CN115224160A - 一种减反膜的返工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减反膜的返工方法，具体包括测定TiO₂标准层和Al₂O₃标准层的腐蚀速率，以及待返工减反膜中TiO₂层和Al₂O₃层的厚度；计算得到减薄TiO₂层和Al₂O₃层分别所需腐蚀时长并根据实际情况进行腐蚀；其中减薄TiO₂层所用腐蚀液由50wt％的氢氟酸水溶液和水以1：30～35的体积比混合而成；减薄Al₂O₃层所用腐蚀液由50wt％的氢氟酸水溶液和水以1：350～450的体积比混合而成。本发明提供的腐蚀方法能够有效降低太阳能电池的报废几率，降低太阳能电池的制备成本。

Description

一种减反膜的返工方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是涉及一种减反膜的返工方法。

背景技术

在太阳能电池中，砷化镓太阳能电池具有转化效率高、温度特性好、重量轻和耐辐照性能强的优点，已广泛应用于航天领域电源系统。为进一步提升砷化镓太阳能电池的转化效率，研究人员在砷化镓太阳能电池面向阳光的一侧表面设置减反膜，以使更多太阳光进入砷化镓太阳能电池。

目前多结砷化镓太阳能电池的减反膜一般采用电子束蒸镀的方法制备，包括依次叠加的TiO₂和Al₂O₃两层材料。在特定的蒸镀条件下，各膜层折射率不变，则影响反射率的主要因素为各膜层的厚度。

为实现砷化镓太阳能电池片批次间反射率的稳定性，用光学监控辅助的方法镀膜。其原理为镀制电池片减反膜的同时，也在一个透明玻璃片上镀制减反膜，通过对玻璃片上减反膜反射率进行实时监控，得到最佳膜厚停止点，使反射率稳定在可控范围。但在实际的批量生产过程中，可能会由于蒸镀设备问题，如镀率异常、腔体真空度异常等，使TiO₂或Al₂O₃膜层镀制时光学监控的停止点出现一定偏差，导致膜层偏厚，或由于机台的某些异常导致镀膜中断，需要在机台恢复后进行补镀，但补镀后TiO₂或Al₂O₃膜层偏厚。出现膜层偏厚时则反射率不达标，如果没有有效的补救措施，将造成整批次的电池片报废，造成较大生产损失。

综上，减反膜厚度和预设值不同的情况偶有发生，但是若减反膜厚度不达标，则砷化镓太阳能电池需报废，为节约成本，需要提供一种减反膜返工的方法。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种减反膜的返工方法，能够有效降低太阳能电池的报废几率，降低太阳能电池的制备成本。

根据本发明的第一方面实施例，提供了一种减反膜的返工方法，所述返工方法包括以下步骤：

S1.测定TiO₂标准层在TiO₂腐蚀液中的腐蚀速率v_a；以及Al₂O₃标准层在Al₂O₃腐蚀液中的腐蚀速率vb；

所述TiO₂腐蚀液由50wt％的氢氟酸水溶液和水以1：30～35的体积比混合而成；

所述Al₂O₃腐蚀液由50wt％的氢氟酸水溶液和水以1：350～450的体积比混合而成；

S2.待返工减反膜设于太阳能电池片表面，所述待返工减反膜包括自所述太阳能电池片始依次叠加的TiO₂层和Al₂O₃层；

若Al₂O₃层偏厚H_b，则采用所述Al₂O₃腐蚀液腐蚀，腐蚀时长为H_b/v_b±5s，腐蚀条件与步骤S1中测定v_b时相同；

若TiO₂层偏厚，且厚度为Ha，则先采用所述Al₂O₃腐蚀液腐蚀去除所有的Al₂O₃层，再采用所述TiO₂腐蚀液腐蚀，TiO₂腐蚀液的腐蚀时长为(20～30％)×H_a/v_a，腐蚀条件与步骤S1中测定v_a时相同；

腐蚀所述Al₂O₃层和Al₂O₃标准层前，烘烤所述待返工减反膜。

根据本发明实施例的返工方法，至少具有如下有益效果：

(1)传统电池片制作过程中，需要去除电极上的减反膜从而得到电极窗口，用于后续电路焊接。对TiO₂和Al₂O₃两层减反膜进行整体腐蚀去除的方法是：配置氢氟酸溶液(质量浓度50％)与水的体积比为1：20～25的混合溶液，腐蚀1～2min。该腐蚀方法为彻底去除TiO₂和Al₂O₃的过度腐蚀工艺，腐蚀速率较快，但是无法精确控制腐蚀后的膜厚，也无法确保不损伤被减反膜覆盖的太阳能电池片；不适用于大面积的减反膜的返工方法；

