制绒原理及工艺48页PPT
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
硅片制绒工艺 ppt课件
硅对碱的择优腐蚀是金字塔形成的本质，缺陷、沾 污、异丙醇及硅酸钠含量会影响金字塔的连续性及金字 塔大小。
ppt课件
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单晶制绒
绒面形成最终取决于两个因素：
经50sec腐蚀处理，硅片单面减薄量约3μm。采用上 述配比，不考虑损伤层影响，硅片不同晶面的腐蚀速率 比为: (110): (100): (111)=25：15：1，硅片不会因各向异性 产生预出绒，从而获得理想的预清洗结果。
缺点：油污片处理困难，清洗后表面残留物去除困难。
ppt课件
5
单晶制绒
预清洗原理： 2、① 1000gNaOH，65-70oC(超声)，3min；②1000g
尽管NaOH(KOH)，Na2SiO3，IPA(或乙醇)混合体系 制绒在工业中的应用已有近二十年，但制绒过程中各向 异性腐蚀以及绒面形成机理解释仍存争议，本文将列出 部分机理解释。
ppt课件
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单晶制绒
各向异性腐蚀机理：
1967年，Finne和Klein第一次提出了由OH-，H2O与 硅反应的各向异性反应过程的氧化还原方程式：
Na2SiO3+4L IPA，65oC，2min。
① 利用NaOH腐蚀配合超声对硅片表面颗粒进行去除； ② 通过SiO32-水解生成的H4SiO4(原硅酸)，以及IPA对硅片
制绒原理
半导体的光吸收原理：绝缘体和半导体在不受激发时仅存在束缚电子，束缚电子具有
一定的固有频率0w ,其值由电子跃迁的能量变化E ∆决定，0/'w E h =∆，
'h 为普朗克常数。当入射光波频率等于或接近于材料内束缚电子的固有频率时，束缚电子发生谐振，辐射出次波，形成较弱的反射波和较强的透射波。在这个谐振频率附近，材料的吸收系数和反射率均增加，出现反射和吸收峰值。而在其他频率下，均质的绝缘体和半导体按其本性应该是透明的，具有低的反射率，吸收系数也小。
实际的材料具有多个谐振频率，最重要的谐振相应于价带电子向导带的跃迁（带间跃迁）。为了激发带间跃迁，入射光子的能量应该至少等于带宽度。当带间跃迁产生身的载流子对（电子和空穴）的数量足够多时，它们反过来又可影响物质对光的吸收。绝缘体的禁带宽度，相应于真空紫外光的频率。而半导体的禁带宽度相应于光谱的可见光或红外光部分。此外半导体在光或热的作用下，其自由载流子浓度较高，出现了某些金属的光学性质（金属光学性质：金属自由电子基本处于材料表面，由菲涅耳公式可知光波在金属导体表面上的电场总是形成驻波波节，自由电子受到光波电磁场的强迫振动而产生次波，这些次波造成了强烈的反射波，反射了大部分的光。），因此若半导体自由载流子浓度过高将会似的半导体的光电转化效率降低。
制绒的目的是为了提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率,工业生产中通常采用酸或与碱溶液对晶体硅片在表面形成类似“金字塔”状的绒面,有效增强硅片对入射太阳光的吸收,从而提高光生电流密度。那么制做的绒面是如何对光吸收产生影响的呢？下面给出了详细的计算过程：
硅片制绒工艺PPT课件
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单晶制绒
各向异性腐蚀机理：
1967年，Finne和Klein第一次提出了由OH-，H2O与 硅反应的各向异性反应过程的氧化还原方程式： Si+2OH-+4H2O→Si(OH)62-+2H2；
1973年，Price提出硅的不同晶面的悬挂键密度可能 在各项异性腐蚀中起主要作用；
1975年，Kendall提出湿法腐蚀过程中，（111）较（ 100）面易生长钝化层；
槽式批量制绒方式比较适合单晶，但对多晶酸制绒 ，由于反应过程放热量很大，而多晶酸制绒又需要一个 低的制绒温度，因此对设备的冷却系统以及溶液循环系 统有很高的要求。
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多晶制绒
槽式多晶制绒：
设备改进方向： 1、花篮齿间距尽量大，降低单批生产硅片数量； 2、大流量，强循环酸液致冷； 3、制绒过程中酸循环。 工艺改进方向： 1、降低制绒过程热积累； 2、防止硅片表面酸雾形成。
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多晶制绒
多晶制绒工艺：
制绒原理： HNO3：HF：DI Water= 1：2.7：2
该配比制绒液利用硅片的染色腐蚀。染色腐蚀是指在 电化学腐蚀过程中，硅片的反应速率受硅片基体载流子 浓度影响很大。载流子浓度差异导致硅片腐蚀速率产生 差异，从而形成腐蚀坑，完成硅片的 制绒。 相比上一配比，该配比下硅片腐蚀速率非常快，对制 绒过程中温度要求进一步提高。同时，在该工艺下，硅 片表面颜色将变得较深。
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。
__制绒工艺__扩散工艺刻蚀工艺
扩散工艺流程
净化存储柜
TCA
传递窗 传递窗
刻蚀
装/卸片
净化操作 台
测试
TCA （C2Hபைடு நூலகம்Cl3）清洗 → 饱和 → 装片 → 送片 → 回温 → 扩散 → 关源、退舟→ 卸片 → 方块电阻测量
扩散工艺相关图片
插片
插片时必须穿好 洁净工作服。
净化工作 台
扩散工艺相关图片
载片盒 真空吸笔， 从载片盒 中吸取硅 片插到石 英舟内。
学习报告
电池片工艺流程 2011/2/14
太阳能电池片结构
太阳能电池分为单晶电池和多晶电池，但是它们 的结构基本一样，都有以下部分组成
表面细栅线 表面主栅线 绒面
蓝色氮化硅 扩散层 硅基体 铝硅形成背面
