酸碱制绒工艺
多晶酸制绒原理
多晶酸制绒原理
多晶硅绒面制备方法
⏹多晶硅表面由于存在多种晶向,不如(100)晶向的单晶硅那样能利用各向异性化学
腐蚀得到理想的绒面结构,因而对于多晶硅片,目前主要采用各向同性的酸腐方法
来制备绒面。
⏹主要方法:是利用硝酸和氢氟酸、去离子水来配制酸性腐蚀液。对于多晶硅片进行各
向同性腐蚀,在硅片表面形成蜂窝状的绒面结构,从而提高太阳电池的光电转换效
率。
根据溶液对硅的各向同性腐蚀特性,在硅片表面进行织构化处理而形成绒面。
1.第一步:硅的氧化
硝酸和氢氟酸的混合液可以起到很好的腐蚀作用,硝酸的作用是使单质硅氧化为二氧化
硅,其反应为:
3Si+4HNO3===3SiO2+2HO2+4NO
2.第二步:二氧化硅的溶解
⏹二氧化硅生成以后,很快与氢氟酸反应
⏹SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O(四氟化硅是气体)
⏹SiF4 + 2HF = H2SiF6
⏹总反应:
⏹SiO2 + 6HF = H2SiF6 + 2H2O
⏹终反应掉的硅以六氟硅酸的形式进入溶液并溶于水。
⏹这样,二氧化硅被溶解之后,硅又重新露出来,一步、二步的反应不断重复,硅
片就可以被持续的腐蚀下去。
单晶绒面图片多晶绒面图片
制绒生产过程控制单晶硅制绒液体的组成和作用制绒溶液主要是由碱性物质(NaOH、KOH、Na2CO3等)及
一般采用高浓度碱溶液(10% - 20%)在90℃条件腐蚀0.5 - 1min以达到去除损伤层的效果,此时的腐蚀速率可达到4 - 6um/min 。初抛时间在达到去除损伤层的基础上尽量减短,以防硅片被腐蚀过薄。
制绒生产过程控制
制绒工艺
工艺流程情况
→1#预备处理→2#漂洗→3#去损伤层→4#漂洗
→5#制绒面1 →6#制绒面2 →7#制绒面3 →8#制绒面4
→9#漂洗→10#喷淋→11# HCL →12#漂洗→13#喷淋
13#槽纯水供12#槽使用,10#槽纯水供9#槽使用
使用三个机械手,4#9#槽为公共槽
1#到2#槽时间小于20秒,3#到4#槽时间小于15秒,5# 6# 7# 8#到9#槽时间小于20秒
1#3#槽时间优先
5#6#7#8#槽满足普通排液和定量排液两种方式
5#6#7#8#槽满足普通加纯水方式
5#6#7#8#槽循环泵增加“有篮循环”“无篮循环”功能
报警分为故障报警和通知报警(出料到位)两种方式
抽风风道可以清理
机械手上下左右全部采用伺服控制
在1#槽或2#槽上部没有增加喷淋功能
11#槽采用快速排水模式
喷淋盖板使用塑料材质,设备外露部分如螺丝链条全部采用塑料材质
在13#槽后增加一个氮气喷枪
将5#,6#,7#,8#绒面处理槽的加热管采用不锈钢加热管
增加加热管功率或增加加热管的数量,使用预热纯水时,绒面处理槽的加温时间减少到20分钟左右
外置预热时间为60分钟
片盒为25片,(每槽每批处理200片)
绒面处理槽排液系统改进,( 排除废液后槽内不得留有废液)
绒面处理槽自动盖密封性改进及材料改进.