本发明通过调整Al₂O₃腐蚀液的浓度，降低了Al₂O₃标准层或Al₂O₃层的腐蚀速率，因此可更准确的调控腐蚀去除的Al₂O₃层的厚度，同时也拓宽了可操作的反应时长，容易控制；通过调整TiO₂腐蚀液的浓度，降低了腐蚀液对太阳能电池片的损坏，在确保正常返工的基础上，避免报废品的出现。

(2)传统技术中仅能将减反膜完全去除，但是若TiO₂层也被完全去除，则氢氟酸溶液会对减反膜下方的太阳能电池片(特别是窗口层AlInP材料)有腐蚀作用，腐蚀完成后即便再次蒸镀减反膜，也不能恢复太阳能电池的性能；

同时，根据行业经验，减反膜中TiO₂层偏厚不会超过设定值的20％，本发明步骤S2中，仅去除了20～30％的厚度的TiO₂层，如此可确保去除了超出标准厚度的TiO₂层，同时还留存有较厚的TiO₂层，不会影响太阳能电池片的性能，后续补镀(利用现有的仪器，光学监测补镀过程的反射率和折射率)后可形成质量良好的太阳能电池。

(3)本发明控制步骤S1中v_a的测试条件与步骤S2中腐蚀TiO₂层的条件相同，控制步骤S1中v_b的测试条件与步骤S2中腐蚀Al₂O₃层的条件相同，由此可通过腐蚀时间的控制，控制腐蚀去除的厚度，以此达到精确控制的目的，且便于操作、推广。

(4)本发明方法采用的物料是太阳能电池生产中常见物料，配置方法简单，易实现；采用本发明提供的返工方法，可有效避免批次性的产品损失，稳定生产良率。

(5)所述烘烤可充分避免Al₂O₃层因腐蚀速度过快而带来的腐蚀厚度监控不准确的问题，也可降低腐蚀速率，提升腐蚀的均匀性。

根据本发明的一些实施例，所述v_a的测定方法包括：采用TiO₂腐蚀液腐蚀TiO₂标准片，所述TiO₂标准片中设有厚度为a₀的TiO₂标准层，记录腐蚀完成的时间t₀，得TiO₂标准层在所述TiO₂腐蚀液中的腐蚀速率v_a＝a₀/t₀。

根据本发明的一些实施例，所述TiO₂标准片包括基底，所述TiO₂标准层设于所述基底表面。

根据本发明的一些实施例，a₀的取值范围为50～80nm。

根据本发明的一些实施例，所述TiO₂标准片的基底包括硅片。

根据本发明的一些实施例，所述TiO₂标准片的制备方法包括将所述硅片的至少一面抛光，并在所述抛光的一侧表面设置所述TiO₂标准层；优选地，所述TiO₂标准层的设置方法包括电子束蒸镀；进一步优选地，所述TiO₂标准层厚度的控制方法包括晶振物理膜厚控制。

根据本发明的一些实施例，所述TiO₂标准片腐蚀完成的标准为，腐蚀完成后的TiO₂标准片与比色片的颜色相同，所述比色片与所述基底的材质、厚度相同。

由于TiO₂标准层与硅片的颜色具有明显差异，因此可通过简单的目测法判断，以此降低所述返工方法的操作难度。

为进一步提升v_a测定的精确程度，在腐蚀TiO₂标准片的同时，其比色片也同时进行腐蚀。

根据本发明的一些实施例，测试v_a时，腐蚀温度为20～26℃。

根据本发明的一些实施例，测试v_a时，腐蚀在震荡下进行，所述震荡的频率为30～40次/min。

根据本发明的一些实施例，所述v_b的测定方法包括：采用Al₂O₃腐蚀液腐蚀Al₂O₃标准片，所述Al₂O₃标准片中设有厚度为b₀的Al₂O₃标准层，记录腐蚀完成的时间T₀，得Al₂O₃标准层在所述Al₂O₃腐蚀液中的腐蚀速率v_b＝b₀/T₀。

