普通單晶EL黑斑研究

李雪方， 賈宇龍， 焦朋府

(山西潞安太陽(yáng)能科技有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046000)

引 言

光伏太陽(yáng)能具有清潔、方便、環(huán)保等諸多優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)，光伏制造技術(shù)在研究開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場(chǎng)開拓等方面取得了卓越的成績(jī)，成為世界快速發(fā)展且穩(wěn)定的新興產(chǎn)業(yè)之一。隨著市場(chǎng)需求的發(fā)展，EL檢測(cè)是一種發(fā)現(xiàn)電池片和組件內(nèi)部缺陷的有效手段，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，因此，提升單晶電池EL質(zhì)量[1-2]就極為重要。

本文主要針對(duì)車間高比例的EL黑斑進(jìn)行分析研究，并提出解決措施。

1 工藝實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.1實(shí)驗(yàn)材料及生產(chǎn)工藝

實(shí)驗(yàn)所用硅片為P型單晶硅片。硅片尺寸為156.75×156.75 ±0.25 mm，厚度為200±20 μm，電阻率為1 Ω·cm～3 Ω·cm。工藝流程采用公司普通單晶線統(tǒng)一生產(chǎn)流程：堿制絨——擴(kuò)散——濕法切邊——PECVD鍍膜——絲網(wǎng)印刷——檢測(cè)分選。

1.2 EL黑斑形成分析

取單晶制絨卸載端后的三張硅片，用滴管吸取產(chǎn)線所用的純水，滴在硅片中心位置，且保持在垂直狀態(tài)下，水滴不會(huì)自行脫落，然后再將硅片插入載體中，在如下烘干條件下進(jìn)行烘干，如表1所示。

三張片子除自然烘干后的片子有明顯的痕跡以外，其他兩張?jiān)谕庥^上并無(wú)區(qū)別，將片子送到擴(kuò)散工藝段，觀察擴(kuò)散后的硅片燒焦情況，如圖1所示。

表1 不同烘干條件

圖1 不同烘干條件下的擴(kuò)散后外觀圖

由圖2可以看出，在自然晾干的硅片A表面有明顯的燒焦痕跡?？赡苡捎谠谧匀涣栏傻倪^(guò)程中硅片上的水滴吸收了空氣中更多灰塵或雜質(zhì)，從而造嚴(yán)重的燒焦現(xiàn)象，產(chǎn)線中的燒焦片多為此類；B在有熱風(fēng)存在的烘箱中烘干以后，表面無(wú)燒焦點(diǎn)。可能是由于硅片滴上水滴后，在烘箱中被熱風(fēng)直接吹掉，從而得到了干凈的硅片表面；C在關(guān)掉熱風(fēng)的烘箱中烘干以后，表面有輕微的燒焦點(diǎn)。可能是由于硅片表面的水滴被烘箱自然烤干，水中殘留的雜質(zhì)附著在硅片表面，從而造成了輕微的燒焦。

圖2 不同烘干條件下EL圖像

綜上所述，如果硅片表面有殘留的水，能及時(shí)被烘干槽和烘箱中的熱風(fēng)吹掉，則不會(huì)有燒焦片或者EL黑斑片的出現(xiàn)，如果硅片殘留的水被及時(shí)烘干，不在空氣中停留過(guò)多時(shí)間的話，也不會(huì)產(chǎn)生EL黑斑，如果殘水在空氣中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者被自然晾干，則會(huì)造成明顯的燒焦點(diǎn)和EL黑斑。

1.3 解決措施

1.3.1 制絨酸槽濃度調(diào)整

為了提高制絨后片子的疏水性，除去片子表面的親水性氧化物，增加了酸槽中HF酸的濃度，并縮短了酸槽的使用壽命。

1.3.2 熱水烘干槽調(diào)整

酸槽后的熱水烘干槽是作為觀察和決定片子疏水性[2]的重要一環(huán)，當(dāng)片子從熱水槽中出來(lái)以后如果片子本身脫水性不好或者熱風(fēng)不能有效的將水吹干，則有可能會(huì)產(chǎn)生燒焦片。因此做了如下調(diào)整，見表2。

表2 制絨配液參數(shù)調(diào)整

由于加入了烘箱，因此縮短了熱水烘干槽的總時(shí)間，由原來(lái)的4 min變?yōu)? min30 s。為了能將載體和片子上殘留的水能及時(shí)吹掉，減少了在熱水槽中的停留時(shí)間，相應(yīng)地增加了熱風(fēng)吹的時(shí)間，如表3所示。

表3 熱水烘干時(shí)間調(diào)整

通過(guò)更改制絨工藝參數(shù)，并增加了外加烘箱以后，擴(kuò)散燒焦片由原來(lái)的0.08%左右減少到了0.02%左右，EL黑斑片比例由原來(lái)的0.2%下降到0.06%。

2 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)制絨后硅片疏水性差，表面有殘水出現(xiàn)時(shí)，如果殘水被熱風(fēng)及時(shí)吹掉則不會(huì)有不良片的產(chǎn)生。如果殘水在空氣中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者自然晾干則會(huì)造成燒焦片。因此一定要減少制絨后硅片在空氣中的停留時(shí)間。通過(guò)增加酸槽HF的比例，縮短酸槽、水槽壽命，以及增加烘箱等工藝改進(jìn)，大大降低擴(kuò)散燒焦片和EL黑斑片的比例。