关于如何降低PERC电池EL不良品的探究

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。

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。

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

文章作者：李有忠