根据本发明的一些实施例，所述Al₂O₃标准片包括基层，所述Al₂O₃标准层设于所述基层表面。

根据本发明的一些实施例，所述b₀的取值范围为150～200nm。

根据本发明的一些实施例，所述Al₂O₃标准片的基底包括硅片。

根据本发明的一些实施例，所述Al₂O₃标准片的制备方法包括将所述硅片的至少一面抛光，并在所述抛光的一侧表面设置所述Al₂O₃标准层；优选地，所述Al₂O₃标准层的设置方法包括电子束蒸镀；进一步优选地，所述Al₂O₃标准层厚度的控制方法包括晶振物理膜厚控制。

根据本发明的一些实施例，所述Al₂O₃标准片腐蚀完成的标准为，腐蚀完成后的Al₂O₃标准片与比色片的颜色相同，所述比色片与所述基层的材质、厚度相同。

为进一步提升v_b测定的精确程度，在腐蚀Al₂O₃标准片的同时，其比色片也同时进行腐蚀。

根据本发明的一些实施例，测试v_b时，腐蚀温度为20～26℃。

根据本发明的一些实施例，测试v_b时，腐蚀在震荡下进行，所述震荡的频率为30～40次/min。

根据本发明的一些实施例，步骤S1中，所述TiO₂腐蚀液的制备中，所述混合的时长为0.5～2min。

根据本发明的一些实施例，步骤S1中，所述Al₂O₃腐蚀液的制备中，所述混合的时长为0.5～2min。

根据本发明的一些实施例，步骤S2中，所述太阳能电池片包括砷化镓太阳能电池片和硅基太阳能电池片中的至少一种。

根据本发明的一些优选的实施例，步骤S2中，所述太阳能电池片选自砷化镓太阳能电池片。

根据本发明的一些实施例，步骤S2中，所述TiO₂层的腐蚀温度为20～26℃。

根据本发明的一些实施例，步骤S2中，若TiO₂层偏厚，则腐蚀所述减反膜时还需同步腐蚀光学监控玻璃片。

根据本发明的一些实施例，腐蚀所述减反膜前还包括同步对所述光学监控玻璃片背面进行光刻保护。腐蚀产生的光学监控玻璃片可用于步骤S2之后的减反膜的补镀，如此可提升补镀产生的减反膜的精确度。

所述光学监控玻璃片的来源为：在光学监测辅助蒸镀太阳能电池片的同时，会同步蒸镀光学监控玻璃片，通过检测光学监控玻璃片的光学性能，判断蒸镀太阳能电池片表面减反膜的厚度。

与硅片不同，玻璃片不耐氢氟酸水溶液的腐蚀，为了确保光学监控玻璃片后续依然具有较高的精确度，因此需要进行光刻保护。

根据本发明的一些实施例，步骤S2中，所述TiO₂层偏厚时，还可能伴随所述Al₂O₃层的厚度不标准。

根据本发明的一些实施例，所述烘烤的温度为190～220℃。

根据本发明的一些优选的实施例，所述烘烤的温度约为200℃。

根据本发明的一些实施例，所述烘烤的时长为15～20min。

根据本发明的一些实施例，步骤S2中，所述若Al₂O₃层偏厚H_b，表示Al₂O₃层的厚度与目标厚度之差为H_b。

根据本发明的一些实施例，步骤S2中，所述Al₂O₃层的腐蚀温度为20～26℃。

根据本发明的一些实施例，步骤S2还包括，在腐蚀所述Al₂O₃层H_b/v_b±5s后，若剩余Al₂O₃层的厚度依然偏厚，则继续腐蚀2s×n，直至厚度达标，其中n为正整数。由此，可更精确地监控腐蚀后Al₂O₃层的厚度。

根据本发明的一些实施例，所述返工方法还包括在步骤S2之后对所得部件进行洗涤、干燥。

根据本发明的一些实施例，若同步处理了所述光学监控玻璃片，则所述返工方法还包括在步骤S2之后去除所述光学监控玻璃片上附有的光刻保护层，并对所得部件进行洗涤、干燥。

根据本发明的一些实施例，若所述TiO₂层偏厚，则所述返工方法还包括在步骤S2之后补镀减反膜。

根据本发明的一些实施例，所述补镀的方法包括在光学监控的条件下进行补镀。具体设备和方法和工业上常用的减反膜的蒸镀方法相同。

本发明中，通过控制各步骤的温度，以使腐蚀速率稳定可控，不受温度偏差影响。

本发明中，通过控制各步骤腐蚀过程的震荡速度，可使不同区域的腐蚀更稳定，腐蚀后的减反膜的厚度更均匀。

若无特殊说明，本发明中减反膜中各层厚度的测定，采用晶振监控方法，具体是测对550nm波长光的反射率，反射率高于设定值，表示厚度偏厚。

若无特殊说明，本发明中的“约”表示允许误差在±2％之间，例如约100表示的含义是100±2％×100，即98～102。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明具体实施方式的流程示意图。

