普通单晶EL黑斑研究

李雪方， 贾宇龙， 焦朋府

(山西潞安太阳能科技有限责任公司，山西 长治 046000)

引 言

光伏太阳能具有清洁、方便、环保等诸多优势，近年来，光伏制造技术在研究开发、商业化生产、市场开拓等方面取得了卓越的成绩，成为世界快速发展且稳定的新兴产业之一。随着市场需求的发展，EL检测是一种发现电池片和组件内部缺陷的有效手段，质量标准越来越高，因此，提升单晶电池EL质量[1-2]就极为重要。

本文主要针对车间高比例的EL黑斑进行分析研究，并提出解决措施。

1 工艺实验过程

1.1实验材料及生产工艺

实验所用硅片为P型单晶硅片。硅片尺寸为156.75×156.75 ±0.25 mm，厚度为200±20 μm，电阻率为1 Ω·cm～3 Ω·cm。工艺流程采用公司普通单晶线统一生产流程：碱制绒——扩散——湿法切边——PECVD镀膜——丝网印刷——检测分选。

1.2 EL黑斑形成分析

取单晶制绒卸载端后的三张硅片，用滴管吸取产线所用的纯水，滴在硅片中心位置，且保持在垂直状态下，水滴不会自行脱落，然后再将硅片插入载体中，在如下烘干条件下进行烘干，如表1所示。

三张片子除自然烘干后的片子有明显的痕迹以外，其他两张在外观上并无区别，将片子送到扩散工艺段，观察扩散后的硅片烧焦情况，如图1所示。

表1 不同烘干条件

图1 不同烘干条件下的扩散后外观图

由图2可以看出，在自然晾干的硅片A表面有明显的烧焦痕迹。可能由于在自然晾干的过程中硅片上的水滴吸收了空气中更多灰尘或杂质，从而造严重的烧焦现象，产线中的烧焦片多为此类；B在有热风存在的烘箱中烘干以后，表面无烧焦点。可能是由于硅片滴上水滴后，在烘箱中被热风直接吹掉，从而得到了干净的硅片表面；C在关掉热风的烘箱中烘干以后，表面有轻微的烧焦点。可能是由于硅片表面的水滴被烘箱自然烤干，水中残留的杂质附着在硅片表面，从而造成了轻微的烧焦。

图2 不同烘干条件下EL图像

综上所述，如果硅片表面有残留的水，能及时被烘干槽和烘箱中的热风吹掉，则不会有烧焦片或者EL黑斑片的出现，如果硅片残留的水被及时烘干，不在空气中停留过多时间的话，也不会产生EL黑斑，如果残水在空气中停留时间过长或者被自然晾干，则会造成明显的烧焦点和EL黑斑。

1.3 解决措施

1.3.1 制绒酸槽浓度调整

为了提高制绒后片子的疏水性，除去片子表面的亲水性氧化物，增加了酸槽中HF酸的浓度，并缩短了酸槽的使用寿命。

1.3.2 热水烘干槽调整

酸槽后的热水烘干槽是作为观察和决定片子疏水性[2]的重要一环，当片子从热水槽中出来以后如果片子本身脱水性不好或者热风不能有效的将水吹干，则有可能会产生烧焦片。因此做了如下调整，见表2。

表2 制绒配液参数调整

由于加入了烘箱，因此缩短了热水烘干槽的总时间，由原来的4 min变为3 min30 s。为了能将载体和片子上残留的水能及时吹掉，减少了在热水槽中的停留时间，相应地增加了热风吹的时间，如表3所示。

表3 热水烘干时间调整

通过更改制绒工艺参数，并增加了外加烘箱以后，扩散烧焦片由原来的0.08%左右减少到了0.02%左右，EL黑斑片比例由原来的0.2%下降到0.06%。

2 结论

通过实验发现，当制绒后硅片疏水性差，表面有残水出现时，如果残水被热风及时吹掉则不会有不良片的产生。如果残水在空气中停留时间过长或者自然晾干则会造成烧焦片。因此一定要减少制绒后硅片在空气中的停留时间。通过增加酸槽HF的比例，缩短酸槽、水槽寿命，以及增加烘箱等工艺改进，大大降低扩散烧焦片和EL黑斑片的比例。