多晶酸制绒原理

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制绒设备基本原理培训

制绒设备基本原理培训
制绒设备基本原理培训
2019/3/30
晋能清洁能源科技有限公司
培训目录
一.前清洗工序的目的 二.前清洗工艺步骤 三.前清洗设备组成 四.前清洗设备开关机步骤 五.前清洗设备换药液流程 六.设备日常维护
晋能清洁能源科技有限公司
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一 制绒的目的及原理(1)
根据工艺方法不同,制绒可分为碱制绒(仅适用于单晶硅制绒)和酸制绒(可用于单晶和多晶硅表面 的制绒)。捷佳创设备为酸制绒设备,其目的主要有: 去除硅片表面的机械损伤层(来自硅棒切割的物理损伤) 清楚表面油污(利用HF)和金属杂质(利用HCL) 形成起伏不平的绒面,增加对太阳光的吸收,增加PN结面积,提高短路电流(Isc),最终提高电池光电 转换效率。
工艺段位:上料台+酸腐蚀/制绒段+喷淋段+酸洗段+喷淋段+烘干段+下料台
管路系统:包括纯水管路、自动补、配液管路、废液排放管路、压缩空气管路、循环管路等 抽风系统:包括抽风管道、抽风管路、叶阀等
冷却系统:包括品牌冷水机、冷冻水循环管路、热交换器等
干燥系统:包括高压鼓风机、过滤器、吹风管等 电控系统:包括电控箱、电路、工控机、控制程序等
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酸洗段
• • • 处理方式:循环溢流 处理介质:HF+HCL+H2O2 功能描述:硅片通过滚道水平输送,采用循环溢流功能进行清洗,溢流时硅片浸没在液面 下,溢流水回到副槽再循环利用。 • 示意图:

多晶硅制绒原理

多晶硅制绒原理

多晶硅制绒原理

多晶硅是一种晶体结构材料,其由大量晶粒组成。晶粒之间存在着微小的空隙,这些空隙可以用来储存气体或液体。在多晶硅制绒过程中,首先需要选择合适的多晶硅材料,并进行初步加工,使其形成一定厚度的硅片。然后,将硅片置于特殊的环境中,通过一系列的处理步骤,使硅片中的晶粒逐渐变得更加细小。

多晶硅制绒的关键步骤是热处理。通过控制温度和时间,可以使硅片中的晶粒发生再结晶,从而得到更加均匀细小的晶粒。在热处理过程中,晶粒的表面能量会减小,使得晶粒之间的空隙逐渐变得更小。同时,热处理还能使硅片整体变得更加柔软,便于后续的加工。

在热处理完成后,需要进行切割和清洗等步骤,以得到所需的细纤维制品。切割可以采用机械或化学方法,将硅片切割成所需的形状和尺寸。清洗过程中,需要去除硅片表面的氧化物和杂质,以保证制绒的质量。

多晶硅制绒的制备过程需要严格控制各个步骤的参数。例如,在热处理过程中,温度和时间的选择会直接影响晶粒的尺寸和分布。过高或过低的温度都可能导致制绒效果不理想。此外,切割和清洗等步骤也需要注意操作条件和材料的选择,以避免对制绒质量产生不良影响。

多晶硅制绒具有许多优点。首先,多晶硅制绒可以制备出细纤维,其尺寸可以控制在纳米级别,具有很高的比表面积。这使得多晶硅制绒在吸附、催化、传感等领域具有广泛的应用前景。其次,多晶硅制绒的制备过程相对简单,成本较低,可以进行大规模生产。最后,多晶硅制绒的制品具有较好的化学稳定性和机械强度,能够适应各种环境和使用条件。

多晶硅制绒是一种基于多晶硅材料的细纤维制备技术。其原理基于多晶硅的特殊性质和制备工艺,通过热处理等步骤使硅片中的晶粒变得更加细小和均匀。多晶硅制绒具有制备简单、成本低、应用广泛等优点,是一种有着广泛应用前景的制备技术。