图2是本发明实施例1所用太阳能电池的结构示意图；

图3是本发明实施例1所用光学监控玻璃片的结构示意图；

图4是本发明实施例1步骤D2-2所得光学监控玻璃片的结构示意图；

图5是本发明实施例1步骤D3所得太阳能电池的结构示意图；

图6是本发明实施例1步骤D3所得光学监控玻璃片的结构示意图；

图7是本发明实施例1步骤D4所得光学监控玻璃片的结构示意图；

图8是本发明实施例1所得成品的结构示意图；

图9是本发明实施例1所得光学监控玻璃片的结构示意图。

附图标记：

太阳能电池片100；TiO₂层200；Al₂O₃层300；玻璃片400；光刻胶500；腐蚀后TiO₂层600；补镀后TiO₂层700；补镀后Al₂O₃层800。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例实施了一种太阳能电池减反膜的返工方法；具体流程示意图如图1所示；

原料之一是减反膜厚度不合格的太阳能电池，其包括砷化镓太阳能电池片100和设于其表面减反膜，减反膜包括沿太阳能电池片100而始依次叠加的79.3nm厚的TiO₂层200和101.8nm厚的Al₂O₃层300，其中TiO₂层200的厚度偏厚约4.3nm(通常TiO₂层200的厚度为65～75nm，平均值为70nm；Al₂O₃层300的厚度为100～110nm，平均值为105nm)，具体结构如图2所示；同时还采用了制备上述减反膜的同时蒸镀形成的光学监控玻璃片，其结构如图3所示，具体包括玻璃片400，以及在其表面依次叠加的TiO₂层200和Al₂O₃层300；

本实施例的具体步骤为：

D1.测定腐蚀速率：

D1.1.测定TiO₂标准层的腐蚀速率：

D1.1a.制备TiO₂标准片：采用电子束蒸镀的方法，在一硅片的抛光面蒸镀一层80nm厚的TiO₂；控制蒸镀条件为：蒸镀温度200±5℃，蒸镀起始真空值5×10^-6～7×10^{- 6}Torr，蒸镀速率0.1±0.01nm/s，蒸镀膜层停止方式为晶振控制(蒸镀过程中参数变化属于仪器的正常误差范围，在上述范围内，对TiO₂标准片的性能不会产生影响，若无特殊说明，具体实施方式中遇到的范围性参数均属此种情况)。

D1.1b.配置TiO₂腐蚀液，将质量浓度50％的氢氟酸水溶液和水按照1：30的体积比混合1min即得。

D1.1c.将步骤D11a所得TiO₂标准片和一片未蒸镀的空白硅片放入腐蚀承载治具中，使需要腐蚀的一面朝外，便于腐蚀时观察；进一步的放入步骤D11b所得TiO₂腐蚀液中，并用秒表计时；

控制溶液的温度为21±1℃，腐蚀时的震荡频率为30次/min。秒表记录时间为106s时，TiO₂标准片和空白硅片颜色一致，说明TiO₂标准层已被腐蚀完。计算出TiO₂标准层的腐蚀速率约为80nm/106s＝0.75nm/s。

D1.2.测定Al₂O₃标准层的腐蚀速率：

D1.2a.制备Al₂O₃标准片：采用电子束蒸镀的方法，在一硅片的抛光面蒸镀一层150nm厚的Al₂O₃；控制蒸镀条件为：蒸镀温度200±5℃，蒸镀起始真空值5×10^-6～7×10^{- 6}Torr，蒸镀速率0.2±0.01nm/s，蒸镀膜层停止方式为晶振控制。

