关于如何降低PERC电池EL不良品的探究-李有忠-国家电投集团.pdf

DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.201811133 关 于 如 何 降 低PERC 电 池EL 不 良 品 的 探 究 李 有 忠 国 家 电 投 集 团 西 安 太 阳 能 电 力 有 限 公 司 西 宁 分 公 司 陕 西 西 安 810000 摘 要: 生 产 过 程 中 ,PERC 电 池 钝 化 膜 损 伤 及 各 种EL 缺 陷 等 造 成 成 品 率 下 降 颇 为 严 重 。 本 文 通 过 对PERC 电 池 片 生 产 工 艺 、 设 备 、 生 产 管 理 上 探 究 一 定 优 化 解 决 方 案 。 关 键 词:PERC 电 池 ;EL 缺 陷 ; 成 因 ; 解 决 措 施 1PERC 电 池 片 与 常 规 电 池 片 简 介 常规电池采用常规背场电池(BSF)结构,具有先天局限 性,随电池效率提高,局限性越发明显。 应用于BSF电池背场 金属铝薄膜不能降低背面复合速度,如降至200cm/s以下。 达 到金属铝背层红外辐射光仅60%-70%能反射回去。 PERC电池采用PERC技术需在常规背电场(BSF)技术基 础上增加背面钝化解决方案。 在具体实施中,需要沉积一层背 面钝化膜,然后在这层膜上开槽实现背面接触。 通过在电池背 部附上介质钝化层,可减少光电损失,提高电池效率。 2PERC 电 池EL 缺 陷 分 析 2.1 局 部 划 伤 在PERC电池制备工程中,难免存在局部划伤痕迹,对于 背表面非常好的钝化膜来说,划伤痕迹使得背表面复合速率局 部下降,这些划痕可能不影响整体效率,但从EL照片看会出现 划痕阴影,归为次品,有些企业这种因划伤造成的EL次品会达 20%~30%。 划痕产生原因与在工艺过程中蹭片,工人操作手 法,操作工序设备等有关,较难避免。 2.2 工 艺 污 染 在PERC电池制备工程中,由于电池片清洗不干净、吸盘 接触、导条接触、花篮接触、人员接触、粉尘沾污等等。 3PERC 电 池EL 缺 陷 成 因 分 析 3.1PERC 电 池 工 艺 流 程 及 相 关 设 备 PERC电池主要工艺流程包括9个方面:一是去切割损伤 和制绒生成金绒面,在此工艺环节所用到的主要设备为捷佳创 单晶槽式制绒;二是扩散生成PN结,在此工艺中所涉及设备为 Tempress扩散炉、R2D自动化、捷佳创低压扩散炉;三是边缘刻 蚀和去磷硅玻璃,此环节需要仪器SCHMID刻蚀机、SCHMID自 动化仪器;四是背钝化在硅片背面沉积三氧化二铝膜和氮化硅 膜,此环节需仪器MeyerBurger的一体机式镀膜机、罗博特科自 动化仪器;五是PECVD正面沉积氮化硅膜,在该工艺流程中所 使用到主要仪器包括CT管式镀膜机、Baumann自动化;六是背 面激光开孔实现背面浆料与硅材料局部接触,该工艺用到为帝 尔激光仪;七是丝网印刷,此工艺采用ASYS印刷机;八是烘干、 烧结、光照加退火工艺,此工艺用到Despatch烧结退火炉;九是 测试分析,主要仪器为ASYS分选机、BERGER测试机。 