普通單晶EL黑斑研究

李雪方， 賈宇龍， 焦朋府

(山西潞安太陽能科技有限責(zé)任公司，山西 長治 046000)

引 言

光伏太陽能具有清潔、方便、環(huán)保等諸多優(yōu)勢，近年來，光伏制造技術(shù)在研究開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場開拓等方面取得了卓越的成績，成為世界快速發(fā)展且穩(wěn)定的新興產(chǎn)業(yè)之一。隨著市場需求的發(fā)展，EL檢測是一種發(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。可能由于在自然晾干的過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)間過長或者被自然晾干，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)散燒焦片由原來的0.08%左右減少到了0.02%左右，EL黑斑片比例由原來的0.2%下降到0.06%。

2 結(jié)論

通過實(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)間過長或者自然晾干則會(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。