增加(预留)稀HCl清洗槽
5#,6#,7#,8#绒面处理槽增加溶液循环模式
增加纯水预热设备,NaOH和纯水混合槽,IPA槽,自动计量补液和排放
制绒槽中部增加一个温度显示,温度显示仪放在制绒槽旁边,和底部温度控制进行比较,此温度不参与程序软件控制
单晶碱制绒工艺文件A1
单晶碱制绒工艺文件A1
单晶硅碱制绒工艺文件
目录
1.目的 (2)
2.适用范围 (2)
3.职责 (2)
4. 碱制绒工艺 (2)
4.1目的 (2)
4.2原理 (2)
4.2.1制绒原理 (2)
4.2.2 NaOH作用 (3)
4.2.3 Na2SiO3作用 (3)
4.2.4 IPA作用 (3)
4.2.5 HCl酸洗作用 (3)
4.2.6 HF酸洗作用 (3)
4.3 范围 (3)
4.4 工艺流程 (3)
5.操作注意点 (5)
5.1开包和插片注意点 (5)
5.2 抬花篮架注意点 (5)
5.3配液和加液注意点 (5)
5.4手动操作的时候注意点 (5)
6工艺参数 (6)
7.常见异常处理 (7)
8.检验卡片 (8)
9.工序控制点 (9)
9.1腐蚀过程控制 (10)
9.2 工艺状态控制 (10)
9.3 化学试剂、气体源代用,更换供应厂商的控制 (10)
1.目的
确保碱制绒工艺处于受控和稳定的状态。
2.适用范围
适用于本公司单晶制绒工序。
3.职责
3.1 本文件由工艺技术部负责制定、更新和修订,由工艺经理监督并保证如
实执行,工艺技术部具体执行。
3.2 本文件的必须经过工艺部经理的签字认可并备案,方可交付执行。
4. 碱制绒工艺
4.1目的
4.1.1 去除单晶硅片在切片过程中产生的机械损伤层。
4.1.2 在硅片表面形成均匀的金字塔结构,减小反射率。
4.1.3 为扩散提供一个好的基底。
4.2原理
4.2.1制绒原理:
在低浓度NaOH水溶液中,硅片表面发生各向异性腐蚀,产生密集的金字塔型角锥体结构。
4.2.2 NaOH 作用:腐蚀硅片,与硅反应。
深究棉短绒酸制浆工艺
深究棉短绒酸制浆工艺
随着我国纸浆制造技术的不断发展,深究棉短绒酸制浆工艺的意义也越来越重要。棉短绒是一种优质的木质纤维,却因其成本较高而被限制应用。酸制浆是目前制浆工艺中普遍使用的方法之一,本文就深究棉短绒酸制浆工艺这一具体的浆料制备方法进行探讨,并分析其优缺点及应用前景。
棉短绒酸制浆工艺是指利用酸性离子通过控制
MgO/K2CO3的添加量,有效地降低浆料中硅、钙的含量,使得棉短绒在环境下迅速地水解成胶态半纤维素和纤维素,进而实现棉短绒酸处理的目的。棉短绒的杂质物质主要是细小的针叶木屑和粉尘,如果不经过酸处理,这些杂质可能会在纸品生产中导致污染或影响品质。
在酸处理过程中,浆料需要先被加入一定量的MgO,常见的添加量是约为干重配比1:5到1:8。然后将K2CO3分次加入浆料,进行均匀混合。酸性离子加入到浆液中,使得胶态半纤维素表面产生缺陷并迅速分解。这会导致细小木屑和粉尘的扩散,同时棉短绒则被水解成为纤维素和胶态半纤维素。剩余的MgO 随后中和浆料中的酸性剂,调节pH值至中性甚至略微碱性时,棉短绒的水分和油脂有可能会同步去除。
深究棉短绒酸制浆工艺有着如下的优点:
首先,由于酸制浆工艺可以很好地去除棉短绒之外的杂质,因此制浆成纸的时间和能耗比常规方法更短,更节省能源和减少生产成本。
其次,根据实验结果所示,酸制浆工艺可以极大地减少生产过程中烟灰和地球硒元素的含量,并减少纸品制造工厂对于废弃物的排放。
然后,在棉短绒酸制浆工艺中,该工艺所生产的浆料可以定制其半纤维素的含量,相较传统浆料可以达到生产出更为优质的纸品。
制绒工序
清洗制绒工序
初始配比:2#槽HNO3:HF=3:176(L),设定温度3度;4#槽NaOH=52(L),设定温度20度;6#槽HF: HCl =32:64(L)
常见问题:
A:新换制绒液
1.新换制绒液,为保证片子不发白和保证绒面大小正常,前几张单子的减薄量控制在0.27~0.300克之间;添加酸前后的减薄量波动较大。
