抛光工艺的反应分解在槽内浓度稳定；同时该脉冲循环方式适用于氢氟酸和硝酸的混合酸液的常规化学抛光。

权利要求

1.一种异质结电池生产中制绒绒面处理的方法，其特征在于：在制绒后的化学抛光工艺中药液循环采用脉冲循环的方式，处理硅片；所述的脉冲循环为，循环 0.5‑100s，停止循环0.5‑100s，反复循环至工艺停止；所述的脉冲循环时间长度根据脉冲循环比确定，所述的脉冲循环比为，

脉冲循环比a=有栏循环时间/有栏总时间，脉冲循环比范围为 0＜a＜1，式中，有栏循环时间指化学抛光工艺槽中有花篮时进行循环的时间；有栏总时间为化学抛光工艺槽中有花篮的总时间。

2.根据权利要求 1 所述的一种异质结电池生产中制绒绒面处理的方法，其特征在于：所述的药液包括臭氧的气‑液形式的混合酸液，或者包括硝酸与氢氟酸的液‑液形式的混合酸液。

3.根据权利要求 2 所述的一种异质结电池生产中制绒绒面处理的方法，其特征在于：所述硝酸与氢氟酸的体积比为 90:10‑99.9:0.1。

4.根据权利要求2 所述的一种异质结电池生产中制绒绒面处理的方法，其特征在于：所述的臭氧的通入方式为在脉冲循环药液循环时通入臭氧，药液不循环时通过臭氧排废排除臭氧。

说明书

一种异质结电池生产中制绒绒面处理的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电池制备领域，具体是一种异质结电池生产中制绒绒面处理的方法。

背景技术

[0002] 硅异质结电池SHJ(Silicon Herterojunction)，又被称作HIT(Heterojunction with intrinsic thin layer)电池，该电池具有高效率、高Voc等特点，该电池一般以N型硅
片为基底，对硅基底界面要求特别严格，一般制程工序为：制绒、非晶硅、TCO、丝网和测试；
其中制绒工序大致流程为：前清洗→去损→制绒→后清洗1→CP→后清洗2→HF→烘干；前
清洗清洗硅片表面脏污灰尘等；去损为去除硅片表面损伤层；制绒TEX形成硅片金字塔，减
少反射率；CP(Chemical Polishing)为化学抛光工艺，对制绒后的金字塔硅片进行平滑处
理；HF槽去除硅片表面SiO2杂质。

[0003] 目前的SHJ规模化生产中，制绒工序通常会采用HNO3在CP中进行绒面平滑的处理，金字塔平滑后有助于晶体硅表面钝化，从而提升电池效率；而采用臭氧CP圆化成本上较
HNO3CP更加有优势，越来越多厂家开始使用臭氧CP。但是在CP过程中，各个区域平滑效果差
异时，会形成不同的外观表现，在组件会带来外观的不良，需电池端重点控制。

[0004] 如发明为：单晶硅金字塔结构绒面的优化方法(CN2017108353607)公开了一种单晶硅金字塔结构绒面的优化方法，其特征是：在碱制绒设备的酸洗混酸槽中通入臭氧气体，
采用通入臭氧的方式可以控制臭氧的流量，来有效地控制槽内的臭氧含量，更好地实现氧
化作用，同时算洗槽具备中和残余碱，去除金属离子的作用。虽然通过在碱制绒设备的酸洗
混酸槽中通入一定浓度的臭氧，能去除残余碱和金属离子的作用，又能优化单晶金字塔绒
面的微结构，但是采用鼓泡法进行清洗，因鼓泡法的的溅射效果较为明显，因此极易导致硅
片表面不均匀的情况发生，使硅片表面产生杂质堆叠，影响硅片镀膜效果；同时仅仅采用臭
氧进行鼓泡，比传统的酸洗方式，需要更多的设备和资源消耗。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种异质结电池生产中制绒绒面处理的方法，以至少达到绒面均匀和降低损耗的目的。

[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

[0007] 一种异质结电池生产中制绒绒面处理的方法，在制绒后的化学抛光工艺中药液循环采用脉冲循环的方式，处理硅片。

[0008] 优选的，为了进一步实现绒面均匀的目的，所述的脉冲循环为，循环0.5‑100s，停止循环0.5‑100s，反复循环至工艺停止；所述的脉冲循环时间长度根据脉冲循环比确定，所
述的脉冲循环比为，

