制绒原理及工艺48页PPT
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制绒
工艺卫生与安全事项
工艺卫生
• • • • 整个操作过程中衣服，皮肤不可接触硅片 全过程戴口罩，完全遮住口鼻 制绒前装片及时更换一次性薄膜手套 更换槽液时要把槽里的碎片清理干净，槽内严禁 有杂物 • 严禁有金属及其他杂质进入各槽内,否则更换槽液 • 及时清理地面的碱液或酸液
丝网印刷 背电极 PECVD
刻蚀和去 磷硅玻璃
扩散
制绒
制绒目的和原理
制绒的目的：
• 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 • 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。
制绒目的和原理
单晶碱制绒：利用低浓度碱溶液对晶体 硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的 各向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成 角锥体密布的表面形貌 反应式为： Si+2NaOH+H2O →Na2SiO3 +2H2 ↑
制绒目的和原理
THANK YOU!
工艺卫生及安全事项
• 化学品特性及应急处理 • 盐酸 HCL • 健康危害： 接触其蒸气或烟雾，可引起急性中毒，出现 眼结膜炎，鼻及口腔粘膜有烧灼感，鼻衄、齿龈出血，气 管炎等。误服可引起消化道灼伤、溃疡形成，有可能引起 胃穿孔、腹膜炎等。眼和皮肤接触可致灼伤。 • 慢性影响：长期接触，引起慢性鼻炎、慢性支气管炎、牙 齿酸蚀症及皮肤损害。环境危害： 对环境有危害，对水 体和土壤可造成污染。 • 燃爆危险： 本品不燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人 体灼伤。
晶科能源有限公司
全球领先的光伏一体化产品制造商和服务商
浙江晶科能源有限公司 电池制造部 培训内容： 培训内容：制绒工序 讲师：刘自龙 讲师： 2010年12月21日 2010年12月21日
制绒工艺流程
制绒工艺流程
制绒是一种利用粘合剂将纤维粘合在基材上的工艺，能够为纤维增加厚度、软度和保暖性。
下面将介绍一下制绒的工艺流程。
首先，准备好需要制绒的纤维和基材。
纤维可以是天然纤维如棉、羊毛，也可以是合成纤维如涤纶、锦纶等等。
基材可以是纸张、织物、塑料等等。
根据产品的需要，选择合适的纤维和基材。
接下来，将纤维进行预处理。
这个步骤包括清洁、染色等处理。
清洁可以去除纤维上的杂质，染色可以使纤维具有更好的颜色效果。
然后，将纤维与粘合剂混合。
粘合剂可以是胶水、树脂等。
将纤维和粘合剂均匀混合，使纤维被粘合剂包裹住。
接着，将混合好的纤维和粘合剂涂抹在基材上。
可以使用刮刀或辊筒将纤维和粘合剂均匀涂抹在基材上。
确保纤维和粘合剂与基材充分接触，形成均匀的覆盖层。
然后，对覆盖了纤维和粘合剂的基材进行压缩处理。
可以使用压力机或烘干机等设备对基材进行压缩，以确保纤维和粘合剂与基材之间的粘合力更加牢固。
最后，对制成的绒面进行修整。
可以使用刮刀、修整刀等工具对绒面进行修整，使其更加平整、光滑。
同时，也可以根据需求对绒面进行加工，如烫金、印花等。
制绒工艺流程就是这样，通过这些步骤可以将纤维制成绒面，从而增加产品的舒适性和美观性。
制绒工艺广泛应用于纺织、家居用品、服装等领域，为各类产品带来更好的使用体验。
制绒工艺培训
制绒槽 水洗槽 碱洗槽 酸制绒机 水洗槽 酸洗槽 水洗槽 传递过程 吹干槽
仓库来料接收
上片
下片
制绒设备
速度1.0速度1.0-1.5 m/min 1.0
制
绒
水1
KOH bath
水 2
HF/HCl
水 3
吹干
bath
3.1 RENA制绒原理 制绒原理
RENA是通过化学反应来进行硅腐蚀的，其反应体系很复杂。 以下是其中的几个反应方程式： Si+2HNO3+6HF=H2SiF6+2HNO2+2H2O 3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO+8H2O 3Si+2HNO3+18HF=3H2SiF6+2NO+4H2O+3H2 5Si+6HNO3+30HF=5H2SiF6+2NO2+4NO+10H2O+3H2
