硅片表面處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種硅片表面處理裝置，涉及太陽能電池制造【技術領域】。解決了使用現(xiàn)有堿洗槽對硅片進行表面處理時由于堿刀和風刀之間的距離固定導致方塊電阻上升量不可調，從而使得太陽能電池片的效率受影響的問題。本發(fā)明實施例提供的硅片表面處理裝置包括：用于向硅片表面噴射處理液以從硅片上去除硅層的處理液噴射單元，及用于向硅片表面噴射干燥氣體以從硅片上去除處理液的氣體噴射單元，其中，處理液噴射單元與氣體噴射單元之間的距離可調。
【專利說明】硅片表面處理裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能電池制造，尤其涉及硅片表面處理裝置。

【背景技術】
[0002] 常規(guī)的制造晶體硅太陽能電池片的工序包括：制絨、擴散、清洗刻蝕、 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等離子體增強化學氣相沉積）、絲網 印刷。在擴散工藝中，待處理的娃片表面會產生一層磷娃玻璃，并且在娃片邊緣也形成一層 PN結，磷硅玻璃和邊緣的PN結會在硅片做成電池片后導通電池片的上下兩極而漏電，清洗 刻蝕工序的主要目的就是去除磷硅玻璃和邊緣的PN結。
[0003] 清洗刻蝕工序中使用酸液去除硅片上的磷硅玻璃和邊緣的PN，但經過酸液處理過 的硅片表面上殘留有多孔硅和少量酸液，為了去除殘留有多孔硅和少量酸液，通常會將硅 片送至堿洗裝置進行表面處理，該裝置主要包括堿洗槽、堿刀及風刀。
[0004] 硅片從堿洗槽前部進入堿洗槽上方，堿洗槽上方設置有堿刀，用于向硅片表面噴 淋堿液，堿液與硅片表面上殘留的多孔硅反應以去除多孔硅，并中和酸液。經過堿液處理過 的硅片需經由堿洗槽后部送至下一個工位進行表面處理，堿洗槽后部設有風刀，用于向硅 片表面噴射干燥氣體，以去除硅片表面殘留的堿液，保證硅片在下一個工位進行表面處理 前保持干燥。
[0005] 硅片表面附著的堿液，會腐蝕掉硅片表面的硅，使得硅片的厚度減小，會使得硅片 的方塊電阻上升。為了清楚地說明硅片厚度與方塊電阻的關系，這里借助圖1對方塊電阻 的含義進行說明。方塊電阻簡稱為方阻，定義如下。
[0006] 圖1示出了一塊長為1、寬為a、厚為t的薄層。如果該薄層材料的電阻率為P，則 該整個薄層的電阻為A = "i = (^)(i)。當1 = a(即為一個方塊）時，R= p/t?？梢?， ( a ( a (P/t)代表一個方塊的電阻，故稱為方塊電阻，特記為R □= Ρ Λ(Ω/□)。容易看出，方 塊電阻與的薄層的厚度t成反比。
[0007] 由上述內容可知，對于太陽能電池片而言，其方塊電阻與硅片厚度成反比。硅片越 薄，方阻越大。當方阻太大，超出一定的范圍時，將影響太陽能電池片的金屬化，硅片與金屬 電極不能形成良好的歐姆接觸，從而降低電池片的效率。但是方阻太小，硅片表面摻雜過 多，會造成表面復合增大，降低電池片的短路電流，也會影響效率。所以，要使得太陽能電池 片獲得一個較高的效率，需要將電池片的方阻控制在一定范圍內，不宜過高，也不宜過低。
[0008] 在使用上述堿洗槽對硅片進行表面處理的過程中，由于堿刀和風刀位置固定，使 得堿刀和風刀之間的距離固定，且由于硅片的傳送速度固定，因此從硅片接觸堿液至堿液 離開硅片的時間固定，從而使得硅片厚度的減小量固定，進而使得硅片的方塊電阻上升一 個固定量。但對于不同規(guī)格的太陽能電池片，方塊電阻上升量的大小要求是不一樣的，現(xiàn)有 的方塊電阻上升量固定不可調，容易產生方阻過高或過低的問題，因此會影響太陽能電池 片的效率。


【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明的實施例提供一種硅片表面處理裝置，解決了使用現(xiàn)有堿洗槽對硅片進行 表面處理時由于堿刀和風刀之間的距離固定導致方塊電阻上升量不可調，從而使得太陽能 電池片的效率受影響的問題。
[0010] 為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案：
[0011] 一種硅片表面處理裝置，包括：用于向所述硅片表面噴射處理液以從所述硅片上 去除硅層的處理液噴射單元，及用于向所述硅片表面噴射干燥氣體以從所述硅片上去除所 述處理液的氣體噴射單元，其中，所述處理液噴射單元與所述氣體噴射單元之間的距離可 調。
[0012] 可選地，所述硅片表面處理裝置，還包括滑軌及用于容納所述處理液的處理液容 器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方；所述處理液噴射單元設置在所述滑軌上，以使 所述處理液噴射單元沿著平行于所述硅片運行方向的方向上位置可調；所述氣體噴射單元 在所述硅片運行方向上位于所述處理液噴射單元的下游，且位置固定。