新换制绒液做出的片子减薄量偏小,但绒面正常;因此新换液减薄量要比老液小(>0.275g即可接受,正常要求0.32-0.34g)。
2.开始时减薄量小,为了防止高温现象和温度波动过大,采取了降低传动带速;生产稳定后,逐渐调整到1.2M/S。
3.制绒槽新换制绒液,刚开始片子表面有污渍没洗干净,在碱槽中加20升NaOH后正常。
1.制绒槽硝酸流量计记数错误,导致硝酸加不进;设备维修。
2.制绒槽的HF的流量计不准,当加入80升时就液位超高,打开循环泵后继续加,当加到98升时自动排液,远未达到设定值176升,所以流量计的误差太大;更换新流量计。
添加液的量决定溶液配比浓度,故流量计应能准确计量。
3.PECVD二线有一个舟有问题,镀出膜边缘发红,舟已经换掉;4线由于清洗间新换制绒液(绒面偏大),员工没有及时更改镀膜时间,用770秒镀膜使800多片片子发白,更改到750秒后正常。
PECVD镀膜时间与绒面相关:绒面大镀膜时间短,绒面小镀膜时间长。另外:镀膜后片子边沿状况可以反映出舟的状态。
5.制冷机的乙二醇的液位传感器松动了,使制冷机无法正常工作;设备维修。
6.制绒槽风刀一端有点偏高,致使第4、第5道的片子边缘有残留液带出;片子镀完膜后有白边;调整风刀后正常。
制绒
制绒
制绒的目的:去除硅片表面机械损伤层,形成起伏不平的绒面,增加太阳光吸收。
流程
多晶制绒《上料——制绒(HF+HNO3)——H2O(清洗)——碱槽(NaOH/KOH)——H2O (清洗)——(HCL+HF)酸槽——H2O3清洗——吹干》
单晶制绒《装片——制绒——清洗》
作用
HF(氢氟酸):去除制绒后残留在硅片表面的氧化物和硅酸钠。
HCL(盐酸):去除硅片表面的油污和金属离子。
HNO3(硝酸):起到氧化的作用,氧化剂和催化剂,将硅片氧化。
KOH(氢氧化钾)/NaOH(氢氧化钠): 去除表面损伤成。
C3H8O(异丙醇):增加氢气的挥发,起到消泡作用,同时增加硅片表面的可润湿性。NaSiO3(硅酸钠):降低反应速率的作用。
化学式
Si+2NaOH+H2O——Na2SiO3+2H2 (异丙醇)
单晶的绒面呈金字塔装(温度控制在80正负2度。
单晶:原子在晶体内按固期性规则排列。
陷光原理:当光入射到一定角度的斜面,光会反射到另一角度的斜面,形成二次或者多次吸收,从而增加吸收率。
3
HF+HNO3+Si=H2SiF6+4NO2+H2O
多晶绒面呈凹坑装。
多晶:由许多取向不同的单晶颗粒杂乱排列。
多晶主要化学品:H2O、HF、HCL、HNO3、NaOH/KOH
制绒后硅片表面
注意事项
1、单晶制绒时请关闭所有玻璃窗户。(注:因为在制绒时会产生氢气,在空气中达到一定
的浓度与高温、明火会爆炸。
2、在生产中氢氧化钠与硅片反应时会有碱蒸汽。
3、盐酸是挥发性的强酸,没经过设备和工艺的允许严禁打开槽盖。
4、氢氟酸是强酸是无色透明有刺激性的液体。
制绒总结
反射率偏高(所谓不出 绒面说法)
NaOH 含 量 偏 低 , 不 能 充 分 进 行反应。
如NaOH含量偏低,向制绒液中补加NaOH
表面清洁度不好
经技术员确认后退库
晶片承载器形成两条白 白边部份硅片反应不够充分, 提高NaOH含量浓度比增加0.1%~0.2%,如该现象
边
这部份对于无白边部分偏厚。
较普遍,对承载盒作碱液浸泡处理。
1、理化性质
氢氧化钠(NaOH )为白色半透明,结晶状固体,易溶于水,同时放热。密度2.13 g/cm3,熔点318.4℃, 沸点1390℃。工业上通常称之为烧碱、火碱、苛性钠,是常见的、重要的碱。
2、健康危害
较浓的氢氧化钠溶液溅到皮肤上,会腐蚀表皮,造成烧伤;溅入眼内,不仅损伤角膜,而且可使眼睛深 部组制损伤,严重者可致失明;;误服可造成消化道灼伤,粘膜糜烂、出血,休克。
Si+2NaOH+H2O →Na2SiO3 +2H2 ↑
4 影响绒面质量的关键因素:
其他
NaOH浓度
好的绒面质量 受哪些因素控
时间
异丙醇浓度
制?