制绒

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

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

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,

多晶硅片的表面清洗与制绒

多晶硅片的表面清洗与制绒

多晶硅片的表面清洗与制绒

摘要:太阳能电池生产过程中采用硅片作为基底,对硅片的制绒清洗属于第

一道工序,主要目的有两个:①去除硅片表面杂志损伤层,②在硅片表面腐蚀出

微观绒面结构。本文在不同生产参数变化情况下对减薄量、反射率、电池效率等

参数进行跟踪,通过D8反射仪、Haml测试仪进行测试和表征。通过多组试验数

据可得到最优链式多晶硅清洗制绒工艺。

关键词:太阳能电池;清洗制绒;减薄量;反射率

0.引言

清洗制绒是多晶硅生产的首要环节,在清洗制绒过程中形成微观蠕虫状绒面

结构,通过此结构减少光的反射,提高短路电流,增加PN结面积,提升开路电压,是提高太阳能电池转换效率的重要途径。

多晶硅的晶向属于多向性,常采用的清洗制绒方式为酸性溶液各向同性腐蚀,也是目前最常用的批量生产方案[[1].2]。在酸性溶液中主要是是HF与HNO3两种,

其中HF主要取其酸性作用,HNO3主要是取其氧化性强的作用,两者结合形成强

氧化性酸溶液对硅片进行腐蚀[[]3.4.5]。主要反映过程如下:

3Si+4HNO3→3SiO2+2H2O+4NO ↑ (1)

SiO2+4HF→SiF4+2H2O (2)

SiF4+4HF→H2SiF6 (3)

本文所有技术跟踪全部在链式酸制绒设备上进行,多晶硅片进入设备后,酸

腐蚀反应开始在硅片表面发生,因损伤层的深浅不一形成不规则的蠕虫状绒面结构。为得到较低的反射率,本文通过对不同影响因素的调整来进行验证,争取得

到最优清洗制绒工艺。

1.实验流程设计

选取同锭切割硅片进行分组,共分2组,每组选取1000片,进行如下实验安排:

制绒工艺规程

制绒工艺规程
文件名称
多晶制绒工艺规范
部门
众达工艺部
文件类型
内部技术文件
一、目的:
硅片在切割过程中会在表面形成大约10μm厚的损伤层,这一层因为与硅片基体的状态已经不同,基本上已经剥离于集体,会严重影响半导体器件(太阳电池)的性能。清洗工序制绒工艺就是利用硅片的这一层损伤层,通过硝酸对其氧化制绒,形成高低不平的表面,大大增加电池片表面的受光面积,减少反射,从而提高太阳电池的转换效率。
4、RENA工艺操作规范:
1)减薄量控制范围:156正常片0.38~0.42g/pcs;返工片0.08~0.12g/pcs,125正常片0.23~0.28g/pcs;返工片0.06~0.09g/pcs。
2)带速控制范围:1.3~1.5m/min,建议控制在1.35m/min。
3)制绒槽温度控制范围:正常片设定值8℃,波动区间7~9℃;返工片设定值5℃,波动区间4~6℃。
2、设备准备:确认设备能正常运行,工艺温度、冷却水、压缩空气等压力及流量正常。
3、原材料准备:硅片需经抽检合格后方可投入,将不合格硅片挑拣出来。常见的不合格片包括:崩边、缺角、裂纹、锯痕、手印、孔洞、微晶、含氮化硅的硅片等。
4、工装工具准备:备齐用于工艺生产的PVC手套、口罩。
5、工艺准备:确认设定的制绒工艺名称及参数正确无误。
5、库特勒工艺操作规范:
八、安全操作:制绒工序大量使用强酸、碱等化学药品,了解酸、碱的知识对安全生产是十分必要的。酸碱对人体和衣物有强烈的腐蚀作用,而且有些有毒性和氧化作用。

多晶制绒工艺

多晶制绒工艺
1.HNO3和HF不同体积比对减薄量的影响
影响多晶制绒绒面结构因素分析
2.HNO3和HF不同比例对反射率的影响
影响多晶制绒绒面结构因素分析
3.温度对腐蚀速率的影响
影响多晶制绒绒面结构因素分析
4.减薄量对电池性能参量的影响wk.baidu.com
影响多晶制绒绒面结构因素分析
4.减薄量对电池性能参量的影响
影响多晶制绒绒面结构因素分析
多晶制绒设备
目前常使用多晶制绒都是链式设备 常用的厂家有: 1.Schimid 2.库特勒 3.RENA 我们选用的是 无锡库特勒
库特勒制绒 设备
库特勒制绒设备结构及工艺说明
槽号
1 2 3 4 5 6 7 8
功能
清洗 制绒 水漂洗 去除杂质中和 水漂洗 无 HF(49%)70L 无 NaOH(20%)30L 无
多晶制绒
• 目前,多晶硅绒面的制备技术主要有机械刻槽、等离 子刻蚀和各向同性酸腐蚀.机械刻槽和等离子刻蚀制 备出的绒面陷光效果非常好,但需要相对复杂的处理 工序和昂贵的加工系统,不能满足大批量生产的要求. 酸腐蚀绒面技术可以比较容易地整合到当前的太阳 电池处理工序中,而且应用起来基本上是成本最低、 最有可能广泛应用的多晶硅太阳电池绒面技术.我们 采用多晶硅酸腐蚀制绒技术
药品
无 HNO3(69%)150L 无 无 无 HCl(38%)56L 无 无

