刻蚀不完全 - 探析晶硅光伏电池漏电的原因

　　刻蚀不完全或未刻蚀的硅片在IR下表现为电池片边缘发红，如图3所示。刻蚀不完全或未刻蚀的电池片在进行四周打磨后漏电流会减少到2A以下，如表1所示。

　　

　　以上几点可以判断为刻蚀不完全或未刻蚀造成的。刻蚀不完全主要是由于硅片边结由于设备原因或人为原因未去除干净，导致漏电过大的异常现象主要有以下原因：1）刻蚀功率过小；2）刻蚀时间不足；3）刻蚀压力波动导致刻蚀不均；4）刻蚀时机台故障，以致刻蚀未进行完全；5）刻蚀时，硅片底部托盘未旋转，导致刻蚀不均；6）人为原因，将未刻蚀硅片下传；针对以上原因需要加强刻蚀机的监控，增加人员的责任意识。

　　2、点状烧穿造成的漏电

　　点状烧穿通常意义上指IR拍摄出呈现点状发红的漏电现象，具体表现如图4所示，其主要由以下三种因素引起，1）隐裂引起的点状烧穿；2）微隐裂引起的点状烧穿；3）未知因素引起的点状烧穿。

　　

　　隐裂引起的点状烧穿主要有两种方式产生，1）扩散前隐裂即在扩散步磷源顺着裂缝扩散，从而导致上下导通，产生点状烧穿；2）印刷前隐裂即在印刷过程中，浆料恰巧印过裂缝，银浆通过裂缝渗透到背面产生点状烧穿。对于由隐裂而产生的点状烧穿，我们必须规范生产现场操作，尽量避免产生隐裂片的可能。比如装舟卸舟时轻拿轻放，保持印刷机台干净平整等等。

　　微隐裂引起的点状烧穿主要是因为硅片本身晶体结构存在缺陷，在烧结过程中会破坏晶体结构，银浆顺着晶界渗透至基区，从而产生漏电。我们通常也称此现象为微隐裂。判断是硅片本身的缺陷还是晶体硅电池生产过程中导致的点状烧穿，我们需要借助扫描电镜进行分析。

　　由扫描电镜即扫描电子显微镜（ScanningElectronMicroscope，简称SEM），主要用于观察样品的表面形貌、割裂面结构、管腔内表面的结构等，所获得的图像立体感强，可用来观察样品的各种形貌特征。

　　由SEM图片可知：微隐裂正面与背面均存在凹槽缺陷，导致点状烧穿，如图5所示。对于此类由晶体缺陷引起的点状烧穿，如果要降低其产生的可能性，则需要在进料时加一道检测工序，测量每片原料片的少子寿命分布，剔除异常片。但该工序费时费力，可行性有待进一步商榷。

　　

　　3、擦片或漏浆造成的漏电

　　擦片主要是指在印刷过程中出现的印刷不良片用酒精等将栅线擦拭干净后重新印刷的电池片。这些电池片如果没有处理好，可以看到如图6所示的形貌。在显微镜下观察可以看到还有部分浆料残留在硅片表面，IR图像显示有大面积漏电，EL图像显示表面有大面积污染，

　　SEM图像显示可以看到密密麻麻的细点，这些细点即为银浆，在擦片的过程中银浆渗进电池片里；小颗粒银浆是团状银浆在烧结过程中形成玻璃态造成的大面积漏电。

　　造成擦片漏电的原因主要为人为操作不规范导致的，1）人为的擦片破坏Si3N4膜面，使Si3N4钝化效果失效；2）绒面凸起部分在人为摩擦过程中极易受损，使电池片p型裸露，印刷后直接与金属电极导通发生短路；3）即使擦片后表观看来已无浆料，但仍会有少量浆料残留在绒面凹陷处，烧结后成为金属复合中心，降低少子寿命，漏电明显增大；4）擦片过程中难免使电池片四周沾到浆料，造成pn结导通，发生漏电。