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北極星太陽能光伏網訊:在HJT異質結電池結構中，異質結及界面決定電池的最終特性。硅襯底是異質結界面的一部分，其品質是決定電池性能的關鍵因素之一。因此制絨清洗工序，需要優化電池的陷光性能，有效絨面結構可使入射光在表面進行多次反射和折射，延長光程，增加光生載流子；需要形成潔淨表面，減少硅片表面不潔淨而引入的缺陷和雜質，從而降低結界面處載流子的複合損失。
制絨清洗為HJT製程首要工序，其主要目的為：利用KOH腐蝕液對N型硅片進行各項異性腐蝕，將Si（100）晶面腐蝕為Si（111）晶面的四方椎體結構（"金字塔結構"），即在硅片表面形成絨面，可將硅片表面反射率降低至12.5%以下，從而產生更多的光生載流子；形成潔淨硅片表面，由於HJT電池中硅片襯底表面直接為異質結界面的一部分，故需形成潔淨硅片表面，從而避免不潔淨引進的缺陷和雜質而帶來的結界面處載流子的複合。
表 1 Jinergy制絨清洗工藝流程
清潔的硅片表面和合理的織構化處理是獲得高Voc的前提條件。Jinergy制絨清洗工藝流程見表1。
首先使用SC1對原硅片表面進行清洗，主要去除硅片切割過程中引入的有機雜質、顆粒等汙染。SC1藥液，由於H2O2的作用，硅片表面有一層親水性的自然氧化膜(SiO2)，硅片表面和粒子之間可被清洗液浸透，由於硅片表面的自然氧化層與硅片表面的Si被NH4OH腐蝕，因此附著在硅片表面的顆粒便落入清洗液中，從而達到去除粒子的目的。在 NH4OH腐蝕硅片表面的同時，H2O2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。
接著使用KOH溶液對硅片進行拋光處理，去除硅片表面切割過程中造成的損傷層。完全去除損傷層後，可大幅度降低硅片表面的界面態密度，減少硅片襯底的複合損失。影響拋光效果的主要因素為藥液濃度、工藝溫度、工藝時間等，可通過工藝參數調控拋光處理效果。
制絨為核心清洗步驟，一般HJT電池均使用單晶硅片，單晶硅片一般使用KOH進行各向異性腐蝕，形成金字塔絨面。為保證絨面均勻可控，一般需要在添加劑輔助作用下進行工藝。
在制絨工序，絨面大小為主要關注指標，一般可通過添加劑的選擇、工藝配比的變化、工藝溫度及工藝時間等來進行調節控制。目前行業內關於絨面尺寸未達成一致的結論（基本在2-10μm範圍內），只需同後段工序工藝匹配即可，反射率基本均控制在12.5%以內（300-1100nm波長範圍，D8測試）。
完成制絨後，使用RCA清洗去除前段清洗中殘留的添加劑物、顆粒物、金屬離子等。為形成潔淨硅片表面，一般先去除有機物，再溶解氧化層，然後去除顆粒和金屬離子。使用SC1去除顆粒物，使用SC2去除硅片表面的鈉、鐵、鎂、鋅等金屬雜質。由於非晶硅薄膜在絨面上沉積的均勻性較差，行業內使用HNO3+HF溶液對絨面進行各向同性腐蝕，將金字塔底部進行圓滑處理。
最終通過HF溶液去除表面氧化層，經處理後能限制硅片表面在潔淨空氣中被氧化，但仍不能完全阻止自然氧化層的形成。故制絨清洗後的硅片要儘快轉移至CVD工序，生產中需將制絨後Q-time時間壓縮至極致。
由於RCA清洗化學品耗量較大且廢液處理成本較高，目前行業內開始使用臭氧超純水清洗代替RCA完成硅片制絨後清洗工作。臭氧的氧化還原勢高於H2O2，可有效去除金屬、顆粒和有機物，而且不會增加硅片表面微粗糙度。臭氧清洗在滿足工藝需求的同時，可降低化學品耗量及動力運行成本。
原標題:更高Voc，HJT制絨清洗工藝如何優化？
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