刻蚀设备在太阳能晶硅电池刻蚀工艺中的应用——华林科纳CSE

在晶体硅太阳能电池的制备过程中，边缘刻 蚀作为生产工艺的重要一环，其质量的好坏直接 影响着太阳能电池片质量的好坏。当前，电池片的 刻蚀主要采用的工艺有：等离子体刻蚀、化学腐蚀 刻蚀和利用激光划线刻蚀。

1 工艺及设备原理 等离子体和激光边缘刻蚀在整个晶体硅太阳 能电池片的生产工艺流程中的位置如图 1 所示， 等离子体刻蚀一般处于扩散工艺之后，而激光边 缘刻蚀处于烧结工艺后面。

传统的等离子体刻蚀设备主要是采用 ICP 技术，配备 RF 电源组成的反应系统及干式真空 泵排气系统等[2]，其设备原理如图 2 所示，工作 时先将硅片“叠硬币”式装入刻蚀夹具，然后放入 反应室中，硅片在全氟化物（PFC）活性等离子混 合气体中旋转，氟离子与电池片侧面的硅原子反 应，以去除暴露在边缘的材料（pn 结），达到正背 面绝缘目的，同时产生氟化硅气体，然后通过废 气系统排出。

激光精密微细加工技术随着自动化程度的提 高和激光器类型的发展应用越来越成熟，激光技 术已越来越广泛地使用到太阳能电池的埋栅刻 槽、打孔、划片等工艺中。在太阳能硅片电池划片 工艺的应用中使用激光器的选型此前已做了很多 试验工作，Schoonderbeek [3] 对单晶硅激光划线进 行了综合分析，对红外（1 060～1 070 nm）、绿色 （532 nm）和紫外（355 nm）激光照射（纳秒脉冲宽 度）前后的表面载流子寿命进行了测量，表明单晶 硅中紫外和绿色短波具有明显吸收长度；Acciarri [4]继 续 这 一 边 缘 刻 蚀 研 究 ：短 波 长 的 激 光（如 532 nm）与红外（1 060 nm）激光相比具有较小的 热影响区，传统的 1 060 nm 激光会产生微裂纹。 鉴于硅片激光加工技术对于短波激光的偏爱，结 合生产过程中安全要素等综合情况，设备选用 532 nm 激光器，其设备及工艺原理如图 3、图 4 所示。

太阳能电池片通过 CCD 光学定位，调整电池 片到适当位置，激光光束通过振镜扫描然后聚焦， 在硅片表面形成一道具有一定深度的封闭刻痕， 从而达到电池片正面与背面绝缘的目的。

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