一种实现多晶硅印刷工序异常片品质合格的工艺制造技术

本发明专利技术公开的提供一种用于恢复多晶硅印刷工序异常片品质的工艺，包括以下步骤：待清洗的异常片经HCl、H2O2混合液清洗；预烧结，温度为80‑200℃；烧结，温度为485‑695℃，与现有技术相比，本发明专利技术将异常片做单独处理，调整清洗工艺，将电池片表面所已印刷的浆料及其他脏污去除彻底，由于在处理异常片数会磨损表面PN结，若用原烧结工艺，则会造成局部PN被烧穿等现象，因此结合新型烧结工艺，降低烧结各区的温度，得到的异常片子的效率与正常片接近，外观、效率达到A品标准，提高了异常片品质。

A Process for Achieving Qualification of Abnormal Sheet Quality in Polysilicon Printing Process

【技术实现步骤摘要】
一种实现多晶硅印刷工序异常片品质合格的工艺
本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种实现多晶硅印刷工序异常片品质合格的工艺。
技术介绍
多晶硅太阳电池片在印刷工序制作过程中会出现一定比例的异常片，异常片表面存在以下几种情况：正反面印刷图形缺失，电池片正常情况下会印刷规定形状的主栅、副栅、背极、背电场，但实际生产中会有图形不完整的情况发生，其会影响开路电压、短路电流等电性能参数，从而影响效率；正反面印刷图形位置错误，实际生产中正反面印刷图形会有偏离现象，从而会影响外观、导致漏电、效率下降、影响封装等；外界脏污，实际生产中会有人员、机台等接触硅片，若有脏污残留会影响外观、导致漏电、效率下降等。将单晶硅棒切成片，一般片厚约0.3毫米。硅片经过抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太阳能电池片，首先要在硅片上掺杂和扩散，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就硅片上形成P>N结。然后采用丝网印刷法，精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。因此，单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。现有技术中，该部分片子处理往往较为简单，粗略，比如只用松油醇、酒精进行擦拭，但该操作不仅无法完全去除表面脏污及金属杂质，更会破坏表面绒面结构及PN结结构，从而导致烧结不良、效率降低，EL异常等问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种实现多晶硅印刷工序异常片品质合格的工艺，单独处理异常片，使异常片的效率与正常片接近，外观、效率达到A品标准。本专利技术解决的技术方案是，提供一种实现多晶硅印刷工序异常片品质合格的工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）待清洗的异常片经HCl、H2O2混合液清洗；（2）预烧结，温度为80-200℃；（3）烧结，峰值温度为700-770℃；优选地，所述步骤（1）中还包括气体搅拌，N2鼓泡量为1-4m3/H，溢流量50-60L/min。优选地，所述步骤（2）中HCL浓度40-60%，H2O2浓度20-30%。优选地，在实施步骤（2）之前，重复实施步骤（1）。优选地，所述重复次数为2次。优选地，所述步骤（3）中烧结区域划分为1-6区。优选地，所述1-6区中，1-3区温度范围为485-600℃，4-6区温度范围为600-770℃；原处理方法为，用松油醇、酒精进行擦拭后进行直接烧结，原处理方法效率较低，EL发黑、存在漏电点，分析为表面脏污导致开路电压较低，表面欧姆接触较差，边缘被多余金属浆料导通而导致失效，而经过新清洗工艺后，EL表面脏污可彻底去除，电性能参数基本恢复正常，但串联电阻并联电阻仍有异常；观察EL图片，其表面存在云雾状异常，分析其成因为局部PN结损伤导致烧结不良，因此也需要改进后续的烧结工艺，普通方法是用松油醇、酒精擦拭后直接烧结吗，这样金属杂质残留较多，去除不尽会造成品质不良片。过多的擦拭容易破坏表面膜结构，造成外观不良片。本方案中，HF和硝酸无法有效去除表面的Ag，造成金属污染，导致效率偏低甚至报废，而经过HCL/H2O2可完全去除表面金属杂质，HF和硝酸会去除原有的扩散层，导致表面烧结不良，或者重新开始制绒等工序。并且会减薄硅片的厚度，影响效率并增加碎片率，而经HCL/H2O2对表面PN结的影响极小，并且不会减薄厚度，HCL可有效去除电池片处理时残留的Ag，AL等杂质金属，增加双氧水是经过验证可氧化大部分金属杂质，增强氯离子与金属的结合效果。同时此混合液的搭配不会破坏或者极小破坏硅片表面的扩散层，且不会生成其它杂质。