主管工程师： 主管工程师： 关注当天的效率、碎片率、良品率等参数，对于出现的外观不良或是效率低下等异常，及时 安排排查。 根据工作需要，负责与其他职能部门进行沟通，共同解决问题。 对于汇报的异常，视情况到场解决或是电话给出解决方案。 根据实验结果，安排实施新的工艺方案，若新方案中涉及到更改化学品厂家、型号或是改变 工艺流程的，需向上级请示后决定是否实施。 定期总结制绒工序的工作情况，并向工艺经理汇报。 负责制绒工序人员的管理，分配领导安排的任务，定期组织会议，对本工段工作进行总结。 对工艺文件、作业指导书等进行审核。 完成领导安排的其他任务
工程师： 工程师： 关注当天的效率、碎片率、良品率等参数，对于出现的外观不良或是效率低下等异常，及时 联系其余工序的工程师进行排查。 对于日常工作中，根据需要，与其他职能部门（如设备、生产等部门）进行沟通，共同寻找 解决问题的方案。 对于助理工程师汇报的异常情况，视情况到场解决或是电话给出解决方案，若不能解决的， 及时通知工艺主管。 负责制绒化学品选用以及使用情况（控制的合理的单耗），选择工艺方案（最低的反射率， 换液周期）及工艺控制参数（减薄量、腐蚀深度），设备的维护周期，上报工程师。 定期进行优化实验或是腐蚀量异常时安排排查实验，根据实验结果提出改进措施。 负责编写制绒工段的工艺文件、作业指导书，并组织相关人员进行学习。 完成安排的其他工作。
仓库来料接收
上片
下片
制绒设备
速度1.0速度1.0-1.5 m/min 1.0
制
绒
水1
KOH bath
水 2
HF/HCl
水 3
吹干
bath
3.1 RENA制绒原理 制绒原理
RENA是通过化学反应来进行硅腐蚀的，其反应体系很复杂。 以下是其中的几个反应方程式： Si+2HNO3+6HF=H2SiF6+2HNO2+2H2O 3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO+8H2O 3Si+2HNO3+18HF=3H2SiF6+2NO+4H2O+3H2 5Si+6HNO3+30HF=5H2SiF6+2NO2+4NO+10H2O+3H2
主管工程师： 主管工程师： 关注当天的效率、碎片率、良品率等参数，对于出现的外观不良或是效率低下等异常，及时 安排排查。 根据工作需要，负责与其他职能部门进行沟通，共同解决问题。 对于汇报的异常，视情况到场解决或是电话给出解决方案。 根据实验结果，安排实施新的工艺方案，若新方案中涉及到更改化学品厂家、型号或是改变 工艺流程的，需向上级请示后决定是否实施。 定期总结制绒工序的工作情况，并向工艺经理汇报。 负责制绒工序人员的管理，分配领导安排的任务，定期组织会议，对本工段工作进行总结。 对工艺文件、作业指导书等进行审核。 完成领导安排的其他任务
工程师： 工程师： 关注当天的效率、碎片率、良品率等参数，对于出现的外观不良或是效率低下等异常，及时 联系其余工序的工程师进行排查。 对于日常工作中，根据需要，与其他职能部门（如设备、生产等部门）进行沟通，共同寻找 解决问题的方案。 对于助理工程师汇报的异常情况，视情况到场解决或是电话给出解决方案，若不能解决的， 及时通知工艺主管。 负责制绒化学品选用以及使用情况（控制的合理的单耗），选择工艺方案（最低的反射率， 换液周期）及工艺控制参数（减薄量、腐蚀深度），设备的维护周期，上报工程师。 定期进行优化实验或是腐蚀量异常时安排排查实验，根据实验结果提出改进措施。 负责编写制绒工段的工艺文件、作业指导书，并组织相关人员进行学习。 完成安排的其他工作。
SCHMID制绒培训讲义
20
•
M4用制成的KOH药液沉浸硅片，其目的进行多孔硅表面处理和抛 光，其中药液的浓度是通过电导率控制（KOH电离浓度）。
21
22
M6硅片在制成的HF和HCI溶液进行疏水（中和去除金属离子）,其中HCl 是去除金属离子，HF起疏水作用。
23
•
M8硅片烘干处理,它是通过两台空气压缩泵，通过两次过滤（粗过 滤、细过滤），最终送到两组风刀中对硅片进行烘干，空气最终温度 可达到40度，它的工作原理是一个物理变化过程，就是气体分子之间 的距离由小变大的过程，也就是一个散热的过程。