硅酸钠含量
温度
5、制绒工艺异常
工 序
故障表现
诊断
措施
绒面稀疏、黑白相间、
1NaOH与IPA比例失调。IPA含 量过高,抑止反应进行,
单晶制绒工艺
一、中电
1、配制溶液
1.1、浓度
粗抛液:NaOH:H2O=11.8%wt
粗抛液自动补碱箱中NaOH:H2O=15%wt。
制绒液:NaOH:H2O=1.76%wt;Na2SiO3:H2O=1.26%wt;C2H5OH:H2O=5.0%vol 可采用异丙醇替代无水乙醇。
1.2、配液过程
粗抛液:清洗好粗抛槽,关闭排水阀门,打开进水阀门向槽中缓慢放水,同时向槽中倒入NaOH粉末,控制速度,在槽中约放入2/3槽水的同时加入10kg NaOH,关闭槽盖,在控制面板上打开加热开关对槽中液体开始加热。待温度升至70℃时,打开槽盖,再向槽中倒入10kg NaOH粉末并注水,同时用水瓢对溶液进行搅拌,以使NaOH充分溶解,液面升至溢水口下方2cm处时停止注水。
制绒液:按照3.3.1条的浓度计算出170L制绒液所含有的NaOH、Na2SiO3和无水乙醇的量,清洗好制绒槽,关闭排水阀门,打开进水阀门向槽中缓慢放水,同时向槽中倒入NaOH、Na2SiO3和无水乙醇,过程中用水瓢不断搅拌溶液,待加完NaOH、Na2SiO3和无水乙醇后,放水调整液面至溢水口下2cm处,关闭槽盖,在控制面板上打开加热开关对槽中液体开始加热。生产时再向槽中加入1L无水乙醇。
2、参数设置
粗抛:温度85℃±2℃;时间2~3.5min。
NaOH:H2O=11.8%wt
制绒:温度77℃±2℃;时间20~30min。
NaOH:H2O=1.76%wt;C2H5OH:H2O=5.0%vol;Na2SiO3:H2O=1.26%wt。
喷淋:时间1.8min以上。
制绒原理、工艺培训
Si (酸、多孔硅 酸 多孔硅porous Si) (晶体硅或非晶硅在氢氟酸中进行阳极氧化来获得多孔硅) 晶体硅或非晶硅在氢氟酸中进行阳极氧化来获得多孔硅) 晶体硅或非晶硅在氢氟酸中进行阳极氧化来获得多孔硅 8槽 槽 KOH(中和酸,去掉多孔硅) (中和酸,去掉多孔硅)
多孔硅层和硅基底间的界面附近存在巨大的内应力 影响P\N结和电极印刷 影响 结和电极印刷
Si(SiO2、金属离子) 、金属离子)
11槽 槽
HF(去掉SiO2) (去掉
Fra Baidu bibliotek
HCl(去金属离子) 去金属离子) 去金属离子
Si(绒面) (绒面)
5
设备结构:
( 阳)
上料
1
2
3
4 制绒
5
6 清洗
7
8 KOH
9 清洗
10
11
12
13
14
15 慢提
烘干下料
酸洗 清洗
设备概况: 设备主要需求参数 380V三相交流电 压缩空气:0.55Mpa 氮 气:0.2Mpa D I 水:0.2Mpa 排 水:强酸、强碱排水口等 排 风:抽风机 PP塑料,化学名称:聚丙烯 (英文名称:Polypropylene, 简称PP) 比 重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收缩率:1.0-2.5% 成型温度:160-220℃
01.02-1酸制绒
1.目的
1.1.去除多晶硅片表面的机械损伤层;
1.2.在多晶硅片表面形成蜂窝状绒面减少其光反射率。
2.适用范围
产品型号:M156;产品工艺类型:普通
3.权责
3.1.所有人员都必须严格按照本文件规定的工艺控制文件进行操作;
3.2.生产系统负责标准的实施、反馈和问题的解决;
3.3.质量中心负责标准的检查、监控和反馈,出具质量报告;
3.4.技术中心负责标准的制定、更新和抽查,接受生产系统和质量中心的反馈信息。
4.原理
在酸性溶液的腐蚀作用下硅片表面产生蜂窝状绒面,该腐蚀现象可以用氧化化学腐蚀的理论进行解释,方程式如下:
阴极处:HNO3自催化反应产生空穴
