一种增加选择发射极制程中使用的掩膜宽度的方法

摘要

本发明公开了一种增加选择发射极制程中使用的掩膜宽度的方法，太阳能电池的制备过程中，在背面刻蚀时，使晶硅片在刻蚀药液中进行刻蚀，通过对腐蚀条件进行调整，从而控制晶硅片与刻蚀药液的反应速率来增加掩膜融化后的宽度；其中，腐蚀条件包括：刻蚀药液为浓度为120~200g/L的氢氟酸和浓度为600~800g/L的硝酸；腐蚀温度为15℃~25℃；腐蚀速度为1.0~2.0m/min；晶硅片的腐蚀量为0.2~0.5g/m2。本发明的方法能够降低掩膜的初始设计宽度，减小掩膜的消耗量，降低去除掩膜的用药成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种增加选择发射极制程中使用的掩膜宽度的方法，属于太阳能制造领域。

背景技术

目前，太阳能光伏电池是可再生环保型能源的重要组成部分，太阳能电池行业的迅猛发展，使得行业不得不需要优胜劣汰，但是太阳能行业的发展势头不减，其中提高转换效率和降低成本是重点研究方向。选择发射极结构有两个特点：一是在电极栅线下面是重掺杂，降低金属与硅之间的欧姆接触，降低了Rs，提高FF及电池转换效率，二是在非栅线区域是轻掺杂，解决了死层带来的表面复合，提高了开路电压，短路电流及电池转换效率。

选择性发射极结构是晶体硅太阳能电池生产工艺中实现高效率的方法之一。需要在保证高转换效率的同时也需要不断的进行制造成本的降低。由于选择发射极工艺有明显的优势，行业已经研究出很多工艺来形成选择发射极结构。本专利中提到的选择发射极工艺流程是：扩散进行重掺杂，之后在重掺杂表面喷上丝网印刷的图形相同的掩膜，此掩膜有一定的要求，不能被酸腐蚀，但会易被碱腐蚀，熔点温度在50度左右，同时掩膜和去除掩膜的成本较高，成本降低要从降低掩膜的消耗量出发，掩膜的宽度决定掩膜的消耗量，一般受制于机台和掩膜本身的性能，目前制程中的掩膜宽度均比丝网电极的宽度要宽，过细会导致印刷偏移，Rs增加，FF降低，变为低效率片，如果过宽会影响非栅线区域的面积，降低开压和短路电流，效率降低。因此掩膜的宽度需要根据制程实际情况进行设计，但制程稳定的情况下，掩膜设计的宽度会得到一个稳定控制值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种增加选择发射极制程中使用的掩膜宽度的方法，它能够降低掩膜的初始设计宽度，减小掩膜的消耗量，降低去除掩膜的用药成本。

 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种增加选择发射极制程中使用的掩膜宽度的方法，太阳能电池的制备过程中，在背面刻蚀时，使晶硅片在刻蚀药液中进行刻蚀，通过对腐蚀条件进行调整，从而控制晶硅片与刻蚀药液的反应速率来增加掩膜融化后的宽度；其中，腐蚀条件包括：刻蚀药液为浓度为120~200g/L的氢氟酸和浓度为600~800g/L的硝酸；腐蚀温度为15℃~25℃；腐蚀速度为1.0~2.0m/min；晶硅片的腐蚀量为0.2~0.5g/m²。

   进一步，腐蚀条件包括：刻蚀药液为浓度为160g/L的氢氟酸和浓度为700g/L的硝酸；腐蚀温度为20℃；腐蚀速度为1.5m/min；晶硅片的腐蚀量为0.35g/m2。

采用了上述技术方案后，在现有生产的太阳能制备工艺的基础上，不更改原有的工艺流程，只需在背面刻蚀工步时进行调控，通过更改刻蚀药液的配比、刻蚀温度、刻蚀速度和腐蚀量的情况下，掩膜的宽度进行了增加，可增加20μm~200μm之间，从而可以使初始设计掩膜宽度的降低，掩膜的消耗量和去除掩膜的药液成本得到了节省，成本得到有效的降低。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

本实施例以125mm*125mm单晶硅太阳能电池为例，原掩膜图形设计掩膜宽度为350μm宽度，但本发明的前提下，刻蚀药液的温度范围控制在20℃，腐蚀速度的调控范围在1.5m/min，可以通过改变刻蚀药液HF：160g/l，同时硝酸浓度控制在700g/l，腐蚀量在0.35g/m²，只需要掩膜图形设计掩膜宽度为200μm宽度，在本实施例的工艺条件下，最终测掩膜的宽度增加了150μm，与原掩膜的350μm图形达到相同效果。

实施例二

本实施例还以125mm*125mm单晶硅太阳能电池为例，原掩膜图形设计掩膜宽度为350μm宽度，但本发明的前提下，刻蚀药液的温度范围控制在15℃，腐蚀速度的调控范围在1.0m/min，可以通过改变刻蚀药液HF：120g/l，同时硝酸浓度控制在600g/l，腐蚀量在0.2g/m²，只需要掩膜图形设计掩膜宽度为330μm宽度，在本实施例的工艺条件下，最终测掩膜的宽度增加了20μm，与原掩膜的350μm图形达到相同效果。

实施例三

本实施例还以125mm*125mm单晶硅太阳能电池为例，原掩膜图形设计掩膜宽度为350μm宽度，但本发明的前提下，刻蚀药液的温度范围控制在25℃，腐蚀速度的调控范围在2.0m/min，可以通过改变刻蚀药液HF：200g/l，同时硝酸浓度控制在800g/l，腐蚀量在0.5g/m²，只需要掩膜图形设计掩膜宽度为150μm宽度，在本实施例的工艺条件下，最终测掩膜的宽度增加了200μm，与原掩膜的350μm图形达到相同效果。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。