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• 4. 在吃饭和喝水之前必须把手彻底清洗干净。按 照规则处理储备物品和洗涤剂。 • 5．根据急救医学常识，必须遵守有关氢氟酸的规 定。 • 6．酸的活动性很强因此工作人员必须使用合适的 防护服（例如脸部防护用具、橡胶围裙、橡胶手 套）。 • 7．在工作时必须穿着合适的保护服和围裙。 • 3. 每一项工作后必须洗澡把自己用过的工具彻底 清洗干净。 • 8．在有害气环境工作时必须戴好过滤装置的防毒 面具。 • 9．工作要仔细避免液体泼洒。 • 10．维修工作后从事人员必须用手冲洗使用过工 具中和液体保证工具清洁。 37
24
• 最后我们还要对硅片进行检测，不符合要求的硅片剔除， 检测方式有倒影的测量、显微镜观测硅片表面的结构、称 重。
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二 设备操作安全
• • 安全和事故预防是每个现场工作必需遵守的，在这一章里最重要是安全操 作指南及总结概述。 在工作中任何情况下必须服从安全说明，由于不正确的操作会造成对员工生 命的威胁和生命危险，也会产生机械装置及公司运作的其他材料资产的损害。 在运输安装、调试装备、使用、设计、操作、服务以上所有人员，必须认真 遵守以下安全说明。另外在生产者的手册里及其它成分必须遵守安全操作指 南。在机器上应为操作者提供危险标示符号在此机器上工作操作人员必须明 白和密切注意机器上的警示标示。 （如图所示）
制绒的工作原理
制绒的工作原理
1. 准备材料：首先准备好需要加工的纤维材料，常见的有棉、麻、毛、化纤等。
2. 清洁处理：对纤维材料进行清洁处理，去除杂质、尘埃和其他污渍，保证材料的纯净度。
3. 精梳：将纤维材料经过梳理，以去除杂质、短纤维和结实纤维。
梳理过程中，梳理机的锉轮与梳针相互作用，使纤维逐渐整理成平行排列，形成均匀的纤束。
4. 加热：将经过梳理的纤维材料送入制绒机，通过加热，使纤维材料中的天然蛋白质熔化，并与纤维表面形成粘结点，使纤维材料加固。
5. 绕卷：熔化的纤维材料从制绒机中经过喷嘴喷出，形成绒丝状态，并在经过特制的滚筒上旋转，使纤维材料逐渐绕卷，形成绒毛材料。
6. 成品整理：将制得的绒毛材料进行整理，剪短、去掉杂质和不均匀部分，使其均匀、细致，达到预期的质量要求。
通过以上工作原理，制绒可以将纤维材料变成有绒毛的材料，常用于纺织行业中制作绒毛面料、地毯、毛毯等产品。
制绒原理及相应问题的解决资料
设备张力控制不当
张力控制是制绒过程中的重要环节，张力过大或过小都会对制品质量产生不良影响。张力 过大可能导致制品断裂、强度降低等问题；张力过小则可能使制品出现松弛、起皱等现象 。
设备温度控制不准确
温度控制对于制绒过程至关重要，温度波动会影响纤维的润湿效果和制品的结构性能。温 度过高可能导致纤维受损、制品发黄等问题；温度过低则可能使润湿剂效果不佳，影响制 绒质量。
纤维束过松
纤维束过松可能是由于原料质量差、处理工艺不当或设备调试不准确等原因引起 的。过松的纤维束会使制品结构松散，强度降低，耐磨性差，严重影响产品质量 。
润湿剂选择不当导致效果不佳
润湿剂种类选择不当
不同原料和工艺需要选择不同类型的润湿剂。选择不当可能导致润湿效果不佳，使得纤维束难以充分润湿，进而 影响制绒效果和产品质量。
问题解决方案制定
针对制绒过程中出现的各种问题，制定了相应的解决方案，并通过 实验验证了其有效性。
制绒效率提升
通过优化制绒工艺参数，提高了制绒效率，降低了生产成本。
未来发展趋势预测
制绒技术持续改进
随着科技的不断进步，制绒技术将不 断改进和完善，提高生产效率和产品 质量。
智能化制绒设备研发
结合人工智能、大数据等先进技术， 研发智能化制绒设备，实现自动化、 智能化生产。
完善设备参数设置确保稳定运行
01
设备参数对制绒的 影响
设备参数的设置直接影响到制绒 的稳定性和效果，包括温度、压 力、速度等参数。
02
设备参数的调整方 法
根据制绒需求和设备性能，通过 试验和调整，找到最佳的参数组 合。
03
参数调整后的效果