[0009]

[0010] 式中，

[0011] 有栏循环时间指化学抛光工艺槽中有花篮时进行循环的时间；

[0012] 有栏总时间为化学抛光工艺槽中有花篮的总时间；

[0013] 当a＝0时，为有栏时间内的不循环的状态；

[0014] 利用脉冲循环比a确定采用脉冲循环的时间节点，进而确定循环脉冲的循环时间长度，进而实现利用循环脉冲扰动药液，不能形成对硅片的有效固定位置的持续冲刷，进而
保证硅片在化学抛光工艺中反应固定均匀，从而实现外观绒面均匀的目的。

[0015] 优选的，为了进一步实现降低损耗的目的，所述的药液包括臭氧的气‑液形式的混合酸液，或者包括硝酸与氢氟酸的液‑液形式的混合酸液；所述硝酸与氢氟酸的体积比为
90:10‑99.9:0.1；所述的臭氧的通入方式为在脉冲循环药液循环时通入臭氧，药液不循环
时通过臭氧排废排除臭氧；利用脉冲循环阶段在酸液中通入臭氧形成气‑液形式的混合酸
液的处理方式，使臭氧能将硅片表面氧化均匀，同时仅仅采用脉冲循环的方式进行臭氧的
通入，进而实现臭氧进入化学抛光槽的稳定，使硅片氧化稳定；并且另一边限定了硝酸与氢
氟酸的液‑液形式的混合酸液的比例，使脉冲循环方式能应用在传统的混合酸液中，进而实
现充分处理绒面的同时能更节省工艺的消耗，进而实现降低损耗的目的。

[0016] 本发明的有益效果是：

[0017] 1.通过在制绒后的化学抛光工艺中，采用脉冲循环的冲洗方式，进而利用脉冲循环的间断式的循环特性，连续并且间断的处理硅片，实现绒面均匀的目的。

[0018] 2.利用脉冲循环比a确定采用脉冲循环的时间节点，进而确定循环脉冲的循环时间长度，进而实现利用循环脉冲扰动药液，不能形成对硅片的有效固定位置的持续冲刷，进
而保证硅片在化学抛光工艺中反应固定均匀，从而实现外观绒面均匀的目的。

[0019] 3.利用脉冲循环阶段在酸液中通入臭氧形成气‑液形式的混合酸液的处理方式，使臭氧能将硅片表面氧化均匀，同时仅仅采用脉冲循环的方式进行臭氧的通入，进而实现
臭氧进入化学抛光槽的稳定，使硅片氧化稳定；并且另一边限定了硝酸与氢氟酸的液‑液形
式的混合酸液的比例，使脉冲循环方式能应用在传统的混合酸液中，进而实现充分处理绒
面的同时能更节省工艺的消耗，进而实现降低损耗的目的。

附图说明

[0020] 图1为本发明的实际运转图；

[0021] 图2为本发明的绒面不均的硅片镀膜后和正常的硅片镀膜后的示意图；

[0022] 图3为本发明的绒面不均硅片的分析示意图；

[0023] 图4为本发明的脉冲循环和连续循环结合的硅片绒面以及连续循环的硅片绒面降级比例的对比图。

[0024] 图5为本发明的各实施例与对比例的硅片绒面降级比例的示意图。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

[0026] 实施例1

[0027] 如图1所示，一种异质结电池生产中制绒绒面处理的方法，在制绒后的化学抛光工艺中药液循环采用脉冲循环的方式，处理硅片。

[0028] 所述的脉冲循环为，以化学抛光槽内是否有承载硅片的花篮为标准：当有花篮存在时，采用脉冲循环；当没有花篮存在时，对循环无要求(可为一直循环，可为脉冲循环，可
为无循环)。

[0029] 为了进一步实现绒面均匀的目的，所述的脉冲循环为，循环0.5‑100s，停止循环0.5‑100s，反复循环至工艺停止；所述的脉冲循环时间长度根据脉冲循环比确定，所述的脉
冲循环比为，

[0030]

