目前金剛石線在多晶切割中的技術(shù)瓶頸已基本解決,生產(chǎn)正快速轉(zhuǎn)換為金剛石線切割。
(一)金剛石線在多晶產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的現(xiàn)狀及未來趨勢:
1、歷史:金剛石線切割多晶硅片面臨斷線風(fēng)險(xiǎn)和制絨困難兩大問題:
(1)斷線:鑄錠晶體中存在的硬點(diǎn)可能會(huì)在切割過程中造成斷線;
(2)制絨:金剛石線固結(jié)切割方式導(dǎo)致切割后的硅片表面損傷程度較淺、表面劃痕密,從而導(dǎo)致了更高的反射率損傷層淺,沿用現(xiàn)行酸性濕法制絨后依然存在較高的反射率,制成電池后效率比砂漿切割硅片低了將近0.4 個(gè)百分點(diǎn)。
2、現(xiàn)狀:金剛石線+黑硅的組合技術(shù)能基本解決這一問題;
3、未來:主要多晶硅企業(yè)開始大規(guī)模推廣金剛石線+黑硅技術(shù)推廣,預(yù)計(jì)2018年將基本完成對砂漿切割的替換。但無論如何,在多晶硅行業(yè)技術(shù)升級和成本下降的巨大壓力推動(dòng)下,金剛石線切割技術(shù)通過疊加黑硅技術(shù)在多晶領(lǐng)域已經(jīng)開始獲得規(guī)?;瘧?yīng)用??紤]到原有砂漿切割資產(chǎn)投入較大,而金剛石線改造成本較低,大部分多晶硅企業(yè)可能采用對原有設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)的方式
(二)黑硅制絨技術(shù)
近幾年,主要多晶硅企業(yè)開始探索解決的辦法,一種比較受認(rèn)可的途徑是,在多晶硅電池片環(huán)節(jié)采用黑硅技術(shù)。黑硅電池,核心是通過刻蝕技術(shù),一方面在常規(guī)硅片表面制絨的基礎(chǔ)上形成納米級的小絨面,從而加大陷光的效果降低反射率,增加對光的吸收;另一方面,通過二次刻蝕來降低表面復(fù)合,從而將常規(guī)電池的轉(zhuǎn)換效率絕對值提高。
黑硅制絨特點(diǎn):
硅片選擇性不強(qiáng);更低的表面反射率;電池組件產(chǎn)品外觀優(yōu)秀;電池表面鈍化技術(shù)難度增加;需考慮組件CTM損失匹配。
黑硅制絨實(shí)現(xiàn)方式:
反應(yīng)離子刻蝕法(RIE);金融輔助化學(xué)腐蝕法(MACE);圖形掩膜化學(xué)腐蝕法;激光法。
1、干法RIE黑硅
干法黑硅實(shí)現(xiàn)模式有三種:
(1)RIE模式:物理轟擊>化學(xué)反應(yīng),行程類金字塔形貌;
(2)ICP模式:化學(xué)反應(yīng)>物理轟擊,行程類似倒金字塔形貌;
(3)純化學(xué)反應(yīng),無需去損傷工藝。
2、濕法MACE黑硅
工藝流程:SDE(表面去損傷刻蝕)——HF/H202/AgNO3(金屬多孔層形成)——HF/HNO3/H2O(酸溶液刻蝕)——Surface etching(擴(kuò)孔)——HF/HCI,SC-2(金屬清洗去除)。
目前影響濕法工藝量產(chǎn)的主要因素在于金屬離子的去除,制絨工藝的穩(wěn)定性及重復(fù)性。
(三)金剛石線切割多晶硅片制絨添加劑原理
添加劑的主要成分:硅基表面活性劑、有機(jī)消泡劑等。
(四)不同金剛石線切割多晶硅片制絨技術(shù)路線對比
1、技術(shù)性能對比
添加劑方案效率損失約0.1%;濕法黑硅效率增益約0.25%~0.4%;RIE效率增益約0.5%~0.7%。
2、制絨方案QE曲線分析對比
濕法黑硅因其較小的絨面,在短波段的EQE最佳;干法黑硅在長波和短波均有一定提升;直接制絨與常規(guī)砂漿切割多晶常規(guī)酸制絨類似,長波反射率高于常規(guī)砂漿酸制絨片。
3、電池外觀對比
添加劑方案電池外觀整體均勻,略有發(fā)亮,表面一致;RIE外觀發(fā)黑,均勻一致,表現(xiàn)最佳;MACE電池外觀略有晶花,組件封裝后不明顯。
4、三種方案產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用對比
5、組件性能對比
6、組件外觀對比