合理的设备参数设置可以提高制 绒的稳定性和效率，减少故障和 停机时间，降低生产成本。 Nhomakorabea温度控制
张力控制是制绒过程中的重要环节，张力过大或过小都会对制品质量产生不良影响。张力 过大可能导致制品断裂、强度降低等问题；张力过小则可能使制品出现松弛、起皱等现象 。
设备温度控制不准确
温度控制对于制绒过程至关重要，温度波动会影响纤维的润湿效果和制品的结构性能。温 度过高可能导致纤维受损、制品发黄等问题；温度过低则可能使润湿剂效果不佳，影响制 绒质量。
纤维束过松
纤维束过松可能是由于原料质量差、处理工艺不当或设备调试不准确等原因引起 的。过松的纤维束会使制品结构松散，强度降低，耐磨性差，严重影响产品质量 。
润湿剂选择不当导致效果不佳
润湿剂种类选择不当
不同原料和工艺需要选择不同类型的润湿剂。选择不当可能导致润湿效果不佳，使得纤维束难以充分润湿，进而 影响制绒效果和产品质量。
问题解决方案制定
针对制绒过程中出现的各种问题，制定了相应的解决方案，并通过 实验验证了其有效性。
制绒效率提升
通过优化制绒工艺参数，提高了制绒效率，降低了生产成本。
未来发展趋势预测
制绒技术持续改进
随着科技的不断进步，制绒技术将不 断改进和完善，提高生产效率和产品 质量。
智能化制绒设备研发
结合人工智能、大数据等先进技术， 研发智能化制绒设备，实现自动化、 智能化生产。
完善设备参数设置确保稳定运行
01
设备参数对制绒的 影响
设备参数的设置直接影响到制绒 的稳定性和效果，包括温度、压 力、速度等参数。
02
设备参数的调整方 法
根据制绒需求和设备性能，通过 试验和调整，找到最佳的参数组 合。
03
参数调整后的效果
合理的设备参数设置可以提高制 绒的稳定性和效率，减少故障和 停机时间，降低生产成本。 Nhomakorabea温度控制
制绒工艺流程
制绒工艺流程制绒是一种将动物的皮毛或细鳞皮制成毛绒或绒织物的工艺。
制绒工艺流程包括选料、清洗、浸泡、破郅、煮鱼、除杂、晾干、剪裁、拔毛、烘干、修理、整理和包装等环节。
首先，选料是制绒工艺的第一步。
选料主要是根据原材料的质量和要求对毛绒进行挑选，以保证产品的品质。
选料中，包括毛里素、山羊绒、兔绒、雪纺绒、羊绒等，品种繁多。
清洗是指将原料进行清洗，去除污垢和杂质。
清洗过程中，可以使用水和洗涤剂来进行清洗，保持原料的干净与卫生。
清洗后，将原料放置在干燥的地方晾干。
浸泡是指将清洗后的原料放入水中，进行一段时间的浸泡。
浸泡的目的是软化原料中的纤维，以便于后续工序的进行。
浸泡时间根据不同的原料和纤维的性质而定，通常约为1-2小时。
破郅是指将浸泡过的原料进行破坐。
在破坐过程中，可以通过特殊工具或机器对原料进行梳理和整齐。
破坐的目的是使原料的纤维得到拉伸和分开，以便于后续工序的进行。
煮鱼是制绒工艺中的一个重要环节。
在煮鱼中，将原料放入大锅中煮沸，并加入一定的鱼油。
煮鱼的目的是软化原料中的纤维，增加其弹性，并去除毛发中的油和污垢。
除杂是指将煮鱼后的原料进行除杂处理。
除杂的方法有多种，可以用手工或机器进行除杂。
除杂的目的是将原料中的杂质和纤维分开，使原料更加干净和纯净。
晾干是将除杂后的原料进行晾干处理，以去除水分。
可以将原料放在通风的地方晾干，也可以使用专门的机器进行干燥。
晾干时间根据原料的湿度和温度而定，通常需要2-3天。
剪裁是制绒工艺中的一个关键步骤。
在剪裁中，使用专用的工具或机器对原料进行剪裁，剪去原料中的毛发和杂质，使其更加整齐和平整。
剪裁的目的是使原料成为毛绒或绒织物。
拔毛是指将剪裁后的原料进行拔毛处理。
在拔毛过程中，可以使用手工或机器对原料进行拔毛，使其更加细腻和柔软。
拔毛的目的是提高原料的质量和手感。
烘干是将拔毛后的原料进行烘干处理，以去除水分。
烘干可以采用自然烘干或机器烘干的方式。
烘干时间根据原料的湿度和温度而定，通常需要1-2天。
晶体硅太阳电池制绒工艺解读
反应控制过程
氢气泡密度及大小 以及在硅片表面停 留的时间
决定金字塔形貌
• 温度越高腐蚀速度越快
• 溶液浓度越高腐蚀速度越快
• IPA浓度越高腐蚀速率越慢
• Na2SiO3浓度越高腐蚀速率越慢
• 工业中的腐蚀应使参数处于比较平缓的变化区域。以使
反应速度不致因为参数的微小变化造成较大的变化。