阳极处:Si +2e+ → Si2+(这里e+表示空穴,即si得到空穴后从原来的状态升到较高的
氧化态)
溶液中水解离:H2O = (OH)-+ H+
Si2+与OH-结合:Si2+ + 2(OH)-→ Si(OH)2
Si(OH)2放出H2:Si(OH)2→ SiO2+ H2↑
SiO2与HF反应:SiO2+6HF → H2SiF6+2H2O
总的反应式:Si+ HNO3+6HF → H2SiF6+ HNO3 +H2O+ H2↑
5.生产工艺流程
6.工艺参数
8.过程检验及仪器的相关要求见《过程检验仪器校准标准及过程检验频次》
9.设备及物料清单(包括详细规格)
10.1.制绒设备运行过程中必须确保负压排风系统运行正常。
10.2.制绒设备产生的酸性废液和碱性废液必须分别从排酸管道和排碱管道排出,并
做相应的处理。
10.3.制绒设备的观察窗在生产过程中除添加化学药品及维修外必须关闭,如确实需要开
电池片制绒工艺流程
湿制程是太阳能电池片生产工序的开端,从上级厂家或者上级原材料工厂获得的电池片原片将从这里开始他新的生涯,作为电池片生命生涯的开始,制绒等湿制程也是整个生产过程中最难控制的工序之一。
一、制绒的目的
去除机械损伤层——主要来自原片切割过程中的表面损伤;
增加电池片表面面积——为扩散增加制结面积准备;
陷光原理——大大降低电池片表面反射率;
去除杂质——HF可以去除电池片表面油污、HCL去除金属杂质;
因单多晶晶体结构差异,考虑到效率因素,多晶常用酸制绒,单晶多用碱制绒。多晶制绒面为不规则凹凸面,单晶制绒面为规制类金字塔结构。主要原因是多晶内部晶体排列方式杂乱所致,具有各项同性。
陷光原理是利用光线入射到电池片表面的斜面,进而被反射到另一斜面,以形成多次吸收。入射光在经过多次反射,改变了入射光在硅中的前进方向,既延长了光程,又增加了对红外光子的吸收,同时有较多的光子在靠近PN结附近产生光生载流子,从而增加了光生载流子的收集。
二、制绒工艺流程(多晶为例)
制绒槽→水洗→碱洗→水洗→酸洗→水洗→吹干。
反应方程式:
1: Si + 4HNO3 = SiO2 + 4NO2 + 2H2O
2: SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O
3: SiF4 + HF= H2SiF6
2.1: NO2 + H2O = HNO3 + HNO2
2.2: Si + HNO2 = SiO2 + NO +H2O
2.3: HNO3 + NO + H2O = HNO2
硅片进入含有硝酸和氢氟酸的制绒槽,值得注意的是硅和硝酸及氢氟酸单独均不发生
酸碱制绒工艺
酸碱制绒工艺
第一部分碱制绒作业规程
一碱制绒作业步骤
1、称重每次试制绒片需称重,计算硅片的减薄量,了解制绒液的反应情况。
2、预清洗
先精确称量氢氧化钠和清洗剂进行配液,加热,温度稳定在60℃左右,开始定时5min超声预清洗,取出时尽量使硅片表面附着的清洗剂滴回预清洗槽内。每清洗900片需换液。
3、漂洗
漂洗时,片盒上下抖动。根据实际情况,可以加超声,延长漂洗时间,多次漂洗,用热水漂洗,用有机溶剂如IPA漂洗等等。确保漂洗干净。
4、制绒
配液,制绒液控制在80~83℃范围内,搅拌均匀后定时25min制绒。
制绒过程中的影响因素:
①碱液浓度、异丙醇浓度;
②溶液温度、制绒时间长短;
③槽体密封程度、IPA挥发程度;
④制绒槽内硅酸钠的累积量。
5、漂洗
制绒完后,取出硅片,放入漂洗槽中漂洗,也将片盒上下抖动,确保漂洗干净。
6、酸洗及后道工序
7、制绒补液
经验补液量来补液:一般每盒25片单晶(125×125)硅片,补氢氧化钠40克,补异丙醇300毫克。三绒面分析
第二部分酸制绒多晶操作工艺
一概述
太阳能电池片的生产流程:一次清洗→扩散→刻蚀→二次清洗→PECVD→丝网印刷→烧结→测试分选→检验入库