[0013] 優(yōu)選地，所述滑軌的條數(shù)為兩條，相互平行設置，所述處理液噴射單元設置在所述 兩條滑軌之間。
[0014] 可選地，所述硅片表面處理裝置還包括滑軌及用于容納所述處理液的處理液容 器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方；所述氣體噴射單元設置在所述滑軌上，以使所 述氣體噴射單元沿著平行于所述硅片運行方向的方向上位置可調；所述處理液噴射單元在 所述硅片運行方向上位于所述氣體噴射單元的上游，且位置固定。
[0015] 優(yōu)選地，所述滑軌的條數(shù)為兩條，相互平行設置，所述氣體噴射單元設置在所述兩 條滑軌之間。
[0016] 可選地，所述硅片表面處理裝置，還包括滑軌及用于容納所述處理液的處理液容 器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方；所述氣體噴射單元及所述處理液噴射單元設置 在所述滑軌上，以使所述氣體噴射單元及所述處理液噴射單元沿著平行于所述硅片運行方 向的方向上位置均可調；且所述處理液噴射單元在所述硅片運行方向上位于所述氣體噴射 單元的上游。
[0017] 優(yōu)選地，所述滑軌的條數(shù)為兩條，相互平行設置，所述處理液噴射單元及所述氣體 噴射單元均設置在所述兩條滑軌之間。
[0018] 進一步地，所述滑軌固設在所述處理液容器的側壁頂部。
[0019] 可選地，所述滑軌上設有多個預留孔，所述多個預留孔沿著平行于所述硅片運行 方向的方向上間隔分布；且所述預留孔用于穿設緊固單元；當所述處理液噴射單元設置在 所述滑軌上時，所述緊固單元用于將所述處理液噴射單元固定在所述預留孔所在的位置 處；當所述氣體噴射單元設置在所述滑軌上時，所述緊固單元用于將所述氣體噴射單元固 定在所述預留孔所在的位置處。
[0020] 進一步地，所述預留孔中設有內螺紋，所述緊固單元為螺栓，所述螺栓具有與所述 內螺紋配合的外螺紋。
[0021] 可選地，所述硅片表面處理裝置還包括導液管，所述處理液噴射單元內部設有空 腔，外部設有與所述空腔連通的多個噴孔；所述導液管在所述處理液噴射單元的一端與所 述空腔連通，以向所述空腔內供給所述處理液，并使所述處理液從所述噴孔中噴出。
[0022] 進一步地，所述硅片表面處理裝置還包括處理液供給單元，用于供給所述處理液， 所述處理液供給單元與所述導液管連通。
[0023] 優(yōu)選地,所述處理液為氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液。
[0024] 本發(fā)明實施例提供的硅片表面處理裝置中，由于向硅片表面噴射處理液的處理液 噴射單元與向硅片表面噴射干燥氣體的氣體噴射單元之間的距離可調，可以實現(xiàn)處理液與 硅片接觸時間可調，從而實現(xiàn)了方阻上升量可調，進而能獲得方阻滿足要求的硅片，使用這 些硅片生產的太陽能電池片的效率能獲得顯著地提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0026] 圖1為方塊電阻定義的說明性示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種硅片表面處理裝置的側視圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明實施例提供的另一種硅片表面處理裝置的立體示意圖；
[0029] 圖4A為本發(fā)明實施例提供的又一種硅片表面處理裝置的局部切面示意圖；
[0030] 圖4B為圖4A所示裝置的頂視圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明實施例提供的再一種硅片表面處理裝置的立體示意圖。

【具體實施方式】
[0032] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述。
[0033] 本發(fā)明實施例提供了一種硅片表面處理裝置，如圖2所示，包括：用于向硅片21表 面噴射處理液以從硅片21上去除硅層的處理液噴射單元22，及用于向硅片21表面噴射干 燥氣體以從硅片21上去除處理液的氣體噴射單元23，其中，處理液噴射單元22與氣體噴射 單元23之間的距離d可調。