• IPA浓度应使用较低的水平，使反应速度控制在较理想
0%
5%
10%
• 当IPA的浓度从3%增加到10%时，反应速度会明显下降。
78℃
83℃
88℃
• 在同样的NaOH浓度下，当温度升高时，反应速度明显
加快。
• 多晶制绒反应的发生点为表面的缺陷点，如果过分完整
的表面反而无法制绒——水至清则无鱼。但是反过来，
制绒的情况也受表面状态影响很大，不容易控制。
3.1 单晶
3.1 多晶
4.制绒的化学原理
4.1 单晶
4.1.1 化学原理 利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有
不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形 成金字塔结构密布的表面形貌，就称为表面织构化。金 字塔的四面全是由〈111〉面包围形成。
4.1.2 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
6.1.1 单晶工艺控制方法
6.1.2 怎样才是“好”的金字塔
•在制绒过程中有三个变量需要控制：
•IPA浓度 •KOH or NaOH 浓度 •硅酸盐浓度
•其他需要控制的因素：
•温度（高低和均匀性） •时间 •水流（搅动或鼓泡）
•要控制的结果：
•金字塔的大小 •金字塔的铺满程度 •表面的花片
关键：降低硅片表面及溶液的界面能
制绒总结PPT课件
1. 轻微雨点，向制绒液中添加1-2瓶IPA延长反应 时间直至雨点消失。
2．雨点现象严重，添加1-2瓶IPA和0.3-0.6瓶NaOH 延长反应时间至雨点消失。
3．该现象非常严重，该筐硅片返工，该槽制绒液 重新配制。
绒面角锥体过大 类似水痕
如该现象普遍（每个制绒槽均
出现），可能是由原材料不纯 通知技术员，由技术员分析确认原因并解决。
10
危险化学品基础知识
１．定义： 危险化学品是指化学品中具有易燃、易爆、有毒及腐蚀等特性，会对人员、设施、环 境造成伤害或损害的化学品。 ２．分类：
危险化学品分为８类，即：爆炸品；压缩性气体和液化气体；易燃液体；易燃固 体、自燃物体；氧化剂和有机过氧化物；毒害品和感染性物品；放射性物品；腐蚀品。
11
单晶硅片四边都有白边
分，这部份对中间无白边部份 偏厚。换言之，整个硅片化学 反应不够均匀，中间部份反应
降低反应温度（关闭加热5min），延长反应时间直 至硅片表面全部发黑。
放热不易，导致反应激烈。
制绒 清洗
雨点状
有雨点状白色部份，显然该处 反应缓慢造成那一部份偏厚， 由 于 IPA 的 含 量 偏 低 无 法 及 时 带走氢气，造成氢气泡粘附或 氢气泡移动缓慢形成。
2HNO2 → NO+NO2+H2O 步骤II：SiO2+6HF → H2SiF6+2H2O 总反应方程式：Si+2HNO3+6HF → H2SiF6+NO+NO2+3H2O
8
4、影响绒面质量的关键因素：
酸浓度比例
好的绒面质量 受哪些因素控 制？
温度
其他 时间
9
5、绒面质量对后道的影响
制绒原理、工艺培训
10
结束语
绒面是由很多半球形状的“ 凹陷”组成，这些凹陷具 有 很好的陷光作用，因此极大地提高了mc-Si太阳电池的性 能。 在应用这种技术时，需要控制化学反应的剧烈程度， 以便更容易操作。蚀刻的时间也要进行优化，使得太阳 电池的电学参数达到最优。
11
（ 阳）
注意事项
KOH、HCl、HF、HNO3都是强腐蚀性、强刺激性的化学药 品，其溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、呼吸道，所以 操作时要按照规定穿戴防护服、防护面具、防护眼镜、长袖 胶皮手套。一旦有化学试剂伤害了员工的身体，马上用纯水 冲洗30分钟，然后送医院就医。
3
（ 阳）
化学清洗原理
HF去除硅片表面氧化层： 去除硅片表面氧化层： 去除硅片表面氧化层
SiO2 + 6HF → H 2 [SiF去除硅片表面金属杂质： 去除硅片表面金属杂质： 去除硅片表面金属杂质
盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与 Pt 2+、Au 3+、 Ag +、Cu +、Cd 2+、Hg 2+等金属离子形成可溶 于水的络合物。