二一次清洗(扩散前清洗)
1、一次清洗的目的:a. 去除切割硅片时硅片表面产生的损伤层,清除硅片表面的油类分子及金属杂质。
b.对硅片表面进行织构化处理,降低硅片表面对光的反射率。
2、绒面的作用及其陷光机理:
作用:减少光的反射率,提高短路电流(Isc),最终提高电池的光电转换效率。
解释机理:当光入射到一定角度的斜面或粗糙的表面,光会反射到另一角度的斜面,形成二次或者多次吸收,从而增加吸收率。
05清洗和制绒工艺
1. 硅片表面损伤层的形成及处理方法 2. 绒面腐蚀的原理
3. 影响绒面质量的关键因素及分析
4. 工艺控制方法
5. 化学清洗原理
6. 安全注意事项
1
概 述
硅片表面处理的目的:
去除硅片表面的机械损伤层
清除表面油污和金属杂质 形成起伏不平的绒面,增加硅片对 太阳光的吸收
2
硅片表面的机械损伤层
(一)硅锭的铸造过程
7
金属杂质对电池性能的影响
8
制绒:表面织构化
0.7 0.6 0.5
Reflectance
0.4 0.3 0.2 0.1 0 300
单晶硅片表面的 金字塔状绒面
400
500
600
700 Wavelength (nm) smooth texture
800
900
1000
1100
单晶硅片表面反射率
9
绒面腐蚀原理
11
绒面光学原理
制备绒面的目的: 减少光的反射率,提高短路电流(Isc), 最终提高电池的光电转换效率。 陷光原理:当光入射到一定角度的斜面,光 会反射到另一角度的斜面,形成二次或者多 次吸收,从而增加吸收率。
12
绒面光学原理
陷光原理图示:
13
影响绒面质量的关键因素
1. NaOH浓度 2. 无水乙醇或异丙醇浓度
多晶酸制绒工艺文件
多晶酸制绒工艺文件
目录
1.目的 (3)
2.适用范围 (3)
3.职责 (3)
4. 酸制绒工艺 (3)
4.1 酸制绒目的 (3)
4.2 酸制绒工艺原理 (3)
4.3 工艺流程 (3)
4.4 操作注意点 (5)
4.4.1开包和插片注意点 (5)
4.4.2 数量校对 (6)
4.4.3 抬花篮架注意点 (6)
4.4.4 手动操作的时候注意点 (6)
4.5工艺参数(ldc) (6)
5. 异常处理 (7)
5.1黄斑 (7)
5.2 发亮 (7)
5.3 网纹过重 (8)
5.4 减重偏小 (8)
6. 检验卡片 (8)
7. 制绒工序控制点 (9)
7.1 腐蚀过程控制 (10)
7.2 工艺状态控制 (10)
7.3 化学试剂、气体源代用,更换供应厂商的控制 (10)
8. 设备维护标准 (10)
8.1 换槽维护标准 (10)
8.2 每周一大维护标准 (10)
8.3 大维护周期 (10)
8.4 制绒辅助用品的清洗与维护 (10)
9. 安全规范 (11)
1.目的
确保酸制绒工艺处于受控和稳定的状态。
2.适用范围
适用于本公司多晶制绒工序。
3.职责
3.1 本文件由工艺技术部负责制定、更新和修订,由工艺经理监督并保证如
实执行,工艺技术部具体执行。
3.2 本文件的必须经过工艺部经理的签字认可并备案,方可交付执行。
4. 酸制绒工艺
4.1 酸制绒目的
4.1.1去除硅片表面污染和损伤层。
4.1.2 在硅片表面得到类似半球形状的“凹陷”,减小反射率。
4.1.3 为扩散准备一个良好的基底。
4.2 酸制绒工艺原理
制绒原理:在以HF-HNO3为基础的水溶液体系中,硅片表面发生各向同性腐蚀,产生类似半球形状的“凹陷”。
谈棉种酸溶液脱绒加工工艺方法
度 为 95 , . 酸绒 比为 1:5 每 1 0k , 0 g棉 子 酸 溶 液
用 量为 1 . 4k 。毛 子 含绒 量 每 增加 1 , 溶 液 6 8 g 酸
用 量 应 增 加 1 9k 。 . g
4 2棉 子 喂 量 的 计 量 方 法 。 棉 子 喂 人 量 的 计 量 .
