金剛線(xiàn)直接添加劑法雖然可以部分解決金剛線(xiàn)多晶硅片由于表面損傷層淺導致的常規酸制絨帶來(lái)的反射率高問(wèn)題，但由于金剛線(xiàn)多晶硅片晶向不同，使得制絨均勻性差、反射率比砂漿線(xiàn)高2%左右，電池轉換效率會(huì )比砂漿線(xiàn)多晶電池低0.1%左右。目前的市場(chǎng)行情是組件客戶(hù)需求的太陽(yáng)能電池發(fā)貨效率越來(lái)越高，因此提高金剛線(xiàn)直接添加劑法的轉換效率迫在眉睫。除了依賴(lài)添加劑廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)更高效的金剛線(xiàn)制絨添加劑，優(yōu)化擴散、刻蝕、PECVD及絲印等后道工藝也是提高金剛線(xiàn)添加劑制備的電池效率重要途徑。因此，針對我們對金剛線(xiàn)直接添加劑實(shí)驗及量產(chǎn)經(jīng)驗，我對擴散、PECVD及絲網(wǎng)印刷等后道工藝如何更好匹配金剛線(xiàn)添加劑進(jìn)行了如下總結。

 

　　一、關(guān)于擴散

 

　　一般來(lái)說(shuō)，砂漿線(xiàn)多晶硅片擴散方阻會(huì )稍低于金剛線(xiàn)添加劑法制備的金剛線(xiàn)多晶硅片，主要是由于后者片制絨后反射率高2-4%左右，使得比表面積較小且不同晶粒均勻性差所致。當然，由于金剛多晶硅片反射率越高，比表面積越小，因此方阻也會(huì )越高。值得我們注意的是，由于金剛線(xiàn)多晶硅片內部不同晶粒晶向差異及表面損傷層淺，使得金剛線(xiàn)多晶硅片制絨后呈現亮暗晶格。一般來(lái)說(shuō)，亮晶格的擴散方阻比暗晶格稍低，可能是由于比表面積或不同晶格的絨面差異導致，當然也不排除四探針測試誤差所致。金剛線(xiàn)直接添加劑法制備的絨面比砂漿線(xiàn)硅片絨面小且深，同時(shí)亮暗晶格絨面分布極不均勻，因此其方阻均勻性較差，導致擴散方阻的工藝窗口比砂漿線(xiàn)窄，否則極易影響電池的電性能。因此，需十分注意絲網(wǎng)印刷與擴散方阻的匹配，并善于分析造成電性能參數異常的原因等，從而更好的維持產(chǎn)線(xiàn)穩定。

 

　　不同供應商的金剛線(xiàn)添加劑制絨后的絨面、反射率及減重都有差異，需要根據不同絨面及反射率特性調整擴散方阻。一般絨面小及反射率偏低時(shí)均勻性較差，此時(shí)方阻不宜過(guò)低，否則可能會(huì )導致表面復合嚴重，影響Uoc和Isc；有時(shí)甚至需要適當提高反射率或增大絨面，從而更好的匹配后道工藝，獲得最佳轉換效率。當然擴散方阻也不宜過(guò)高，否則由于金剛線(xiàn)多晶硅片的亮暗晶格均勻性較差，易造成Rs偏高。

 

　　總之，需要根據金剛線(xiàn)添加劑制絨后的絨面、反射率及減重等對電池電性能的影響，合理優(yōu)化擴散方阻，才能得到最優(yōu)的電池轉換效率。

 

　　二、關(guān)于PECVD

 

　　金剛線(xiàn)多晶硅片由于其特殊的二維切割方式，表面損傷層淺、線(xiàn)痕較深，金剛添加劑難以有效去除表面的線(xiàn)痕、降低反射率，因此外觀(guān)與常規砂漿線(xiàn)電池差異較大。金剛線(xiàn)添加劑法制備的電池外觀(guān)偏亮、晶格明顯，各道的工藝窗口都小于砂漿線(xiàn)，尤其鍍膜后的顏色波動(dòng)較大，產(chǎn)線(xiàn)返工率及管控難度都高于砂漿線(xiàn)。而組件等下游客戶(hù)一直都在提高其對電池顏色及外觀(guān)的要求，因此有必要研究金剛線(xiàn)添加劑與常規砂漿線(xiàn)鍍膜產(chǎn)生差異的原因，并合理優(yōu)化PECVD鍍膜工藝。

 