（ 阳）
硅片制绒和清洗
（ 阳）
目录
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. 化学清洗原理 4. 工艺控制方法 5. 影响绒面质量的关键因素及分析 6. 安全注意事项
2
（ 阳）
概 述
硅片表面处理的目的： 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， 形成起伏不平的绒面，增加硅片对 太阳光的吸收
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）
结束语
绒面是由很多半球形状的“ 凹陷”组成，这些凹陷具 有 很好的陷光作用，因此极大地提高了mc-Si太阳电池的性 能。 在应用这种技术时，需要控制化学反应的剧烈程度， 以便更容易操作。蚀刻的时间也要进行优化，使得太阳 电池的电学参数达到最优。
11
（ 阳）
注意事项
KOH、HCl、HF、HNO3都是强腐蚀性、强刺激性的化学药 品，其溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、呼吸道，所以 操作时要按照规定穿戴防护服、防护面具、防护眼镜、长袖 胶皮手套。一旦有化学试剂伤害了员工的身体，马上用纯水 冲洗30分钟，然后送医院就医。
3
（ 阳）
化学清洗原理
HF去除硅片表面氧化层： 去除硅片表面氧化层： 去除硅片表面氧化层
SiO2 + 6HF → H 2 [SiF去除硅片表面金属杂质： 去除硅片表面金属杂质： 去除硅片表面金属杂质
盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与 Pt 2+、Au 3+、 Ag +、Cu +、Cd 2+、Hg 2+等金属离子形成可溶 于水的络合物。
（ 阳）
硅片制绒和清洗
（ 阳）
目录
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. 化学清洗原理 4. 工艺控制方法 5. 影响绒面质量的关键因素及分析 6. 安全注意事项
2
（ 阳）
概 述
硅片表面处理的目的： 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， 形成起伏不平的绒面，增加硅片对 太阳光的吸收
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）
晶体硅太阳电池制绒工艺解读
酸制绒，利用强腐蚀性酸混合液的各向同性的腐蚀特 性对硅片表面进行腐蚀。
主要化学药品为：硝酸、氢氟酸
南安市三晶阳光电力有限公司 3.1 单晶
南安市三晶阳光电力有限公司
3.1 多晶
南安市三晶阳光电力有限公司
4.制绒的化学原理
4.1 单晶
4.1.1 化学原理 利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有
• 在此范围间，增加NaOH浓度会稍微增加反应速度。
南安市三晶阳光电力有限公司
0%
5%
10%
• 当IPA的浓度从3%增加到10%时，反应速度会明显下降。
南安市三晶阳光电力有限公司
78℃
83℃
88℃
• 在同样的NaOH浓度下，当温度升高时，反应速度明显
加快。
南安市三晶阳光电力有限公司
• 多晶制绒反应的发生点为表面的缺陷点，如果过分完整
南安市三晶阳光电力有限公司
9.单晶绒面不良的分析及措施
9.1 绒面不良分析
1、表面污点（包括手指印、残留物-IPA/NaOH/NaSiO3、 外来杂质、花篮印、水纹）； 2、表面发白； 3、表面发亮； 4、表面有规则的闪光； 5、表面有彗星现象； 6、表面无绒面； 7、表面绒面不均匀。
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总化学反应方程式为：
3Si 4HNO3 18HF 3H2[SiF6 ] 8H2O 4NO
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5.1 单晶制绒影响因素分析