酸 完全 相 同 。 棉 种过 量式 稀 硫 酸脱 绒 新 技 术 经 过 十 几 年 的 应 用 , 然 还 在 保 护期 内 , 已 经 失去 了其 新 颖 性 虽 但 和 先进 性 。作 者 总 结 出 了上 述 两 项 专 利 技 术 的优 缺 点 : 硫 酸 脱 绒技 术 优 点 虽 多 , 是 离 心 机 在 甩 稀 但
种 泡 沫酸脱 绒 技术 。二 者虽 然 工 艺方 法 不 同 , 但是 1棉 种酸 溶液 脱绒 技术 的原 理 本 工艺 方法 利用 化学 反应 原理 , 过 试验 得 出 通
棉 子表 面 与酸 溶 液 在 反 应 过 程 中 的 时 间和 可 变 理 论数 据 。反应 时 间应 根据 棉子 表 面 的含绒 量 而定 ,
裸 仁 分离 : 以选用 平筛 、 可 圆筒 筛 、 动筛 。 震 输 送 上料 : 以选用 皮带 输 送 、 可 刮板 输 送机 、 气
流输送 等 。 计 量 喂 料 : 以 选 用 皮 带 秤 、 子 秤 、 搅 可 电 双 龙等 。
制绒
SiF4+2HF=H2SiF6 。
总反应
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O 最 终反 应掉 的硅 以氟 硅酸 的形 式进 入溶 液。 这 样,
二氧 化硅被 溶解之 后 ,硅又 重新露 出来 ,一步 、二步 的反应 不断重 复 ,硅片 就可以 被
持续的腐蚀下去。
编辑本段制绒目的和作用
不管 是单晶 硅片还 是多晶 硅片 ,都可 以用酸 或者碱 来处理 。无论 用哪种 方法处 理 , 一般情况下,用碱处理是为了得到金字塔状绒面;用酸处理是为了得到虫孔状绒面。 不管是哪种绒面,都可以提高硅片的陷光作用。
硅 氧化 成二 氧化 硅( 主要 是亚 硝酸 将硅 氧化 ) Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O (慢
反应 ) Si+2HNO3=SiO2+2NO+2H2O (慢反 应) 二氧 化氮、 一氧化 氮与水 反应 ,
生成 亚硝酸 ,亚硝 酸很快 地将硅 氧化成 二氧化 硅 2NO2+H2O=HNO2+HNO3 (快反
盐酸的作用:
1.中和残留在硅片表面的碱液。 2.去除在硅片切割时表面引入的金属杂质。 注:盐酸具有酸和络合剂的双重作用,氯离子能与 Fe3+ Pt2+ Ag+ Cu2+ Cd2+ Hg+ 将金属形成络合物。
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酸碱制绒工艺
第一部分碱制绒作业规程
一碱制绒作业步骤
1、称重每次试制绒片需称重,计算硅片的减薄量,了解制绒液的反应情况。
2、预清洗
先精确称量氢氧化钠和清洗剂进行配液,加热,温度稳定在60℃左右,开始定时5min超声预清洗,取出时尽量使硅片表面附着的清洗剂滴回预清洗槽内。每清洗900片需换液。
3、漂洗
漂洗时,片盒上下抖动。根据实际情况,可以加超声,延长漂洗时间,多次漂洗,用热水漂洗,用有机溶剂如IPA漂洗等等。确保漂洗干净。
4、制绒
配液,制绒液控制在80~83℃范围内,搅拌均匀后定时25min制绒。
制绒过程中的影响因素:
①碱液浓度、异丙醇浓度;
②溶液温度、制绒时间长短;
③槽体密封程度、IPA挥发程度;
④制绒槽内硅酸钠的累积量。
5、漂洗
