摘要

在本文中，我們研究了測試晶圓和PERC太陽能電池的不同工業適用清洗順序，并與實驗室類型的RCA清洗進行了比較。清潔順序pSC1、HF/HCl、HF/O3和HF/O3顯示出1 ms至2 ms之間的壽命，這與對應于低于15 cm/s的表面復合速度Spass的實驗室型RCA清潔相當。pSC1、HF/HCl清洗的使用壽命約為1 ms，而PSG蝕刻的使用壽命約為500 μs，清洗質量較差。

關鍵詞:濕法化學拋光；絲網印刷；PERC太陽能電池；清潔順序

介紹

?? 這是一個非常有前景的工業型PERC太陽能電池的工藝流程,其中包括雙面紋理化、雙面POCl3擴散和單面濕化學拋光。最近報道了基于該工藝流程的PERC太陽能電池的能量轉換效率為20.2%[。然而，這些結果是在拋光之后和ALD-Al2O3沉積之前使用實驗室類型的RCA清潔來實現的，這在工業工藝流程中是昂貴的。

在本文中，我們評估了更短的清洗順序，例如。HF/O3在一個步驟中產生類似于RCA清潔的疏水表面。由于采用了單步拋光工藝，這些后續的清洗還需要去除晶片正面的多孔硅，這可能源于拋光工藝。

帶有后保護層的PERC電池的清潔順序

在AlOx/SiNy鈍化之前，我們評估了四種不同的工業應用清洗順序:1) pSC1、HF/HCl；2) pSC1、HF/HCl、HF/O3；3)HF/O3；4)PSG-蝕刻(1% HF)并將結果與實驗室類型的RCA清潔進行比較。清潔順序1和2設計為RCA清潔的縮短版本。偽SC1 (pSC1)清潔采用氫氧化鉀/過氧化氫化學，旨在去除有機污染物，類似于RCA清潔中的SC1。氫氟酸/鹽酸清洗去除金屬污染物，類似于RCA清洗程序中的SC2清洗。pSC1和HF/HCl清潔是眾所周知的典型工業清潔，分別在紋理化之前和之后。在清潔順序中，由臭氧形成的二氧化硅被氟化氫化學去除。硅晶片表面的蝕刻可能會從表面去除污染物。選擇PSG蝕刻是因為它是在磷擴散之后和鋁絲網印刷之前應用的標準全面積鋁BSF生產工藝的典型清潔。為了評估清洗順序對后續背面鈍化的影響，我們制作了測試晶片，用于測量有效壽命，如圖1所示。1a)。使用1.5ωcm浮區(FZ)材料，用上述5種清洗順序清洗這些晶片。然后在兩側沉積AlDa 3/PEVD-SiNx鈍化層疊層。燒制步驟后，使用辛頓壽命測試儀測量。

圖2顯示，使用RCA清洗或基于HF/O3的清洗序列之一可獲得1-2 ms的最高壽命。使用Spass=W/2* τeff，這對應于8-15厘米/秒的表面復合速度。用pSC1 + HF/HCl清洗的兩個晶片顯示出700 μs和1200 μs的較低壽命，產生12-20 cm/s的Spass值。PSG蝕刻的最低壽命約為500 μs，相當于30 cm/s的Spass，這可能是由于金屬污染物去除不足。

?結論

我們在測試晶片上證明，在Al2O3/SiNx鈍化之前，HF/O3終止的清洗順序，如pSC1、HF/HCl、HF/O3或HF/O3，導致有效壽命> 1 ms，相應的表面復合速度Spass< 15 cm/s。因此，應用這些清潔順序的PERC太陽能電池顯示出小于50厘米/秒的有效表面復合速度Srear。然而，在工業批量型清潔工具上，使用清潔順序pSC1、HF/HCl獲得了20.4%的最高參考PERC電池效率，這與使用實驗室型RCA清潔的PERC電池相當。HF/O3終止清洗導致PERC電池效率稍低，這可能是由于發射極的非預期回蝕，這需要進一步優化。然而，當使用拋光的PERC電池的工藝流程時，鈍化層沉積之前的清潔順序也需要從晶片正面去除多孔硅。