[0034] 當處理液為堿液，且硅片運行至處理液噴射單元22處時，處理液噴射單元22向硅 片21上噴射堿液，使得堿液與硅片表面發(fā)生化學反應，以從硅片上去除硅層。在化學反應 進行的同時，硅片繼續(xù)運行至氣體噴射單元23處，氣體噴射單元23向硅片表面噴射干燥氣 體，使得硅片表面的堿液被去除。由于硅片運行的速度是固定的，且處理液噴射單元22與 氣體噴射單元23之間的距離d可調，所以，經過圖2所示裝置處理過的硅片的方阻上升量 如果超出指定的最大量時，可以通過把處理液噴射單元22與氣體噴射單元23之間的距離 d調小，就可以減少下一個待處理硅片的方阻上升量。相反，如果經過圖2所示裝置處理過 的硅片的方阻上升量小于指定的最小量時，可以通過把處理液噴射單元22與氣體噴射單 元23之間的距離d調大，就可以增加下一個待處理硅片的方阻上升量。
[0035] 上面僅以處理液是堿液的情況為例進行了說明，然而，如本領域技術人員所知，任 何會與硅本體發(fā)生反應導致硅片方阻變化的處理液均能用于本發(fā)明。
[0036] 本發(fā)明實施例提供的娃片表面處理裝置中，由于向娃片表面噴射處理液的處理液 噴射單元與向硅片表面噴射干燥氣體的氣體噴射單元之間的距離可調，可以實現(xiàn)處理液與 硅片接觸時間可調，從而實現(xiàn)了方阻上升量可調，進而能獲得方阻滿足要求的硅片，使用這 些硅片生產的太陽能電池片的效率能獲得顯著地提高。
[0037] 上述實施例描述的硅片表面處理裝置可以有以下三種實施方式：處理液噴射單元 22的位置可調，而氣體噴射單元23的位置固定；處理液噴射單元22的位置固定，而氣體噴 射單元23的位置可調；處理液噴射單元22與氣體噴射單元23的位置均可調。下面分別說 明這三種實施方式。
[0038] 對于處理液噴射單元22的位置可調，而氣體噴射單元23的位置固定的情形，如圖 3所示，硅片表面處理裝置還可以包括滑軌31及用于容納處理液的處理液容器32 ;滑軌31 固設在處理液容器32上方；處理液噴射單元22設置在滑軌31上，以使處理液噴射單元沿 著平行于硅片運行方向X的方向上位置可調；氣體噴射單元23在硅片運行方向X上位于處 理液噴射單元22的下游，且位置固定。
[0039] 在使用圖3所示的裝置對硅片21進行表面處理時，硅片21在處理液容器32的上 方沿著運行方向X從處理液容器32的一側運行到另一側，硅片21在運行的過程中，經過處 理液噴射單元22時，表面上被噴射處理液，從硅片21上流下的處理液落入處理液容器32 中。
[0040] 其中，由于處理液噴射單元22設置在滑軌31上，且沿著平行于硅片運行方向X的 方向上位置可調，而氣體噴射單元23在硅片運行方向X上位于處理液噴射單元22的下游， 且位置固定，即處理液噴射單元22與氣體噴射單元23之間的距離可調，也就是說，處理液 在硅片上的停留時間可以通過調整處理液噴射單元22在滑軌上的位置而調整，當使用堿 液對硅片進行表面處理時，堿液在硅片21上的停留時間可調意味著方塊電阻上升量可調， 因此，可避免太陽能電池片的效率受影響。
[0041] 上述實施例提供的硅片表面處理裝置中，滑軌的條數(shù)可以為兩條，相互平行設置， 處理液噴射單元設置在兩條滑軌之間。圖4A和圖4B分別為具有兩條滑軌31的硅片表面 處理裝置的局部切面圖和俯視圖。
[0042] 在圖4A和圖4B中，處理液噴射單元23設置在兩條滑軌31之間，如此設置可以使 滑軌31對處理液噴射單元22提供更加穩(wěn)固的支撐。
[0043] 對于氣體噴射單元23的位置可調，而處理液噴射單元22的位置固定的情形，如圖 5所示，硅片表面處理裝置還可以包括滑軌31及用于容納處理液的處理液容器32 ;滑軌31 固設在處理液容器32上方；氣體噴射單元23設置在滑軌31上，以使氣體噴射單元23沿著 平行于硅片運行方向X的方向上位置可調；處理噴液噴射單元22在硅片運行方向X上位于 氣體噴射單元23的上游，且位置固定。
[0044] 在使用圖5所示的裝置對硅片21進行表面處理時，硅片21在處理液容器32的上 方沿著運行方向X從處理液容器32的一側運行到另一側，硅片21在運行的過程中，經過處 理液噴射單元22時，表面上被噴射處理液，從硅片21上流下的處理液落入處理液容器32 中。
[0045] 其中，由于氣體噴射單元23設置在滑軌31上，且沿著平行于硅片運行方向X的方 向上位置可調，而處理液噴射單元22在硅片運行方向X上位于氣體噴射單元23的上游，且 位置固定，即處理液噴射單元22與氣體噴射單元23之間的距離可調，也就是說，處理液在 硅片21上的停留時間可以通過調整氣體噴射單元23在滑軌31上的位置而調整，當使用堿 液對硅片進行表面處理時，堿液在硅片21上的停留時間可調意味著方塊電阻上升量可調， 因此，可避免太陽能電池片的效率受影響。
