太陽能電池濕法刻蝕工藝的技術探討

閆英麗 寇繼成

摘 要：現階段太陽能電池濕法刻蝕工藝在太陽能生產中得到了廣泛的應用，主要的原理是借助腐蝕液來完成刻蝕工作，其中由于存在滾輪以及液體張力，硅片會漂浮在刻蝕液液面上，之后和附近的物質產生刻蝕反應，如此可以實現一個良好的拋光效果以及刻蝕效果。濕法刻蝕可以顯著改善電池的電路以及電壓，而且能夠顯著完善電池的實際情況。在固定的波長范圍中，背拋光太陽電池的背面反射率較高，因此可以使用更多的長波。

關鍵詞：濕法刻蝕;光伏太陽能;磷硅玻璃層

太陽能電池濕法刻蝕工藝屬于常見的化學清洗措施，本文分析了太陽能電池濕法刻蝕工藝，之后介紹了相關的改善措施，可以看出，光伏太陽能電池片和相關的刻蝕方法，可以顯著減小整體的污水處理難度。

1 太陽能電池濕法刻蝕工藝

最開始針對光伏太陽能電池板的基底開展預處理，在這個時期就是借助氫氟酸溶液來消除存在的磷硅玻璃，磷硅玻璃層的主要成分就是磷氧化物以及硅氧化物，要是存在玻璃層，就會影響到堿性溶液和硅的反應，在進行預處理的時候，氫氟酸溶液可以有效地出去磷硅玻璃層，使得堿性溶液的刻蝕工作可以順利地開展。在基底主要就是硅片，在這個領域中，硅片制備太陽能電池技術是比較完善的，借助硅片可以確保其他的技術以及設備能夠更加順利的使用。

在這個時期，選擇合理質量分數的氫氟酸溶液，實現對于背面磷硅玻璃層的去除，通過對于相關工藝和生產成本的分析可以看出，要想保障工藝的穩定性，就需要使得生產線中的氫氟酸槽質量分數在合理的范圍中，如此可以有效地去除電池片表面的磷硅玻璃層，而且可以減少對于氫氟酸的使用，避免產生資源浪費的情況，這樣也能夠給之后污水處理提供更加可靠的保障。

預處理時期，也涉及到了借助去離子水來清洗光伏太陽能電池片的基底，清洗完畢，可以有效地去除存在基底背面的氫氟酸溶液和基底表面的各種產物。不僅如此，可以防止多余的氫氟酸溶液和刻蝕的堿溶液出現中和的情況，這樣能夠保障堿性溶液的使用效率，而且能夠提升企業的生產成本。

使用去離子水清洗電池片之后，就需要把基底放到刻蝕槽里面，借助堿性溶液來完成基底背面的刻蝕工作，刻蝕的過程中可以選擇滾輪加藥液的措施。在這個過程中，堿性溶液是氫氧化鉀溶液，這種溶液屬于強堿性溶液，高溫的狀態下可以和硅產生快速反應，并且堿和多晶硅的反應能夠起到一個拋光的效果，促進光伏太陽能電池片對于長波的吸收，不僅能夠提升電池片的轉換效率，而且可以減少生產成本。對于操作人員來說需要注意，氫氧化鉀溶液屬于一種優先選擇的方法，其中在進行實驗的時候也能夠選擇氫氧化鈉等強堿溶液。氫氧化鉀溶液的質量分數在10%到50%之間，可以和硅產生快速的反應。通過分析可以看出，要是溫度較高，反應速度也會增快，可以獲得一個良好的背面拋光效果，電壓增加，效率也會提升，不過要是溫度大于五十度，效率就會減小，因此能夠看出最合理的刻蝕槽反應溫度就是五十度。

借助堿性溶液完成對于基底的處理之后，需要開展后處理步驟，后處理工作包括：借助合理質量分數的氫氧化鉀溶液對于制作光伏太陽能電池片的基底開展上噴淋式清洗工作，使用去離子水來清洗基底，借助氫氟酸溶液來去除基底正面的硅磷玻璃層，接著就是使用去離子水來清洗基底，全部工作結束烘干基底。在這個時期，借助低濃度的氫氧化鉀溶液來清洗電池片，可以起到一個合理的清洗效果，而且可以充分發揮這項工藝的價值。不僅如此，之后借助合理的溶液來反復清洗電池片，這樣能夠得到良好的光伏太陽能電池片，不僅背面光滑，而且有著較高的光電轉化效率。

2 濕法刻蝕工藝完善措施

濕法刻蝕主要就是借助氧化劑來產生氧化作用，產生氧化物，之后借助其他的溶液來進行溶解，排除溶液之后，完成刻蝕工作。藥液的配比涉及到了初配以及補液，其中速度需要在合理的范圍中才可以獲得一個良好的效果，具體的完善措施：

2.1 對于H2SO4的調整

硫酸可以有效地應對鋪展較寬造成過刻的情況，刻蝕速度較慢，在加入硫酸之后，就需要增加刻蝕槽的規模，要是鋪展變小，硫酸過多，就會使得溶液密度較大，硅片出現發飄的情況，進而產生碎片;不僅如此，要是黏度較大，片子不沾液體，TRASH 率會顯著提升、

2.2 對于HNO3/HF配比的調整

需要正確調整自動補液，調整之后，刻蝕液體可以有效地在電池背面完成拋光，其中硝酸氫氟酸比例需要在合理的范圍中，經過長期的腐蝕，對于穩定性的跟蹤，通過調整補液頻率和補液量可以確保腐蝕量在一個合理的范圍中。在添加硝酸的時候，需要保障濃度測量時間的準確程度，背面的拋光效果會直接影響到和鋁漿的接觸，通過控制電池背面復合，可以借助背面的反射來提升太陽光的使用效率，最主要的就是能夠提升電池效率。

2.3 對于反應溫度的控制

反應溫度和化學反應速率有著緊密的聯系，其中刻蝕溶液的溫度在八度左右，等到刻蝕保持穩定之后，偏差需要控制在合理的范圍中。溫度屬于刻蝕速率的調整方法，也屬于最后的方法。

2.4 其他方法

最后就是調整滾輪的位置，增加滾輪以及風刀，改善排風，確?？梢垣@得一個良好的刻蝕效果。

參考文獻：

[1]龐恒強.槽式濕法堿拋光技術在PERC太陽電池中的工藝研究[J].人工晶體學報，2019，48（01）：178-184.