[0031] 式中，

[0032] 有栏循环时间指化学抛光工艺槽中有花篮时进行循环的时间；

[0033] 有栏总时间为化学抛光工艺槽中有花篮的总时间；

[0034] 当a＝0时，为有栏时间内的不循环的状态；此处有栏总时间设定为600s，脉冲循环比为0.5；

[0035] 利用脉冲循环比a确定采用脉冲循环的时间节点，进而确定循环脉冲的循环时间长度，进而实现利用循环脉冲扰动药液，不能形成对硅片的有效固定位置的持续冲刷，进而
保证硅片在化学抛光工艺中反应固定均匀，从而实现外观绒面均匀的目的。

[0036] 为了进一步实现降低损耗的目的，所述的药液包括臭氧的气‑液形式的混合酸液，混合酸液的酸液采用氢氟酸和盐酸按照体积比1:1的比例混合的溶液；所述的臭氧的通入
方式为在脉冲循环药液循环时通入30ppm的臭氧，药液不循环时通过臭氧排废排除臭氧；利
用脉冲循环阶段在酸液中通入臭氧形成气‑液形式的混合酸液的处理方式，使臭氧能将硅
片表面氧化均匀，同时仅仅采用脉冲循环的方式进行臭氧的通入，进而实现臭氧进入化学
抛光槽的稳定，使硅片氧化稳定，进而实现降低损耗的目的。

[0037] 实施例2

[0038] 所述的药液包括硝酸与氢氟酸的液‑液形式的混合酸液，所述硝酸与氢氟酸的体积比为90:10‑99.9:0.1，优选的硝酸与氢氟酸的体积比为99.5:0.5；利用最适的液‑液形式
的混合酸液中体积比为99.5:0.5，实现充分处理绒面的同时能更节省工艺的消耗，进而实
现降低损耗的目的。

[0039] 实施例3

[0040] 采用脉冲循环为主要冲洗方式，并且循环0.5s，停止循环0.5s，脉冲循环比为0.8，停止循环阶段不进行药液的任何循环操作，其余配方及步骤同实施例1。

[0041] 实施例4

[0042] 采用循环100s、停止循环100s的脉冲循环，脉冲循环比为0.8，其余配方及步骤同实施例1。

[0043] 实施例5

[0044] 循环10s、停止循环20s的脉冲循环，脉冲循环比为0.8，其余配方及步骤同实施例1。

[0045] 对比例1

[0046] 采用常规的连续循环为主要冲洗方式，即脉冲循环比为0，其余配方及步骤同实施例1。

[0047] 对比例2

[0048] 仅仅采用臭氧进行硅片的均匀氧化，其余配方及步骤同实施例1。

[0049] 对比例3

[0050] 仅仅采用混合酸液进行硅片的化学抛光处理，其余配方及步骤同实施例1。

[0051] 对比实施例1和对比例1，同样条件下的硅片参数，数据如表1所示：

[0052] 表1硅片参数

[0053]类别 数量 Eta Voc Isc FF Rs Rsh IRev2
实施例1 2997 22.95 0.7408 9.3202 81.21 0.0024 3204.35 0.01
对比例1 2961 22.91 0.7404 9.3260 81.05 0.0022 2043.96 0.01

[0054] 同时对实施例1和对比例1的绒面降级比例做数据分析，如图2和图3所示，在同等的条件下，实施例1采用的脉冲循环和连续循环结合方式得到的降级比例最低，如图4所示
为0.17％，以10亿硅片生产成本为基础，按照5.10％‑0.17％＝3.83％降低测算，每瓦因降
级带来损失0.2元，那么每GW产能每年可增加收益＝0.2*1000000000*3.83％＝766万元。

[0055] 同时针对实施例1‑5，与对比例1‑2进行绒面降级比例的测定，得到表2

[0056] 表2各实施例与对比例的绒面降级比例情况表

[0057]类别 绒面降级比例(％)
实施例1 0.17％
实施例2 0.59％
实施例3 2.21％
实施例4 2.33％
实施例5 1.28％
对比例1 5.10％
对比例2 1.55％
对比例3 1.66％

[0058] 由表1及表2，如图5所示，采用脉冲循环的冲洗方式，同时有栏总时间设定为600s，脉冲循环比为0.5，以循环5s、停止循环5s的形式，并且药液的氢氟酸中采用通入30ppm的臭
氧，冲洗得到的硅片表面的降级比例最低为0.17％，同时由图2和图3对比可看出硅片的绒
面均匀分布，通过计算可知降级比例的降低，直接经济效益可得到766万元，即证明了本发
明的优越性。

[0059] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本
文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进
行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围
内。