一种去除LPCVD多晶硅绕镀的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种去除LPCVD多晶硅绕镀的装置及方法，属于晶硅太阳能电池技术领域。本发明专利技术的装置利用电极电解CF4‑

【技术实现步骤摘要】
一种去除LPCVD多晶硅绕镀的装置及方法


[0001]本专利技术涉及晶硅太阳能电池
，更具体地说，涉及一种去除LPCVD多晶硅绕镀的装置及方法。

技术介绍

[0002]近年来，在补贴退潮的倒逼下，我国光伏发电技术处于飞速发展中，其中最为基础的光伏电池技术更是百花齐放。不同类型的高效电池层出不穷。效率的不断提升，让人看到了光伏发电的活力，也看到了光伏发电未来的巨大潜力。
[0003]PERC电池目前量产效率为22.3％～22.8％，PERC电池实验室最高效率为24％，量产效率已经越来越接近这个数值，PERC电池的效率瓶颈已经到来。而且PERC电池已经面临着越来越多的难题：电阻率窗口很窄，EL良率下降，双面PID现象，LeTID现象。
[0004]近几年，TOPCon电池横空出世，受到了行业的焦点关注。晶科能源创造了N型单晶硅TOPCon双面电池24.87％(全面积)和24.90％(孔径面积)的中国最高效率纪录，Fraunhofer
‑
ISE研究的N型TOPCon太阳能电池效率则达到了25.8％。根据理论计算，TOPCon太阳能电池的潜在效率(28.7％)最接近晶体硅太阳单结电池理论极限效率(29.43％)。
[0005]TOPCon技术只需要增加薄膜沉积设备，就能很好地与目前量产工艺兼容，TOPCon电池以较小的成本获得了较大的效率上升。拥有以上的优势，TOPCon电池毫无疑问拥有广阔的发展前景。N型TOPCon是继P型PERC之后大规模量产的新一代电池之一，TOPCon技术是在N型电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构。该结构可以阻挡少子空穴复合，提升电池开路电压及短路电流。
[0006]TOPCon电池已经引起多家光伏企业的布局，中来股份、天合光能都宣布TOPCon实现量产。但是TOPCon电池良率一直是个大难题，造成生产成本居高不下，严重影响了TOPCon电池进一步发展的势头，良率偏低的主要原因LPCVD设备沉积多晶硅时造成正面绕镀现象，而目前行业湿法刻蚀的方式去除绕镀会带来各种各样的问题，造成良率和效率达不到预期效果。
[0007]正面多晶硅绕镀的去除行业目前主流的方法是湿法刻蚀方案。其中湿法刻蚀有酸碱去绕镀两种方案，但是酸碱去绕镀的方法均存在一定的问题。其中，用酸去绕镀，混酸去除电池正面多晶硅的同时也会刻蚀多晶硅下层的硅衬底，造成电池部分区域金字塔被损坏，严重影响电池的外观，造成电池良率偏低，生产成本高。用碱去除的方式则无法将有些电池片正面绕镀的多晶硅完全去除，特别是硅片四个角的区域，与碱反应速率很慢，长时间的刻蚀会影响电池正面其他区域和电池背面，造成器件失效。
[0008]经检索，中国专利号：ZL201380024888.6，授权公告日为：2017年3月1日，专利技术名称为：蚀刻方法和等离子体处理装置，该申请案的方法包括：(a)准备被处理基体的工序，该被处理基体具有被蚀刻层和设在该被蚀刻层上的掩模；(b)使用该掩模蚀刻被蚀刻层的工序。掩模具有：第1掩模部，其由多晶硅构成；第2掩模部，其由氧化硅构成，且介于该第1掩模部与所述被蚀刻层之间。在蚀刻被蚀刻层的工序中，向收纳有被处理基体的处理容器内供给
用于蚀刻被蚀刻层的第1气体、用于除去已附着于掩模的沉积物的第2气体和用于保护第1掩模部的第3气体，在处理容器内生成等离子体。但该申请案在进行刻蚀时，等离子气体对掩膜部刻蚀速度较快，容易在停止刻蚀时不及时，从而对电池造成损坏。