硅的腐蚀速率与表面原子密度、晶格方向、掺杂浓度、 溶液成分、浓度、温度、搅拌等参数有关 5.1.1 影响因素
* NaOH及异丙醇浓度 • 制绒槽内硅酸钠的累计量 • 制绒反应的温度 • 制绒反应时间的长短 • 槽体密封程度、异丙醇的挥发程度
主要化学药品为：硝酸、氢氟酸
南安市三晶阳光电力有限公司 3.1 单晶
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3.1 多晶
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4.制绒的化学原理
4.1 单晶
4.1.1 化学原理 利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有
• 在此范围间，增加NaOH浓度会稍微增加反应速度。
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0%
5%
10%
• 当IPA的浓度从3%增加到10%时，反应速度会明显下降。
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83℃
88℃
• 在同样的NaOH浓度下，当温度升高时，反应速度明显
加快。
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• 多晶制绒反应的发生点为表面的缺陷点，如果过分完整
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9.单晶绒面不良的分析及措施
9.1 绒面不良分析
1、表面污点（包括手指印、残留物-IPA/NaOH/NaSiO3、 外来杂质、花篮印、水纹）； 2、表面发白； 3、表面发亮； 4、表面有规则的闪光； 5、表面有彗星现象； 6、表面无绒面； 7、表面绒面不均匀。
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总化学反应方程式为：
3Si 4HNO3 18HF 3H2[SiF6 ] 8H2O 4NO
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5.1 单晶制绒影响因素分析
硅的腐蚀速率与表面原子密度、晶格方向、掺杂浓度、 溶液成分、浓度、温度、搅拌等参数有关 5.1.1 影响因素
* NaOH及异丙醇浓度 • 制绒槽内硅酸钠的累计量 • 制绒反应的温度 • 制绒反应时间的长短 • 槽体密封程度、异丙醇的挥发程度
毛纺加工原理PPT课件
（二）罗拉梳理机的均匀与混合作用
1、混合作用
• 在罗拉梳理机上，当锡林上一部分纤维转移到工作辊上时， 由于工作辊表面速度比锡林慢，分布在锡林较广针面上的 纤维凝聚、转移至工作辊针面上，其凝聚倍数等于两者的 线速比，凝聚实现了纤维的混和与均匀。当工作辊上的纤 维层通过剥取辊作用而转回锡林时，又在锡林针面和锡林 带来的纤维铺层发生混和作用：
• 同时，由于烘干过程使纤维中的含水太少， 不利于后道加工中对纤维状态的要求，所 以，与油剂同时加入的还有一些水分，既 可以降低因摩擦而产生的静电现象，以减 少飞花及发生纤维网破断等现象、又可在 一定程度上软化纤维，达到提高制成率和 成纱质量的目的。
• 由于纤维原料中加入的油量很少，而纤维 的外表面积又很大，为了使油水能分成极 小的微细颗粒均匀地分布在纤维表面，于 是在油和水中加入一定量的乳化剂，使之 成为油在水中以微粒状分散的乳化液。随 着科学技术的发展，除使用广泛的乳化性 油剂外，已经开发了大量非乳化性油剂。
五、羊毛的梳理
（一）罗拉梳理机 的工作原理
• 羊毛的梳理是在 罗拉梳理机上进 行的。
毛纺与麻纺上使用的罗拉梳理机
• 工作原理如下：
• 罗拉梳理机的锡林1、工作辊2、剥取辊3组成了 梳理环．其中，速度关系为V，V，V，工作辊与 剥取辊作用区、锡林与剥取辊作用区的针布交差 配置，都为剥取作用。但在剥取辊与锡林作用区 内，它们针面的运动方向相同，称为同向剥取， 在工作辊与剥取辊作用区内，它们针面的运动方 向相反，称为异向剥取。
2、条子混合 （在针梳机上完成）
四、羊毛的开松与混合