　　利用金剛線(xiàn)添加劑制備的不同反射率硅片與砂漿線(xiàn)進(jìn)行系統的PECVD對照實(shí)驗，并根據太陽(yáng)能電池的減反射膜原理，本人構思了一種PECVD第一二層減反射膜厚度的計算方法，具體公式為：平均膜厚*平均折射率=第一層折射率*第一層膜厚X+第二層折射率*第二層膜厚（平均膜厚-X），其中X為第一層減反射膜（靠近硅片的底層減反射膜）厚度，單位nm；硅片的平均膜厚和平均折射率可以利用橢偏儀進(jìn)行測試，第一二層膜理論折射率分別假設為2.35、2.0。下表是同條件下，不同反射率的金剛線(xiàn)添加劑和砂漿線(xiàn)實(shí)驗硅片鍍膜后的平均膜厚及折射率、第一二層膜厚計算結果。由表可知不同反射率的金剛線(xiàn)硅片與砂漿線(xiàn)硅片的鍍膜膜厚和折射率差異較大，而且隨著(zhù)反射率升高，第一層膜越來(lái)越厚、第二層膜越來(lái)越薄，整體折射率越高，那么造成此現象的原因是什么呢？

 

　　不同反射率金剛線(xiàn)及砂漿線(xiàn)多晶硅片的絨面如下圖所示，由圖可知制絨后的反射率越高，絨面出絨率越少，表面越"光滑"。根據減反射膜沉積原理，反射率高時(shí)鍍膜沉積時(shí)所需活化能更少，沉積速度越快，因此第一層膜更厚，這也可能是導致反射率高的硅片鍍膜后折射率高的主要原因。砂漿線(xiàn)多晶硅片制絨后的絨面雖然比金剛線(xiàn)多晶硅片大，但反射率更低，導致第一層鍍膜速度更慢，從而整體膜厚和折射率都偏低。根據以上結論，金剛線(xiàn)多晶硅片第一層鍍膜速度過(guò)快，可能會(huì )導致膜層質(zhì)量及顏色均勻性等較差，影響整體電性能及鍍膜返工等。因此，需對PECVD鍍膜工藝進(jìn)行優(yōu)化，適當降低第一層鍍膜速度，合理匹配減反射膜的膜厚及折射率，從而獲得較高的轉換效率和更好的量產(chǎn)穩定性。

 

　　三、關(guān)于絲網(wǎng)印刷及燒結

 

　　金剛線(xiàn)多晶硅片粗線(xiàn)痕、淺損傷層不僅影響PECVD減反射膜的顏色等，還會(huì )增加絲網(wǎng)印刷的難度。金剛線(xiàn)直接添加劑法由于減重較低，難以有效去除硅片表面的切割線(xiàn)痕，因此印刷時(shí)需注意線(xiàn)痕與細柵的方向。實(shí)驗發(fā)現，金剛線(xiàn)硅片表面的線(xiàn)痕與細柵線(xiàn)垂直印刷時(shí)效率會(huì )高0.05%左右，但是容易出細柵線(xiàn)高低不平、斷柵等現象。而線(xiàn)痕與細柵線(xiàn)平行印刷效率相對偏低，但是印刷質(zhì)量有保障，雖然偶爾也會(huì )出現虛印甚至波浪紋等。同時(shí)，由于金剛線(xiàn)多晶硅片表面光滑及不同亮暗晶格絨面差異非常大，容易導致三道的印刷濕重偏低、Rs異常等，需要根據情況調整印刷速度、壓力等參數。金剛線(xiàn)多晶硅片不論是利用直接添加劑法制絨，還是干/濕法黑硅制絨，其絨面都是亞微米、甚至納米級，正電極印刷后易出現拉力不合格、漿料與硅片歐姆接觸不好等情況，目前許多漿料廠(chǎng)家都針對此現象改進(jìn)了正銀漿料，但還需引起關(guān)注。

 

　　四、總結

 

　　金剛線(xiàn)添加劑制絨后的絨面、減重和反射率與砂漿線(xiàn)多晶硅片差異較大，因此擴散、PECVD及絲印燒結等后道工藝都需進(jìn)行針對性的優(yōu)化和匹配，才能得到最佳的金剛線(xiàn)多晶電池的轉換效率。本文就金剛線(xiàn)添加劑實(shí)驗及量產(chǎn)過(guò)程中的相關(guān)經(jīng)驗進(jìn)行了總結與分析，希望得到業(yè)界同仁的批評與指正。