太阳能电池刻蚀
晶体硅太阳能电池刻蚀工序工艺
CF4：无色无臭毒性气体。不燃,若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。吸入后可引起头痛、恶心呕吐、快速窒息等。
HF：无色透明至淡黄色冒烟的液体,有刺激性气味,具有弱酸性。腐蚀性强,对牙、骨损害较严重,对皮肤有强烈的腐蚀性作用。
HCL：无色透明液体,为一种强酸,具有挥发性。眼和皮肤接触可致灼伤,长期接触可引起鼻炎、皮肤损害等。
抽气
进气
辉光
抽气
清洗
抽气
充气
60
120
600
30
20
50
60
首先,母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子。 其次,这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面,并在表面上发生化学反应 掺入O2,提高刻蚀速率 。
干法刻蚀工艺过程：
2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
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晶体硅太阳能电池刻蚀工序工艺
目录
1、刻蚀的作用及方法； 2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品； 3、主要检测项目及标准； 4、常见问题及解决方法； 5、未来工艺的发展方向；
1、刻蚀的作用及方法
太阳电池生产流程：
清洗制绒
温度
常温
4℃
常温
20℃
常温
常温
常温
湿法刻蚀影响因素：带速、温度、槽液内各药液浓度、外围抽风、液面高度等。
2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
KUTLLER刻蚀设备特点： 先去PSG,后刻蚀。此种方法优点是避免了先刻蚀由于毛细作用,导致PECVD后出现白边。缺点是由于气相腐蚀的原因,在刻蚀后方阻会上升。
湿法刻蚀毕业论文
苏州市职业大学毕业设计（论文）说明书设计（论文）题目太阳能电池片湿刻蚀的应用系电子信息工程系专业班级08电气2姓名李华宁学号*********指导教师孙洪年月日太阳能电池片湿刻蚀的应用摘要湿刻就是湿法刻蚀，它是一种刻蚀方法，主要在较为平整的膜面上刻出绒面，从而增加光程，减少光的反射，刻蚀可用稀释的盐酸等。
湿法刻蚀是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术。
它是一种纯化学刻蚀，具有优良的选择性，刻蚀完当前薄膜就会停止，而不会损坏下面一层其他材料的薄膜。
着重研究各种化学品的流量对电池片刻蚀深度的影响。
首先查看各种资料，掌握本课题相关的知识:通过对氢氟酸，硝酸，盐酸，氢氧化钠等化学品流量，温度，湿度等对太阳能电池片的影响。
通过技术软件分析，优化工艺参数，得到最优参数。
关键词：湿法刻蚀；腐蚀；流量；太阳能电池Solar cell wet etching applicationAbstractWet carved is wet etching, it is a kind of etching method, mainly in the relatively flat membrane surface, thereby increasing suede carving out process, reduce light light reflection, etching available dilute hydrochloric acid etc. Wet etching is will etching materials soaked in a mordant within the corrosion of technology. It is a kind of pure chemical etching, has excellent selectivity, etching the current film will cease, and won't damaged following a layer of film to other materials. Research on various chemicals to the flow the influence of battery piece etching depth. First check all kinds of material, grasps this topic relevant knowledge: by hydrofluoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, sodium hydroxide etc chemicals flow, temperature, humidity and so on the influence of solar cell. Through