[0046] 上述實施例提供的硅片表面處理裝置中，滑軌的條數(shù)同樣也可以為兩條，相互平 行設置，處理液噴射單元設置在兩條滑軌之間。這樣設置，可以使滑軌31對氣體噴射單元 23提供更加穩(wěn)固的支撐。
[0047] 對于處理液噴射單元與氣體噴射單元的位置均可調的情形，類似與上述兩種情 形，硅片表面處理裝置還可以包括滑軌及用于容納處理液的處理液容器；滑軌固設在處理 液容器上方；氣體噴射單元及處理液噴射單元設置在滑軌上，以使氣體噴射單元及處理液 噴射單元沿著平行于硅片運行方向的方向上位置均可調；且處理液噴射單元在硅片運行方 向上位于氣體噴射單元的上游。
[0048] 上述實施例提供的硅片表面處理裝置中，滑軌的條數(shù)同樣也可以為兩條，相互平 行設置，處理液噴射單元及氣體噴射單元均設置在兩條滑軌之間。這樣設置，可以使滑軌對 處理液噴射單元和氣體噴射單元提供更加穩(wěn)固的支撐。
[0049] 需要說明的是：上面描述的三種情形中，均采用滑軌實現(xiàn)氣體噴射單元和/或處 理液噴射單元的位置可調，當然，本發(fā)明并不限于此，也可以采用本領域技術人員所知的其 它安裝方式，使氣體噴射單元和/或處理液噴射單元在處理液容器上方位置可調。另外，對 于處理液噴射單元與氣體噴射單元的位置均可調的情形，不限于將處理液噴射單元與氣體 噴射單元均設置在同一條滑軌上，也可以設置在不同的滑軌上，且滑軌的形狀、大小及安裝 位置等均不限于圖3至圖5所示。
[0050] 優(yōu)選地，如圖3和圖5所示，滑軌31可以固設在處理液容器32的側壁頂部，如此 設置，可以不需要額外的單元來給滑軌31提供穩(wěn)固支撐，從而能降低硅片表面處理裝置的 成本。當然，也可以采用其它單元將滑軌31固定，以使滑軌位于處理液容器32上方。
[0051] 作為本發(fā)明另一優(yōu)選的實施方式，如圖4A和圖4B所示，滑軌31上可設有多個預 留孔41，多個預留孔41沿著平行于硅片運行方向X的方向上間隔分布；且預留孔41用于 穿設緊固單元42,當處理液噴射單元22設置在滑軌31上時，緊固單元42用于將處理液噴 射單元22固定在預留孔41所在的位置處；當氣體噴射單元23設置在滑軌31上時，緊固單 元42用于將氣體噴射單元23固定在預留孔41所在的位置處。圖4A和圖4B所示為處理 液噴射單元22設置在滑軌31上的情形。
[0052] 通過設置預留孔41和穿設在預留孔41中的緊固單元42,可以在調整好處理液噴 射單元22或者氣體噴射單元23在滑軌上的位置后，在對應位置上的預留孔41中設置緊固 單元42以將處理液噴射單元22或者氣體噴射單元23固定在該位置，防止處理液噴射單元 22或者氣體噴射單元23在工作過程中位置發(fā)生變化。
[0053] 上述實施例中的預留孔41中可以設有內螺紋，即該預留孔41為螺紋孔，緊固單元 42可以為螺栓，該螺栓具有與內螺紋配合的外螺紋。如此設置，通過將螺栓擰入預留孔41 就可以實現(xiàn)處理液噴射單元22或者氣體噴射單元23的緊固。
[0054] 作為本發(fā)明實施例的又一個優(yōu)選的實施方案，硅片表面處理裝置還可以如圖4A 和圖4B所不包括導液管43,處理液噴射單兀22內部設有空腔（圖中未不出），外部設有與 該空腔連通的多個噴孔44 ;導液管43在處理液噴射單元22的一端與空腔連通，以向空腔 內供給處理液，并使處理液從噴孔44中噴出。
[0055] 優(yōu)選地，上述的硅片表面處理裝置還可以包括處理液供給單元（圖中未示出），用 于供給處理液，該處理液供給單元與導液管43連通。該處理液供給單元可以是本領域技術 人員所知的任何能向處理液噴射單元22提供處理液的設備。
[0056] 上述實施例中描述的處理液可以為氫氧化鉀（Κ0Η)溶液或氫氧化鈉（NaOH)溶液 等堿液。堿液的溫度優(yōu)選為20?25°C，濃度優(yōu)選為1 %?10%。
[0057] 當選用NaOH溶液對硅片進行表面處理時，NaOH與硅片反應的方程式為： Si+2Na0H+H20 = Na2Si03+2H2〇
[0058] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應 涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為 準。
【權利要求】
1. 一種硅片表面處理裝置，包括：用于向所述硅片表面噴射處理液以從所述硅片上去 除硅層的處理液噴射單元，及用于向所述硅片表面噴射干燥氣體以從所述硅片上去除所述 處理液的氣體噴射單元，其特征在于，所述處理液噴射單元與所述氣體噴射單元之間的距 離可調。