• 毛纺生产中原毛的开松，一般使用2—3个 角钉滚筒开毛机，然后进行洗毛和烘毛。 洗净毛的开松混和是在和毛机上进行，该 机采用植有较密角钉的锡林和工作辊，使 洗净毛进一步开松混和。此外，也可利用 多滚筒梯形开松机来开松混和。因此，毛 纺中纤维的开松机件使用角钉较多。梳毛 机上包有锯齿针布的预梳部分，实质上也 属于开松。
制绒
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
多晶酸制绒
原 理 常 规 条 件 下 ， 硅 与 单 纯 的 HF 、 HNO3（ 硅 表 面 会 被 钝 化 ， 二 氧 化 硅 与
HNO3不 反应） 认为是 不反应 的。但 在两种 混合酸 的体系 中，硅 则可以 与溶液 进行持
续的 反应， 主要反 应原理 及步骤 如下： 1.硅的 氧化 硝酸 /亚硝 酸（ HNO2）将
制绒工序：
粗抛——漂洗——碱腐蚀——盐酸清洗——HF 清洗 粗抛的原理：
各个晶面在高浓度的碱溶液将不再具备有各向异性腐蚀特征。 粗抛目的：去除表面的机械损伤层及其杂质。 清洗目的：去除在硅片表面上粘附的杂质。
碱腐蚀原理：
利用低浓度碱溶液对晶体硅各个晶面腐蚀速率的不同，在硅表面腐蚀的形成角锥密布的 表面形貌，就称为表面织构化，俗称制绒。 角锥体四面全是由，<1 1 1>面包围形成。
硅来料的控制：
由于位错将对制绒效果有影响（标 A、B 的晶棒分别代表无位错与位错的晶棒）因此需要与 硅片车间协商，在包装时，不能将 ABC 的晶棒混合在一起（100 片小包装）将相同硅片尽量 放在一起。同时将标号相同放在同一箱内。 KOH、HCL、HF 都是强腐蚀的化学药品，其溶液蒸气会伤害人的皮肤、眼睛、呼吸道及操作 人员需要按照规定的穿戴防护服，防护面具、防护眼镜、长袖胶皮手套=一旦伤及身体 30 分钟清洗（纯净水）后进医院治疗。
制绒说明书
4.制绒的设备支持
• 制绒机采用13槽设计，每个槽各有相应的 作用： • 上料台 1预处理(超声波清洗） 2漂洗 （去离子水） 3去除切割损伤层 4漂 洗 5 6 7 8单晶绒面处理 9漂洗 10喷 淋（去离子水） 11酸处理 12漂洗 13喷淋 要加热的槽： • 1槽 55 ℃ • 3槽 80~85 ℃ • 5~8槽 78~86 ℃
2.制绒的基本原理
• 利用（100）晶面的单晶硅片在低浓度碱溶 液中的各项异性腐蚀性在表面形成类似 “金字塔”状的绒面。 • 显微镜下观察X500：
2.制绒的基本原理
• 主要化学方程式： • • 2NaOH + Si + H2O
Na2SiO3 + 2H2 ↑
3.制绒的药品支持
• 制绒用到的化学药品主要有以下几种： • 1. 碱NaOH（或KOH）:对硅片进行化学反应 • 2. 异丙醇（CH3）2CHOH：溶液中起到缓冲剂 的作用。 • 3.硅酸钠Na2SiO3 ：反应产物，也是反应诱 导剂。 • 4.乙醇C2H5OH：作用同异丙醇。 • 5.酸HF和HCl：预酸洗。
6.常见问题及可能产生后果
• 3.花篮印：硅片与花篮接触紧密，反应不 到位，可能会造成花片。 • 4.雨点：气体产物不能及时放出，阻碍反 应的进一步进行，可能会造成花片。 • 5.水痕：硅酸钠积累太多，醇的量少。 • 6.色差：反应不足，可能会造成花片。
7.注意事项
• 制绒的性质决定了它的特殊的生产环境， 所以在生产中我们要特别注意一些问题： • 1.酸碱防护：酸碱化学药品都具有很强的 腐蚀性，也是员工最常接触的东西，所以 要做好充分的防护，避免造成伤害。 • 2.机器操作：由于制绒过程中有时需要人 工干预操作，所以机器的正确操作很关键。
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25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
制绒原理及工艺
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
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21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