多晶硅的制绒工艺

多晶硅的制绒工艺

实验展望
由于受本人水平和时间等原因的限制,研究的深度和广度非常 有限,还有很多非常有意义的工作有待进一步展开: • 腐蚀时间和反应溶液的温度对绒面的形成至关重要,因此,要进一 步观察试验并进一步优化反应条件。 气泡状的腐蚀坑是否还和反应过程中产生的气泡有关还有待进一步 试验。 关于多晶硅片表面形貌,优化表面陷光作用,提高太阳电池的光电转 换效率。预期在表面生产SiNx 减反射膜(ARC) 后,反射率会进一步 下降。
Si + 2 H2O + nh + →SiO2 + 4 H+ + (4 - n) e SiO2 + 6 HF →H2SiF6 + 2 H2O
阴极:
HNO3 + 3 H+ →NO + 2 H2O + 3h +
总反应式为:
3Si + 4 HNO3 + 18 HF →3 H2 SiF6 + 4NO +8 H2O + 3 (4 - n) h + + 3 (4 - n) e -
酸性溶液中各组分作用
酸腐蚀液为HF、HNO3和去离子水按一定比例混合而成,其 中HNO3为强氧化剂,在反应中提供反应所需要的空穴; HF的作用是与反应的中间产物SiO2反应生成络合物H2SiF6 以促进反应进行; 去离子水对反应起缓冲作用; 反应中还会生成少量的HNO2 ,它能促进反应的发生,因此 这是一种自催化反应。

硅片表面制绒

硅片表面制绒

硅片表面制绒

制绒

目录简介

分类单晶制绒多晶酸制绒

制绒目的和作用

展开

编辑本段简介

制绒,光伏行业术语,处理硅片的一种工艺方法,硅太阳能电池片生产的首道工序。

编辑本段分类

按硅原料分类状况可分为单晶制绒与多晶制绒;按腐蚀液的酸碱性可分为酸制绒与碱制绒。

单晶制绒

原理单晶硅片在一定浓度范围的碱溶液中被腐蚀时是各向异性的,不同晶向上的腐蚀速率不一样。利用这一原理,将特定晶向的单晶硅片放入碱溶液中腐蚀,即可在硅片表面产生出许多细小的金字塔状外观,这一过程称为单晶碱制绒。

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(快反应)Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O(快反应)

(第一步的主反应)4HNO3+NO+H2O=6HNO2(快反应)只要有少量的二氧化氮

生成,就会和水反应变成亚硝酸,只要少量的一氧化氮生成,就会和硝酸、水反应很快地生成亚硝酸,亚硝酸会很快的将硅氧化,生成一氧化氮,一

氧化氮又与硝酸、水反应。。。这样一系列化学反应最终的结果是造成硅

的表面被快速氧化,硝酸被还原成氮氧化物。2.二氧化硅的溶解二氧化硅

多晶电池基本流程及常识.

多晶电池基本流程及常识.

多晶电池制造基本流程及常识

技术部:张东升

两部分主要内容:

•一.多晶电池基本结构及发电原理。

•二.各生产工序工艺要点、质量控制及工艺优化。

一.多晶电池基本结构及发电原理• 1.多晶电池基本结构。

几个重要组成部分及作用:

• 1.1 P-N结:

• P-N结是构成太阳能电池的最基本结构。其最主要作用就是将光照产生的电池-空穴对分开,在其内建电场的作用下在结的两端产生电势差。

• 1.2 绒面:

•所谓的绒面就是一层可以有效降低电池表面光的反射率的结构,多晶绒面微观结构类似于蜂窝,但单晶绒面比较有规律,成规则的金字塔结构。绒面的位置在电池上表面N型层的上面,氮化硅膜的下面。

多晶绒面微观图

• 1.3减反射膜:

•我公司使用的减反射膜使用氮化硅结构。主要作用就是利用光的折射原理减少光的反射,另外一个重要的作用就是利用其对硅片表面的不饱和键进行钝化,以有效减少电池表面的复合中心。

• 1.4铝背场:

•顾名思义,铝背场就是在电池的背面的一层铝结构。其除了对背面有一定的钝化作用外,其对透射到背面的光和少数载流子有一定的反射作用,使其对电池效率有贡献。故使用好的铝浆会提高电池的电流和电压。

• 1.5 电极

•电池的电极位于电池的上下两个面,其基本作用就是有效得将电池产生的电荷导出,并与外电路连接。

2.电池发电原理:如下图

•发电过程分为以下几个步骤:

• 1.光照的吸收:太阳光经过氮化硅膜的投射之后到达电池的上表面。在光子能量E≥hν(其中ν与硅基体有关)情况下,这部分光子可以激发出电子-空穴对,电子-空穴对大部分产生在电池的上表面,其产生数量随着深度的增加而迅速减少。

电池片制绒工艺流程

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

多晶酸制绒工艺文件

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”。

制绒

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。

制绒基础知识

制绒基础知识

制绒基础知识

1:什么是制绒?

制绒是利用硅的各向异性腐蚀特性在表面刻出类似与金字塔或者是蜂窝状的结构2:制绒的目的

1):利用限光原理减少光的反射,提高。2):增加PN 结的面积

单晶碱制绒多晶酸制绒

3、绒面不良分析及改进

现象:表面有指纹残留原因:在包装时人为的接触硅片

解决方法: IPA可以起到一定效果,但是不能杜绝,需要硅片车间配合

现象:硅片表面有大量的药液残留原因: IPA

加入过多解决方法:重新清洗

现象:在同一批片子中相同位置有类似于油污的污渍原因:来料问题,可能在硅片包装时引入

解决方法:与硅片车间协商解决

现象:表面有污渍原因:在制绒后反应残留物解决方法:重新清洗

现象:表面发白原因:刻蚀时间不够解决方法:通常延长刻蚀时间可以解决

现象:表面发沙原因:KOH 过量或者是刻蚀时间过长解决方法:适当降低碱液的用量及制绒时间

现象:硅片表面部分区域发白,有慧星现象发生

原因: IPA 偏少

解决方法 : 适当增加的用量

现象:硅片表面出现规则的绒面不良原因:可能是来料

解决方法:适当延长时间可以一定程度上减轻该现象

现象:表面有流星雨现象发生原因:来料解决方法:加大碱液用量

现象: 部分区域绒面良好,部分绒面表现为较难刻蚀

原因:来料原因

解决方法:加大碱液与IPA 的用量通常可以解决,具体加入量依据实际情况而定

多晶制绒原理及异常处理

多晶制绒原理及异常处理

多晶制绒原理-各槽体的作用介绍
制绒槽:现在使用的rena设备上料后直接进入制绒槽,制绒槽中硝酸 将硅表面氧化为二氧化硅;氢氟酸将二氧化硅腐蚀掉。
碱洗槽:利用碱液洗除多空硅(酸腐蚀易在多晶硅表面形成一层彩色 均匀的多空硅膜,这个多空硅膜具有极低的反射系数,但是它不利于p-n 结的形成和印刷电极,所以,一般使用稀释的碱液来去除这层多空硅 膜)。
溢流水槽超净清洗多晶制绒异常处理多晶制绒异常处理黑斑片黄斑片黄斑片流量计达到最底图图1流量计液位正常图图2风刀小硅片成片带水图图5正常图图6液位正常图图3喷淋管图图4多晶制绒异常处理二减重及反射率异常?平均减重偏低
多晶制绒原理及异常处理
多晶制绒原理
一、制绒的化学反应原理
Si+2HNO3=SiO2+H2O+NOX SiO2 +6HF=H2[SiF6]+2H2O 二、酸腐蚀法制备绒面的基本原理
多晶制绒异常处理
三、设备异常及机台报警的处理
5.酸洗槽循环泵流量异常 酸洗槽循环泵流量异常,为长时间 设备停产或不用,而槽子内部的酸 液没有排出,酸长时间挥发导致液 位变低,泵无法循环到药液,而流 量报警,解决措施为添加药液。
多晶制绒异常处理
三、设备异常及机台报警的处理
6.滚轮坏片与堵片 多晶制绒分为八道跑片,在正 常情况下应多观察碎片情况。 如果坏片应找出坏片的位置, 查看上滚轮与下滚轮那个地方 安装不符或某个滚轮不转动。 如果某道堵片应先通知放片人 员停止放片,在硅片到达下料 台后,清理并查找堵片的原因。
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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