2. 權利要求1所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，還包括滑軌及用于容納所述處 理液的處理液容器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方； 所述處理液噴射單元設置在所述滑軌上，以使所述處理液噴射單元沿著平行于所述硅 片運行方向的方向上位置可調； 所述氣體噴射單元在所述硅片運行方向上位于所述處理液噴射單元的下游，且位置固 定。
3. 根據(jù)權利要求2所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，所述滑軌的條數(shù)為兩條，相 互平行設置，所述處理液噴射單元設置在所述兩條滑軌之間。
4. 權利要求1所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，還包括滑軌及用于容納所述處 理液的處理液容器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方； 所述氣體噴射單元設置在所述滑軌上，以使所述氣體噴射單元沿著平行于所述硅片運 行方向的方向上位置可調； 所述處理液噴射單元在所述硅片運行方向上位于所述氣體噴射單元的上游，且位置固 定。
5. 根據(jù)權利要求4所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，所述滑軌的條數(shù)為兩條，相 互平行設置，所述氣體噴射單元設置在所述兩條滑軌之間。
6. 權利要求1所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，還包括滑軌及用于容納所述處 理液的處理液容器；所述滑軌固設在所述處理液容器上方； 所述氣體噴射單元及所述處理液噴射單元設置在所述滑軌上，以使所述氣體噴射單元 及所述處理液噴射單元沿著平行于所述硅片運行方向的方向上位置均可調；且所述處理液 噴射單元在所述硅片運行方向上位于所述氣體噴射單元的上游。
7. 根據(jù)權利要求6所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，所述滑軌的條數(shù)為兩條，相 互平行設置，所述處理液噴射單元及所述氣體噴射單元均設置在所述兩條滑軌之間。
8. 根據(jù)權利要求2-7任一項所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，所述滑軌固設在 所述處理液容器的側壁頂部。
9. 根據(jù)權利要求2-7任一項所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，所述滑軌上設有 多個預留孔，所述多個預留孔沿著平行于所述硅片運行方向的方向上間隔分布；且所述預 留孔用于穿設緊固單元； 當所述處理液噴射單元設置在所述滑軌上時，所述緊固單元用于將所述處理液噴射單 元固定在所述預留孔所在的位置處； 當所述氣體噴射單元設置在所述滑軌上時，所述緊固單元用于將所述氣體噴射單元固 定在所述預留孔所在的位置處。
10. 根據(jù)權利要求9所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，所述預留孔中設有內螺 紋，所述緊固單元為螺栓，所述螺栓具有與所述內螺紋配合的外螺紋。
11. 根據(jù)權利要求1-7任一項所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，還包括導液管， 所述處理液噴射單元內部設有空腔，外部設有與所述空腔連通的多個噴孔；所述導液管在 所述處理液噴射單元的一端與所述空腔連通，以向所述空腔內供給所述處理液，并使所述 處理液從所述噴孔中噴出。
12. 根據(jù)權利要求11所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，還包括處理液供給單元， 用于供給所述處理液，所述處理液供給單元與所述導液管連通。
13. 根據(jù)權利要求1-7任一項所述的硅片表面處理裝置，其特征在于，所述處理液為氫 氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液。
【文檔編號】H01L31/18GK104051562SQ201310078834
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月13日 優(yōu)先權日:2013年3月13日
【發(fā)明者】王大男, 韓允 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司