技术实现思路

[0009]1.专利技术要解决的技术问题
[0010]鉴于目前对多晶硅绕度去除多采用湿法刻蚀，而湿法刻蚀去除绕镀会带来各种各样的问题，造成良率和效率达不到预期效果的问题，本专利技术提供了一种去除LPCVD多晶硅绕镀的装置及方法，利用等离子气体去除多晶硅绕度，使多晶硅绕度得以完全去除，同时不损坏电池，良率和效率均能满足需要。
[0011]2.技术方案
[0012]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0013]本专利技术的一种去除LPCVD多晶硅绕镀的装置，包括腔体、第一电极、第二电极和微波发生器；所述的第一电极和第二电极设置在腔体内部，分别靠近腔体入口和腔体出口；所述的微波发生器电连接第一电极和第二电极；所述的第一电极和第二电极之间放置硅片。
[0014]更进一步地，所述的硅片一面紧贴靠近腔体出口的电极，第一电极和第二电极之间产生的等离子体接触硅片未紧贴电极一侧。
[0015]更进一步地，所述的等离子体由两电极电解CF4/O2气体产生；所述的CF4/O2气体由腔体入口通入腔体，刻蚀后产生的气体由腔体出口排出。
[0016]本专利技术的一种去除LPCVD多晶硅绕镀的方法，其步骤为：
[0017]步骤一、制备TOPCon双面电池的PN结，并利用湿法单面刻蚀，去除电池背结；
[0018]步骤二、对获得的PN结进行氧化，使其表面获得氧化层；
[0019]步骤三、利用单面刻蚀设备单面去除正面绕镀多晶硅表面的PSG；
[0020]步骤四、利用等离子体对电池正面的多晶硅绕镀进行刻蚀；
[0021]步骤五、清洗氧化层并利用ALD技术和PECVD技术制备TOPCon双面电池。
[0022]更进一步地，所述的步骤一中，使用槽式制绒设备，对单晶硅片进行制绒处理，形成金字塔绒面；并采用管式高温扩散技术，对硅基体掺硼制备PN结。
[0023]更进一步地，所述的步骤二中，在对PN结进行氧化时，氧气流量为15slm/min，氧化温度为980℃，获得的氧化硅厚度根据式(1)进行计算，
[0024]T＝0.5t+22.4
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(1)
[0025]其中，T为氧化硅厚度，t为氧化时间。
[0026]更进一步地，所述的步骤三中，单面刻蚀设备中配置10
‑
40％体积浓度的HF。
[0027]更进一步地，所述的步骤四中，选取CF4‑
O2作为等离子气体，CF4气体流量为20
‑
120sccm，O2流量为10
‑
60sccm，其中，O2浓度占CF4‑
O2的35％，等离子气体刻蚀多晶硅和氧化硅的选择比为2。
[0028]更进一步地，所述的步骤二的氧化过程中，背面沉积的晶硅厚度为D，正面绕镀最边缘区域多晶硅厚度为110％D；步骤四中，等离子气体刻蚀多晶硅和氧化硅的选择比为2，则控制氧化硅临界厚度为110％D/2，并设定工艺窗口为10％，计算得出氧化硅最小厚度为60.5％D，结合公式(1)，得出氧化时间为1.21D
‑
44.8。
[0029]3.有益效果
[0030]采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
[0031](1)鉴于现有的湿法刻蚀去除绕镀会带来各种各样的问题，造成良率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种去除LPCVD多晶硅绕镀的装置，其特征在于：包括腔体(1)、第一电极(2)、第二电极(4)和微波发生器(8)；所述的第一电极(2)和第二电极(4)设置在腔体(1)内部，分别靠近腔体入口(5)和腔体出口(6)；所述的微波发生器(8)电连接第一电极(2)和第二电极(4)；所述的第一电极(2)和第二电极(4)之间放置硅片(7)。2.根据权利要求1所述的一种去除LPCVD多晶硅绕镀的装置，其特征在于：所述的硅片(7)一面紧贴靠近腔体出口(6)的电极，第一电极(2)和第二电极(4)之间产生的等离子体(3)接触硅片(7)未紧贴电极一侧。3.根据权利要求1所述的一种去除LPCVD多晶硅绕镀的装置，其特征在于：所述的等离子体(3)由两电极电解CF4/O2气体产生；所述的CF4/O2气体由腔体入口(5)通入腔体(1)，刻蚀后产生的气体由腔体出口(6)排出。4.一种利用权利要求3所述的装置去除LPCVD多晶硅绕镀的方法，其特征在于，其步骤为：步骤一、制备TOPCon双面电池的PN结，并利用湿法单面刻蚀，去除电池背结；步骤二、对获得的PN结进行氧化，使其表面获得氧化层；步骤三、利用单面刻蚀设备单面去除正面绕镀多晶硅表面的PSG；步骤四、利用等离子体对电池正面的多晶硅绕镀进行刻蚀；步骤五、清洗氧化层并利用ALD技术和PECVD技术制备TOPCon双面电池。5.根据权利要求4所述的一种去除LPCVD多晶硅绕镀的方法，其特征在于：所述的步骤一中，使用槽式制绒设备，对单晶硅片进行制绒处理，形成金字塔绒面；并采用管式高...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐冠群，张林，黄智，谢泰宏，
申请(专利权)人：通威太阳能安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：