D1.2b.配置Al₂O₃腐蚀液，将质量浓度50％的氢氟酸水溶液和水按照1：400的体积比混合1min即得。

D1.2c.将步骤D1.2a所得Al₂O₃标准片和一片未蒸镀的空白硅片放入200℃的烤箱中烘烤20min后取出，之后放入腐蚀承载治具中，使需要腐蚀的一面朝外，便于腐蚀时观察；进一步的放入步骤D11b所得Al₂O₃腐蚀液中，并用秒表计时；

控制溶液的温度为21±1℃，腐蚀时的震荡频率为30次/min。秒表记录时间为73s时，Al₂O₃标准片和空白硅片颜色一致，说明Al₂O₃标准层已被腐蚀完。计算出Al₂O₃标准层的腐蚀速率约为150nm/73s＝2.05nm/s。

D2.腐蚀去除Al₂O₃层300：

D2-1.将附有减反膜的砷化镓太阳能电池片100，以及和其同批次的光学监控玻璃片放入200℃的烤箱中烘烤20min后取出。

D2-2.在光学监控玻璃片背面涂布一层厚度约为5μm的正性光刻胶500，放入200℃烤箱烘烤10min后取出(如图4所示)。

D2-3.根据步骤D1.2所得的Al₂O₃标准层的腐蚀速率为2.05nm/s，以及本实施例所用减反膜中Al₂O₃层300的厚度101.8nm计算可知，腐蚀去除所有的Al₂O₃层300需耗时101.8nm/2.05nm/s≈50s；

将D2-2所得的光学监控玻璃片和步骤D2-1所得的砷化镓太阳能电池放入步骤D1.2b所得的Al₂O₃腐蚀液中腐蚀，具体的腐蚀条件和步骤D1.2c相同，腐蚀的时长为50s。

D3.腐蚀去除TiO₂层：

根据步骤D1.1所得的TiO₂标准层的腐蚀速率为0.75nm/s，以及设计去除的20％厚度的TiO₂层，即79.3nm×20％＝15.86nm，计算可知，TiO₂层的腐蚀时长为15.86nm/0.75nm/s＝21s。

将D2所得的光学监控玻璃片和砷化镓太阳能电池放入步骤D1.1b所得的TiO₂腐蚀液中腐蚀，具体的腐蚀条件和步骤D1.1c相同，腐蚀的时长为21s，得腐蚀后TiO₂层600；

本步骤所得太阳能电池的结构示意图如图5所示，所得光学监控玻璃片的结构示意图如图6所示。

D4.清洁：对步骤D3所得太阳能电池进行冲水、甩干；对光学监控玻璃片进行冲水、在去胶液中去除光刻胶、冲水和吹干，得到的光学监测玻璃片的结构示意图如图7所示。

D5.补镀：

将步骤D4所得太阳能电池和光学监控玻璃片放入蒸镀设备中进行TiO₂层和Al₂O₃层的补镀。选择从第一层开始进行光学监控补镀的功能。具体的：

TiO₂的蒸镀条件为：蒸镀温度200±5℃，蒸镀起始真空值5×10^-6～7×10^-6Torr，蒸镀速率0.1±0.01nm/s；Al₂O₃的蒸镀条件为：蒸镀温度200±5℃，蒸镀起始真空值3×10^-6～5×10^-6Torr，蒸镀速率0.2±0.01nm/s。如图8和图9所示分别为补镀后的太阳能电池和光学监测玻璃片，生成了补镀后TiO₂层700和补镀后Al₂O₃层800。

实施例2

本实施例实施了一种太阳能电池减反膜的返工方法；

本实施例采用的原料为减反膜厚度不合格的砷化镓太阳能电池，包括太阳能电池片100和沿太阳能电池片100而始依次叠加的71.2nm厚的TiO₂层200和148.1nm厚的Al₂O₃层300，具体结构示意图如图2所示；根据实施例1的数据可知，本实施例采用的减反膜中Al₂O₃层300偏厚148.1nm-110nm＝38.1nm；

本实施例的具体操作步骤为：

T1.将附有减反膜的砷化镓太阳能电池放入200℃的烤箱中烘烤20min后取出。

根据实施例1步骤D1.2所得的Al₂O₃标准层的腐蚀速率为2.05nm/s，以及本实施例所需去除的Al₂O₃层300的厚度38.1nm计算可知，腐蚀的耗时为38.1nm/2.05nm/s≈19s；