制绒完后,取出硅片,放入漂洗槽中漂洗,也将片盒上下抖动,确保漂洗干净。
6、酸洗及后道工序
7、制绒补液
经验补液量来补液:一般每盒25片单晶(125×125)硅片,补氢氧化钠40克,补异丙醇300毫克。三绒面分析
第二部分酸制绒多晶操作工艺
一概述
太阳能电池片的生产流程:一次清洗→扩散→刻蚀→二次清洗→PECVD→丝网印刷→烧结→测试分选→检验入库
二一次清洗(扩散前清洗)
1、一次清洗的目的:a. 去除切割硅片时硅片表面产生的损伤层,清除硅片表面的油类分子及金属杂质。
b.对硅片表面进行织构化处理,降低硅片表面对光的反射率。
2、绒面的作用及其陷光机理:
作用:减少光的反射率,提高短路电流(Isc),最终提高电池的光电转换效率。
解释机理:当光入射到一定角度的斜面或粗糙的表面,光会反射到另一角度的斜面,形成二次或者多次吸收,从而增加吸收率。
3、一次清洗工艺流程:酸制绒→漂洗→碱洗→漂洗→HF→漂洗、溢流→酸洗→漂洗、溢流→喷淋
4、一次清洗中各反应原理:
制绒槽:HF-HNO3溶液,去除表面油污、切割损伤层以及制备绒面;反应如下:3Si + 18HF + 4HNO3→3H2SiF6 + 8H2O + 4NO↑
碱洗槽:NaOH溶液,主要中和残留在硅片表面的酸,同时发生下列化学反应:Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2↑
酸洗槽:HF去除硅片在清洗过程中形成的很薄的SiO2层,反应如下:
SiO2+6HF = H2[SiF6]+2H2O
HCL,HF同一些金属离子络合,使金属离子脱离硅片表面。
三二次清洗(去磷硅玻璃清洗)
1、二次清洗的目的:在形成PN结的扩散过程中,在硅片表面生长了一层一定厚
度的磷硅玻璃,磷硅玻璃不导电,为了形成良好的欧姆接触,减少光的反射,在沉积减反射膜之前,必须把磷硅玻璃腐蚀掉。
2、二次清洗工艺流程:插片→HF→漂洗、溢流→喷淋
3、二次清洗腐蚀原理:
扩散中磷硅玻璃的形成:
4 POCl3 + 3 O2 = 2 P2O
5 +
6 Cl2
在较高的温度的时候,P2O5作为磷源与Si发生了如下反应:
2 P2O5 +5 Si = 5 SiO2 + 4 P
去除SiO2
SiO2+6HF = H2[SiF6]+2H2O
所以去磷硅玻璃清洗实质上就是去除硅片表面的SiO2。
四操作注意事项
1、正确使用劳保用品,防患于未然。
2、配液及补液时控制溶液倒出的速度。
3、搅拌制绒槽里溶液时用力均匀。
4、叉子和片盒要有一定的角度。
5、碱洗时轻微振动,有助于气泡释放。
6、过完NaOH和HF后表面疏水时,表明已合格。
7、取一定体积的液体时,要平视量杯的刻度。
一化学品知识
在正常生产过程中清洗主要用到的化学品有两类:一类是酸,包括HF、HCL、HNO3等;另一类是碱,主要是NaOH。
HF、HCL、HNO3 都具有强腐蚀性、强刺激性、可致人体灼伤。操作时注意先加水后加酸。通常我们在操作过程中有时发现皮肤上沾到了一些不明的液体都会无所谓,以为是水就不做任何处理。其实我们所用的酸大多都是已经稀释过的,配液过程中也是要加入一定比例水再稀释的,因此刚沾到皮肤上的时候可能没有什么感觉,但是其实已经灼伤皮肤了,在几小时以后才发现情况更严重,此时已经错过最佳就医时机。
NaOH是强碱,具有强腐蚀性、强刺激性、可致人体灼伤。与酸中和反应放热。