太阳能的电池片结构
单晶与多晶的区别： 当熔融的单质硅凝固硅原子以金刚石晶格排列成许 多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒而 形成单晶硅，若这些晶核长成晶取向不同的晶粒， 形成多晶硅。 单晶硅：纯度高，是一种良好 的半导体材料主要 用于制作半导体元件，多晶硅是制作单晶硅的材料 单晶硅与多晶硅的区别它们的原子结构排列：单晶 有序排列，多晶为无序排列
制绒
对单晶制绒影响的因子： 1、温度：温度过高，IPA挥发加剧，气泡印就会随之出现，这 样就大大减少了PN结的有效面积，反应加剧，还会出现片子的 漂浮，造成碎片率的增加；同时腐蚀速率过快，控制困难；温度 过低，腐蚀速率过慢，制绒周期延长； 制绒温度范围：75-90oC 2、IPA：(1).协助氢气的释放。IPA不足时，会导致氢气会粘附 在硅片表面，造成硅片漂浮。(2).减弱NaOH溶液对硅片的腐蚀 力度，调节各向因子。纯NaOH溶液在高温下对原子排列比较稀 疏的100晶面和比较致密的111晶面破坏比较大，各个晶面被腐 蚀而消融，IPA明显减弱NaOH的腐蚀强度，增加了腐蚀的各向 异性，有利于金字塔的成形。
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、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℃
制绒总结PPT学习课件
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。
1. 去除硅片表面损伤层 2. 降低太阳光的反射 3. 形成利于PN结平整性的绒面
3、多晶制绒原理
多晶硅采用酸制绒的方法，利用(HF+HNO3)混酸体系对多晶硅表面进行各向同性腐蚀。 酸性腐蚀的反应机制，包含两个步骤，首先，是利用硝酸(HNO3)强氧化作用来氧化 硅片表面，使硅表面生成一层(SIO2)，接下来硅晶表面所形成的氧化物(SIO2)，可 被氢氟酸(HF)络合成可溶性络合物而去除，因此硝酸是一种强氧化剂，氢氟酸则为 络合剂。 步骤I： Si+2HNO3 → SiO2+2HNO2
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。
仍有白边部份硅片反应不够充
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
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。
制绒原理及影响因素
Rena
捷佳创
制绒副槽对比
• rena
溢流管
• 捷佳创
溢流管
排液管
排液管
绿色
智慧 奉献
超越
硅片表 面质量 反应速率 搅拌 化学品浓度 添加剂
溶液温度
化学品浓度
化学药品浓度 HF:49% HNO3:69%
HNO3 500g/L 使用配方 246L 0.6L
HF 62g/L 52L 0.4L
DI-WATER
182L 0.05L
5:1:3
12℃
400g/L 原配方 197L 0.28L
120g/L 101L 0.42L 182L 0L 2:1:2 8℃
Rena与捷佳创比较
• 制冷方式 • 补液方式 • 液体循环方式
初始配液及补液方式
HF RENA 0.4L/100片 HNO3 0.6L/100片
捷佳创
0.3L/130片
0.22L/130片
热量
制冷机
制冷方式
• rena
制绒槽 制 冷 机
• 捷佳创
制绒槽
副槽
副槽
制
冷
机
储液罐对比
1.容积大小与流速的区别，易由于厂务原因造成补液超时 容积大小与流速的区别， 容积大小与流速的区别
制绒目的
1、去除多晶硅片表面的机械损伤层和氧化层; 2、去除表面油污及金属离子； 3、使硅片表面形成更加明显的凹凸面效果，增加光 在电池片表面的折射次数,增加对光的吸收
《多晶制绒工艺a》课件
可以采用喷淋或浸泡的方式进行水洗，根据实际 情况选择合适的水洗方式。
水洗效果评估
通过表面电导率、反射率和原子力显微镜等手段 对水洗效果进行评估。
碱处理
碱处理步骤
01
使用碱溶液对硅片表面进行Leabharlann Baidu蚀处理，进一步打开硅片表面的
微观结构，提高表面的粗糙度和活性。
碱种类选择
02
常用的碱包括氢氧化钠、氢氧化钾等，根据硅片表面的性质和
总结词
前沿研究，技术突破
详细描述
某实验室致力于多晶制绒工艺的前沿研究，不断探索新的工 艺技术和方法。通过深入研究多晶材料的特性，优化制绒工 艺参数，取得了多项技术突破。该实验室的研究成果为多晶 制绒工艺的发展提供了有力支持。
案例三
总结词
广泛应用，提升效率
VS
详细描述
多晶制绒工艺在太阳能电池领域具有广泛 的应用前景。通过多晶制绒工艺处理，太 阳能电池的光吸收性能得到显著提升，提 高了光电转换效率。随着技术的不断进步 和应用范围的扩大，多晶制绒工艺有望成 为太阳能电池产业发展的重要方向。
05
多晶制绒工艺案例分析
案例一：某公司多晶制绒工艺的应用
总结词
成功案例，技术成熟
详细描述
某公司在多晶制绒工艺方面取得了显著成果，通过不断的技术创新和优化，实现 了高效、低成本的生产。该公司的多晶制绒工艺在业界具有较高的知名度和认可 度，为太阳能电池行业的发展做出了重要贡献。
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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嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、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
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。