T2.将T1所得的砷化镓太阳能电池放入和实施例1步骤D1.2b相同的Al₂O₃腐蚀液中腐蚀，具体的腐蚀条件和实施例1步骤D1.2c相同，腐蚀的时长为14s(为避免过度腐蚀，故意缩短5s的腐蚀时长)；

T3.将步骤T2的太阳能电池进行冲水，甩干，然后使用分光光度计测量电池片550nm处的反射率为7.1％(550nm处的正常反射率为6.2±0.5％)，略偏高。再次采用步骤T₂的腐蚀方法腐蚀2s后，测得反射率为6.4％，符合要求，无需再腐蚀。肉眼观察芯片表面颜色均匀，无色差，说明整个芯片表面腐蚀均匀性较好。

对比例1

本对比例实施了一种太阳能电池减反膜的返工方法；

本对比例采用的砷化镓太阳能电池和实施例2相同，具体的Al₂O₃层300偏厚38.1nm。

本对比例的具体操作步骤为：

A1.按照1：50的体积比，将质量浓度50％的氢氟酸和水混合，作为本对比例的Al₂O₃腐蚀液(具体混合方法同实施例1步骤D1.2b)。

A2.取1片砷化镓太阳能电池，放入步骤A1的腐蚀液中腐蚀1s后冲水、甩干，然后使用分光光度计测量其550nm处的反射率为3.5％，小于5.7％，说明Al₂O₃腐蚀过多，腐蚀速度太快，不合格(腐蚀的温度控制和震荡频率同实施例2)。

对比例2

本对比例实施了一种太阳能电池减反膜的返工方法；具体和对比例1的不同在于：

Al₂O₃腐蚀液是按照1：100的体积比，将质量浓度50％的氢氟酸和水混合而成的。

结果显示，仅腐蚀1s，即腐蚀过度。

对比例3

本对比例实施了一种太阳能电池减反膜的返工方法；具体和对比例1的不同在于：

Al₂O₃腐蚀液是按照1：200的体积比，将质量浓度50％的氢氟酸和水混合而成的。

每腐蚀1s后冲水、甩干并测量反射率。经过5次腐蚀，测得的反射率依次为7.9％、7.6％、7.2％、7.0％和6.1％。经过5s腐蚀后反射率达到要求，但腐蚀速率过快。

对比例4

本对比例实施了一种太阳能电池减反膜的返工方法；具体和对比例1的不同在于：

Al₂O₃腐蚀液是按照1：400的体积比，将质量浓度50％的氢氟酸和水混合而成的。

每腐蚀3s后冲水、甩干并测量反射率。经过4次腐蚀，测得的反射率依次为8.0％、7.8％、7.4％和7.1％。再腐蚀2s后冲水、甩干，测量反射率为5.9％，反射率符合要求，但是肉眼可见腐蚀不均匀。

对比例5

本对比例实施了一种太阳能电池减反膜的返工方法；具体和对比例1的不同在于：

Al₂O₃腐蚀液是按照1：400的体积比，将质量浓度50％的氢氟酸和水混合而成的。

腐蚀时间14s后冲水、甩干，然后使用分光光度计测量电池片550nm处的反射率为6.6％，符合要求。但肉眼观察芯片表面有轻微颜色差异，说明芯片表面各区域腐蚀不均匀。

测试例

本测试例测试了实施例1～2、对比例5所用太阳能电池(下称原料)和所得成品的性能，以及未经返工的减反膜厚度合格的电池性能范围(下称标准)。表1中，所有被测太阳能电池中，其结构和组成成分相同，差异只是减反膜膜层的厚度不同(主要是原料和成品之间差异较大)。

反射率的测试方法为：将芯片放入紫外分光光度计中，测试点位分别为电池片的上、中、下、左和右5个点。设置测试波长范围为300nm～1100nm，测试步进设置为1nm。分光光度计发出的各个波长下的光照射到样品表面，光经过反射后，测出反射光的强度从而计算出各波长下样品的反射率。记录5个点位在550nm处的反射率值后取平均值。

太阳能电池电性能测试方法为：将电池片放入AM0模拟器测试系统中，测出其在光谱辐照度1353W/m²和温度25±0.5℃条件下的短路电流密度(Jsc)、开路电压(Voc)、填充因子(FF)和转换效率(Eff)。