烧结的目的就是把印刷到硅片上的电极在高温下烧结成电池片，最终使电极和硅片本身形成欧姆接触，从而提高电池片的开路电压和填充因子2个关键因素参数，使电极的接触具有电阻特性，达到生产高转效率电池片的目的，具体步骤为：将印刷好的上、下电极和背场的硅片经过网印刷机的传送带传到烧结炉中，经过烘干排焦、烧结和冷却过程来完成烧结工艺最终达到上下电极和电池片的欧姆接触，其中烘干排焦、烧结、冷却分为三个温区，烘干排焦的温区委烘干区，是使有机溶剂脱离浆料，烧结过程为对第三道丝印后硅片表面浆料进行烘干；烧结为烧结温区，加热达到共晶温度，使硅材料融入，去除浆料中的有质粘接剂；冷却为冷却温区，使电极、背场可形成良好的欧姆接触，减小串阻，实现铝背场及珊线烧结，各温区中，峰值温度决定了烧结过程中硅铝合金当中金属原子的浓度，如果峰值温度设置过高，则会使正面电极烧穿，使串联电阻和填充因子下降，效率降低，本专利技术对温区又进行具体划分，并降低了各区的烧结温度，经过新清洗工艺和新烧结工艺电池片效率已有大幅度提高，且EL偏亮，且无明显问题，本方案中，烧结主要就是降低烧结温度，在主流温度的基础上下降30-50度。主流预烧结温度（即为烘干温度）为200-300，烧结1-3区500度左右，4区，约650，5、6区可分别设置峰值温度，主流为6区为峰值，即5区约为700，6区约为770。但可以设置5区为峰值温度，即5区约为770,6区约为700。与现有技术相比，本专利技术将异常片做单独处理，调整清洗工艺，将电池片表面所已印刷的浆料、脏污尤其是金属杂质去除彻底，从而提高电池片的转换效率，降低因表面杂质而导致品质异常的比例，由于在处理、擦拭异常片时会磨损表面PN结，若用原烧结工艺，则会造成局部PN被烧穿等现象，从而导致电池片品质异常，效率降低，通过结合新型烧结工艺，烧结主要就是降低烧结温度，在主流温度的基础上下降30-50度，降低烧结各区的温度，得到的异常片子的效率与正常片接近，外观、效率达到A品标准，提高了异常片品质。附图说明图1为原处理方法的EL电池片拍摄图；图2为经本方案清洗工艺后的EL电池片拍摄图；图3为经本方案清洗工艺和新烧结工艺后的EL电池片拍摄图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例1统一收集印刷异常片；用无尘纸沾取松油醇将正面银浆、背面银浆、铝浆及其他脏污擦去，并沿电池片四边逐一擦拭；用无水酒精浸泡无尘布将电池片正反面及四边仔细擦拭，至无明显脏污；将处理好的异常片经过网印刷机的传送带传到烧结炉中，250℃预烧结60秒，蒸发最后一道丝网印刷中存在的有机溶剂，500℃40秒烧掉有机溶剂及树脂，瞬间升至高温700℃20秒烧结，使硅材料融入。经过烘干排焦、烧结和冷却烘干排焦、烘干排焦烧结和冷却过程来完成烧结工艺最终达到上下电极和电池片的欧姆接触。经处理后，拍摄照片验证效果，见图1。实施例2统一收集印刷异常片；用无尘纸沾取松油醇将正面银浆、背面银浆、铝浆及其他脏污擦去，并沿电池片四边逐一擦拭；用无水酒精浸泡无尘布将电池片正反面及四边仔细擦拭，至无明显脏污；将处理好的异常片经过网印刷机的传送带传到烧结炉中，300℃预烧结60秒，蒸发最后一道丝网印刷中存在的有机溶剂，600℃40秒烧掉有机溶剂及树脂，瞬间升至高温850℃20秒烧结，使硅材料融入。经过烘干排焦、烧结和冷却烘干排焦、烘干排焦烧结和冷却过程来完成烧结工艺最终达到上下电极和电池片的欧姆接触。实施例3统一收集印刷异常片；初擦：用无尘纸沾取松油醇将正面银浆、背面银浆、铝浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现多晶硅印刷工序异常片品质合格的工艺，其特征在于，包括以下步骤：待清洗的异常片经HCl、H2O2混合液清洗；预烧结，温度为80‑200℃；烧结，温度为700‑770℃。

【技术特征摘要】
1.一种实现多晶硅印刷工序异常片品质合格的工艺，其特征在于，包括以下步骤：待清洗的异常片经HCl、H2O2混合液清洗；预烧结，温度为80-200℃；烧结，温度为700-770℃。2.根据权利要求1所述的一种实现多晶硅印刷工序异常片品质合格的工艺，其特征在于，所述步骤（1）中还包括气体搅拌，N2鼓泡量为1-4m3/H，溢流量50-60L/min。3.根据权利要求1所述的一种实现多晶硅印刷工序异常片品质合格的工艺，其特征在于，所述步骤（2）中HCL浓度40-60%，H2O2浓度20-30%。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：何一峰，陆波，邱小永，周海权，吕文辉，牛嘉军，
申请(专利权)人：浙江贝盛光伏股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33