3.2 造 成 划 伤 、 污 染 主 要 成 因 通过实践操作分析可知,造成PERC电池划伤、污染原因 为,一是制绒工序:去损伤不完全、清洗残留、人员接触、烘干污 染、粉尘污染、油污等;插片、倒片工序:皮带接触、导条接触、花 篮接触、人员接触、粉尘污染等;扩散工序:吸片、舟卡槽及硅片 间摩擦;刻蚀工序:滚轮划伤、清洗残留、皮带接触、导条接触、 花篮接触、人员接触、烘干污染、粉尘污染、油污等;背钝化工 序:吸盘接触、皮带接触、导条接触、花篮接触、人员接触、粉尘 污染等;PECVD工序:吸盘接触、皮带接触、导条接触、花篮接 触、舟片接触、人员接触、粉尘污染等;激光开孔工序:吸盘接 触、皮带接触、导条接触、花篮接触、粉尘污染、人员接触等;丝 网印刷:皮带接触、导条接触、花篮接触、人员接触、粉尘污染、 浆料污染等;烘干、烧结、退火工序:人员接触、粉尘污染、炉带 污染、油污等;测试分析:吸盘接触、皮带接触、导条接触、人员 接触、粉尘污染等。 总之,造成划伤、污染主要成因可归结为工 艺因素、设备因素和人员因素。 4 降 低PERC 电 池EL 缺 陷 措 施 探 究 针对PERC电池EL缺陷,需要针对具体问题分析,并采取 针对性措施。 ①去损伤不完全缺陷,严格控制原始硅片检验工 作,减少严重缺陷片流入;优化药液配比及工艺时间,去除硅片 损伤。 ②针对滚轮划伤缺陷,定期检查锥形齿轮磨损情况、上 下滚轮位置、滚轮活动部件松紧程度,如有异常及时维修维护; 定期检查、优化导向轮部件位置。 ③在残留清洗方面:优化清 洗槽喷淋流量;定期清洗槽滤芯。 ④针对皮带接触方面:刻蚀 下料加装翻片器,减少硅片背面与皮带接触;定期检查硅片进 盒位置、感应器位置,减少皮带与硅片摩擦;定期清洁、更好皮 带,减少皮带硅粉、浆料沾污。 ⑤导条接触:优化导体位置,减 少硅片接触频率;定期清洁,减少导体硅粉、浆料沾污;定期更 换耐磨胶带,减少与硅片摩擦。 ⑥花篮接触:定期清洗花篮,减 少花篮沾污;定期优化自动化位置,减少硅片与花篮齿摩擦;定 期检查花篮尺寸,及时清退变形花篮。 ⑦吸盘接触:定期清洁 吸盘,减少吸盘沾污;定期优化自动化位置,减少吸盘与硅片摩 擦。 ⑧舟片接触:定期清洗石墨舟、框,减少吸盘沾污;定期优 化自动化位置,减少石墨舟、框与硅片摩擦。 ⑨人员接触:加强 产线管理,避免一切接触片、沾污片流入下道工序;加强操作管 理,减少人员搬运、检查时造成的硅片划伤、沾污。 ⑩烘干污 染:是定期清理烘干区域碎片,减少颗粉尘污染;定期更换滤 芯,清洁管道、风刀、滚轮等。 ⑪ 炉带污染:定期清洗炉带、减少 路带油污;定期检查路带变形情况,随时对其调整、更换。 ⑪ ⑫粉 尘污染:刻蚀后硅片运输背钝化工序时采用密封运输,减少运 输过程中硅片污染;尚未进行背钝化硅片,必须存储至恒温、正 压氮气密封柜内,且时间不宜过长;一体式镀膜机,保养要彻 底、完全,避免腔室内粉尘滞留;加强车间管理,降低车间空气 粉尘颗粒,确保洁净度稳定、达标。 5 结 论 为降低PERC电池钝化膜损伤及各种EL缺陷出现,PERC 电池生产过程中必须从细节入手,通过制定详细、完善、科学工 艺方案、设备管理、保养制度,以及对人员操作、工艺制成的细 致化、严格化管理、高效执行力,最终确保PERC电池片生产工 艺、生产设备、生产环境规范化、稳定化、洁净化得以实现。 参 考 文 献: [1 ] 赵 素 香 , 张 松 , 王 振 交 , 等.PERC 结 构 多 晶 硅 太 阳 电 池 的 研 究 [J ]. 半 导 体 技 术 ,2012 (12 ). [2 ] 尹 庆 磊 , 姜 辰 明 , 王 学 孟 , 等. 薄 晶 体 硅PERC 电 池 的 工 艺 研 究 [J ]. 可 再 生 能 源 ,2015 ,33 (10 ). 作 者 简 介: 李 有 忠 (1981- ) , 男 , 汉 族 , 青 海 西 宁 人 , 本 科 , 助 理 工 程 师 , 从 事 太 阳 能 电 池 片 制 造 工 作 。 6 4 1 水 利 电 力 科 技 风2018 年4 月