?刻蝕設(shè)備在太陽(yáng)能晶硅電池刻蝕工藝中的應(yīng)用——華林科納CSE
在晶體硅太陽(yáng)能電池的制備過程中,邊緣刻
蝕作為生產(chǎn)工藝的重要一環(huán),其質(zhì)量的好壞直接
影響著太陽(yáng)能電池片質(zhì)量的好壞。當(dāng)前,電池片的
刻蝕主要采用的工藝有:等離子體刻蝕、化學(xué)腐蝕
刻蝕和利用激光劃線刻蝕。
1 工藝及設(shè)備原理
等離子體和激光邊緣刻蝕在整個(gè)晶體硅太陽(yáng)
能電池片的生產(chǎn)工藝流程中的位置如圖 1 所示,
等離子體刻蝕一般處于擴(kuò)散工藝之后,而激光邊
緣刻蝕處于燒結(jié)工藝后面。
傳統(tǒng)的等離子體刻蝕設(shè)備主要是采用 ICP
技術(shù),配備 RF 電源組成的反應(yīng)系統(tǒng)及干式真空
泵排氣系統(tǒng)等[2],其設(shè)備原理如圖 2 所示,工作
時(shí)先將硅片“疊硬幣”式裝入刻蝕夾具,然后放入
反應(yīng)室中,硅片在全氟化物(PFC)活性等離子混
合氣體中旋轉(zhuǎn),氟離子與電池片側(cè)面的硅原子反
應(yīng),以去除暴露在邊緣的材料(pn 結(jié)),達(dá)到正背
面絕緣目的,同時(shí)產(chǎn)生氟化硅氣體,然后通過廢
氣系統(tǒng)排出。
激光精密微細(xì)加工技術(shù)隨著自動(dòng)化程度的提
高和激光器類型的發(fā)展應(yīng)用越來越成熟,激光技
術(shù)已越來越廣泛地使用到太陽(yáng)能電池的埋柵刻
槽、打孔、劃片等工藝中。在太陽(yáng)能硅片電池劃片
工藝的應(yīng)用中使用激光器的選型此前已做了很多
試驗(yàn)工作,Schoonderbeek [3] 對(duì)單晶硅激光劃線進(jìn)
行了綜合分析,對(duì)紅外(1 060~1 070 nm)、綠色
(532 nm)和紫外(355 nm)激光照射(納秒脈沖寬
度)前后的表面載流子壽命進(jìn)行了測(cè)量,表明單晶
硅中紫外和綠色短波具有明顯吸收長(zhǎng)度;Acciarri
[4]繼 續(xù) 這 一 邊 緣 刻 蝕 研 究 :短 波 長(zhǎng) 的 激 光(如
532 nm)與紅外(1 060 nm)激光相比具有較小的
熱影響區(qū),傳統(tǒng)的 1 060 nm 激光會(huì)產(chǎn)生微裂紋。
鑒于硅片激光加工技術(shù)對(duì)于短波激光的偏愛,結(jié)
合生產(chǎn)過程中安全要素等綜合情況,設(shè)備選用
532 nm 激光器,其設(shè)備及工藝原理如圖 3、圖 4
所示。
太陽(yáng)能電池片通過 CCD 光學(xué)定位,調(diào)整電池
片到適當(dāng)位置,激光光束通過振鏡掃描然后聚焦,
在硅片表面形成一道具有一定深度的封閉刻痕,
從而達(dá)到電池片正面與背面絕緣的目的。
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