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)及添加剂(硅酸钠、酒精

或异丙醇)组成的混合溶液。

⏹碱性物质发生电离或者水解出OH离子与硅发生反应,从而形成绒面。碱的适宜浓

度为5%以下。

⏹酒精或异丙醇有三个作用:a、协助氢气泡从硅片表面脱附;b、减缓硅的腐蚀速度;

c、调节各向异性因子。酒精或异丙醇的适宜浓度为5~10%。

4.2初抛液的要求

⏹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。

⏹另外为保证粗抛液浓度,需要定时补充一定量NaOH.

制绒液的要求:

⏹目前大多使用廉价的浓度约为1%-2%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面,腐蚀温度为

77-85℃。制绒时间10-15min左右,根据原材料的特性来配液就可以做出质量较好的绒面。

⏹为了获得均匀的绒面,还应在溶液中酌量添加异丙醇和专门的制绒添加剂作为络

合剂,以加快硅的腐蚀

理想单晶绒面控制要素

⏹ 1.科学合理的溶液配比浓度(NaOH浓度1%-2%)

⏹ 2.适合的温度(77-85 ℃)

⏹ 3.较短、合适制绒时间(600秒-900秒)

⏹为了维持生产良好的可从复性,并获得高的生产效率,要求我们比较透彻的了解

绒面的形成机理,控制对制绒过程影响较大的因素,在较短的时间内形成质量较好的金字塔容面.

影响制绒液稳定性的因素:

1、初配液NaOH浓度及异丙醇浓度

2、制绒槽内硅酸钠的累计量

3、制绒腐蚀的温度及制绒腐蚀时间的长短

4、中途NaOH和异丙醇的添加量

5、槽体密封程度、异丙醇的挥发程度

理想单晶绒面的要求

⏹1、绒面外观应清秀,不能有白点、发花、水印等

⏹2、金字塔大小均匀,单体尺寸在2~10чm之间

⏹3、相邻金字塔之间没有空隙,即覆盖率达100%。

⏹既可获得低的表面反射率,又有利于太阳能电池的后续制作.

多晶酸制绒生产过程控制

⏹酸腐方法对设备的要求较高,目前我们使用的是史密德在线式酸式制绒机,多晶制绒

的生产工艺步骤如下:

理想多晶绒面控制要素

⏹ 1.科学合理的溶液配比浓度(浓硝酸:氢氟酸=10:1---2:1) ⏹ 2.适合的反应槽温度 (6-8 ℃)

⏹ 3.合适的传送带速 (一般为1-1.5m/min).

⏹ 4.合适的单片的腐蚀重量. (一般0.5克-0.6克左右)

⏹ 在保证硅片腐蚀重量的前提下,围绕酸液浓度、传送带速、反应温度这三个因素

进行控制,一般情况下酸液浓度、反应温度都已恒定,操作人员只需根据单片的腐蚀重量来调整制绒机的带速,便可以保证多晶制绒的质量。

理想多晶绒面的质量要求

⏹ 1、绒面外观应清秀,不能有指纹印、暗纹(黑丝)要少. ⏹ 2、绒面大小均匀、反射率低于20%, (反射率0.1-0.2之间) ⏹ 3、多晶硅片单片腐蚀重量不超过0.6克左右.

⏹ 生产过程中须防止硅片腐蚀过多,否则硅片厚度不能保证,会产生许多暗纹(黑

丝),镀膜后会造成色差,而且碎片率高. ⏹

HCL 及HF 漂洗过程 HCL 漂洗过程

采用盐酸水溶液,HCl 可以去除硅片表面金属杂质及残留的NaOH :

盐酸具有酸和络合剂的双重作用,氯离子能与 Pt 铂 2+、Au 金 3+、Ag 银 +、Cu 铜 +、Cd 镉2+、Hg 汞2+等金属离子形成可溶于水的络合物。 HF 漂洗过程

一般采用HF 水溶液,有两种作用:

a 、去除硅片表面的氧化层,发生的反应如下:

HF 和HNO3混合溶液腐KOH 腐蚀

去离子水 漂洗

HF 和HCL 混合溶液腐蚀

去离子水 漂洗

去离子水 漂洗

氮气(压缩空气)吹干

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