表1太阳能电池的性能结果

表1中“/”表示未测试。

表1中，“标准”一栏是砷化镓三结太阳电池在一般情况下的正常值(经验值)，量产做出的每一片电池，都会有一定差异，但相关参数必然都是在一定范围内的，在范围内的就是合格品。反射率在生产过程中作为控制标准，电池电性能范围一般会在厂家的产品规格书中列出。

根据表1结果可知，本发明提供的返工方法可有效调整太阳能电池减反膜的厚度，最终获得性能合格的太阳能电池，由此可提升太阳能电池制备过程中的良率。最重要的是，本发明提供的返工方法普适性强，容易操作，便于商业推广。

但是若在腐蚀Al₂O₃层之前不进行烘烤(对比例4～5)，则腐蚀所得的减反膜虽然反射率满足要求，但是其腐蚀不够均匀，所得减反膜依然不能满足生产要求。

若Al₂O₃腐蚀液的浓度不在本发明要求的范围内(实施例1～3，同时没有进行烘烤)，则每一步短时间的腐蚀速率控制难度大，腐蚀步骤繁琐，且在确定溶液配比及腐蚀时间过程中，会产生不合格片，降低太阳能电池片的良率。

综上，本发明通过控制返工方法中各种腐蚀液的浓度以及腐蚀的条件，可精确控制减反膜被腐蚀的厚度，简化了操作流程，提升了所得太阳能电池的良率。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种减反膜的返工方法，其特征在于，所述返工方法包括以下步骤：

S1.测定TiO₂标准层在TiO₂腐蚀液中的腐蚀速率v_a；以及Al₂O₃标准层在Al₂O₃腐蚀液中的腐蚀速率v_b；

所述TiO₂腐蚀液由50wt％的氢氟酸水溶液和水以1：30～35的体积比混合而成；

所述Al₂O₃腐蚀液由50wt％的氢氟酸水溶液和水以1：350～450的体积比混合而成；

S2.待返工减反膜设于太阳能电池片表面，所述待返工减反膜包括自所述太阳能电池片始依次叠加的TiO₂层和Al₂O₃层；

若Al₂O₃层偏厚H_b，则采用所述Al₂O₃腐蚀液腐蚀，腐蚀时长为H_b/v_b±5s，腐蚀条件与步骤S1中测定v_b时相同；

若TiO₂层偏厚，且厚度为Ha，则先采用所述Al₂O₃腐蚀液腐蚀去除所有的Al₂O₃层，再采用所述TiO₂腐蚀液腐蚀，TiO₂腐蚀液的腐蚀时长为(20～30％)×H_a/v_a，腐蚀条件与步骤S1中测定v_a时相同；

腐蚀所述Al₂O₃层和Al₂O₃标准层前，烘烤所述待返工减反膜。

2.根据权利要求1所述的返工方法，其特征在于，所述烘烤的温度为190～220℃。

3.根据权利要求1所述的返工方法，其特征在于，所述烘烤的时长为15～20min。

4.根据权利要求1～3任一项所述的返工方法，其特征在于，所述TiO₂层的腐蚀温度为20～26℃。

5.根据权利要求1～3任一项所述的返工方法，其特征在于，所述Al₂O₃层的腐蚀温度为20～26℃。

6.根据权利要求1～3任一项所述的返工方法，其特征在于，步骤S2还包括，在腐蚀所述Al₂O₃层H_b/v_b±5s后，若剩余Al₂O₃层的厚度依然偏厚，则继续腐蚀2s×n，直至厚度达标，其中n为正整数。

7.根据权利要求1～3任一项所述的返工方法，其特征在于，若TiO₂层偏厚，则所述返工方法还需同步腐蚀光学监控玻璃片。

8.根据权利要求1～3任一项所述的返工方法，其特征在于，所述v_a的测定方法包括：采用TiO₂腐蚀液腐蚀TiO₂标准片，所述TiO₂标准片中设有厚度为a₀的TiO₂标准层，记录腐蚀完成的时间t₀，得TiO₂标准层在所述TiO₂腐蚀液中的腐蚀速率v_a＝a₀/t₀。

9.根据权利要求8所述的返工方法，其特征在于，所述TiO₂标准片包括基底，所述TiO₂标准层设于所述基底表面。

10.根据权利要求9所述的返工方法，其特征在于，所述腐蚀完成的标准为，腐蚀完成后的TiO₂标准片与比色片的颜色相同，所述比色片与所述基底的材质、厚度相同。

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