technology software analysis, optimization of process parameters, obtain optimal parameters.Keyword:wet etching; Corrosion; Flow; Solar battery目录摘要 (1)目录 (3)第一章前言 (5)第二章湿法刻蚀及成长工艺 (8)2.1湿法刻蚀的基本过程 (8)2.2 主要的化学反应 (8)2.3 湿法刻蚀的生长工艺 (8)2.3.1湿法刻蚀的定义 (8)2.3.2 湿法刻蚀的原理 (8)第三章刻蚀的应用 (10)3.1 湿法刻蚀硅 (10)3.2 湿法刻蚀二氧化硅 (11)3.3 湿法刻蚀氮化硅 (11)3.4 湿法刻蚀铝 (12)3.5 图形生成的LIFT－OFF技术 (12)3.5.1 Lift-off的原理 (12)3.5.2 Lift-off的好处 (13)3.5.3 为lift-off而作的模板层 (13)3.5.4 lift-off工艺过程 (13)第四章刻蚀的重要参数 (15)4.1 刻蚀速率 (15)4.2 刻蚀剖面 (15)4.3 刻蚀偏差 (15)4.4 选择比 (15)4.5 均匀性 (16)4.6 残留物 (16)4.7 聚合物 (17)4.8 等离子体诱导损伤 (17)4.9 颗粒沾污 (17)第五章湿法刻蚀工艺技术 (18)5.1 简述 (18)5.2 湿法刻蚀 (18)5.3 湿法刻蚀的过程 (18)5.4 二氧化硅的湿法刻蚀 (18)5.4.1 影响腐蚀质量的因素 (19)5.5 硅的刻蚀 (19)第六章刻蚀技术新进展 (21)6.1 四甲基氢氧化铵(TMAH)湿法刻蚀 (21)6．2 软刻蚀 (21)6.3 终点检测 (22)6.3.1光学放射频谱分析 (22)6.3.2激光干涉测量 (22)6.3.3质谱分析法 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第一章前言湿刻就是湿法刻蚀：是刻蚀的一种方法,其他的有干刻蚀，等离子刻蚀等。
太阳能电池-制绒湿法刻蚀质量问题及处理方法
制绒质量问题：1、水片；出现原因：硅片在设备内部过工艺时发生破碎，造成此道后继的硅片出现连片；解决方法：将带水的硅片取出，用纯水清洗干净，放在片盒中置于M07模组后面晾干，同时用干净的无尘布将出现水片的的滚轮与卸载机械手的皮带擦拭干净，防止后继干燥的硅片再次被滴落在设备上的水污染；将水片晾干后，M2循环泵停，再过一次氢氧化钾与M6槽；2、黄斑片出现原因：多孔硅没有去除干净，M4槽的液位低浸没不到硅片或者是M4槽的电导率低，或者氢氧化钾量不足造成解决方法：将出现问题的硅片卡下，检查设备有无问题，电导率与药液的浓度是否正确，同样不过氢氟酸与硝酸，只过氢氧化钾与M6槽3、亮片出现原因：出现亮片很多都是在做再利用时候出现，由于腐蚀量过多造成解决方法：将亮片卡下，作为不合格片上交二级库；4、做再利用时出现水片的处理方法在做再利用时出现水片，切忌不能在M2循环泵没关闭的情况下直接投入，否则会造成出现亮片5、腐蚀量不合格的硅片：（1）、腐蚀量低的硅片，上下表面可能会比较暗，感觉就像扩散后的硅片出现原因：M2槽内药液浓度低，带速过高，温度过低，液位不足等都有可能造成硅片腐蚀不足；解决方法：将出现问题的硅片卡下，上交二级库作为再利用片（2）、腐蚀量过高的硅片，可能会出现上下表面均有暗纹，并且暗纹很多；也有可能会出现发亮的硅片；出现原因：M2槽药液浓度过高，带速过低，温度过高造成腐蚀量过高解决方法：将出现问题的硅片卡下，上报跟班技术员；如果是硅片双面制绒，可能是氢氟酸含量过多造成；如果是发亮的硅片可能是硝酸浓度过高造成；6、白斑片，硅片表面有一块快的白斑出现原因：可能是M2槽后的风刀压力太大，将药液吹干成盐造成解决方法：调整风刀压力7、水点片，当硅片从M7出来后可能会带有一些小水滴在上面出现原因：M7的风刀没有将硅片吹干解决方法：停机，检查风刀是否给堵塞住造成；湿法刻蚀工序其实一段时间以来，出了不少工艺上的问题，主要体现在：●腐蚀量低；主要表现在：㈠维护完，新配药液，没有充分的激活，药液里面的NO2离子不足，解决方法：可以放一些碎片在药液槽内进行激活，也可以将一些NaNO2放入药液槽，增加药液的活性，直到腐蚀量达到工艺要求，抑或是手动去添加3-5L的HF 去解决腐蚀量低的问题，此种情况需要不断的去测试腐蚀量，直到腐蚀量稳定后，才能生产。
光伏电池---硅片的刻蚀..
3.3 酸洗槽
HF循环冲刷喷淋中和前道碱洗后残留在硅片表面
的碱液，去除硅片表面的磷硅玻璃，主要发生下列化 学反应：
HF+SiO2→ H2SiF6 + H2O
四、工艺常见问题以及解决方法
4.1、腐蚀深度：工艺控制在1.2±0.2μm
检测仪器：电子称 腐蚀深度是表征片子刻通与否的一个重要参数，通 过测量刻蚀前后片子减薄量，可以计算出腐蚀深度，根 据具体测量情况可以改变工艺参数:
自动补液 调整自动补液的周期以及自动补液量（HF
HNO3），补液周期越短，补液量越大，腐蚀深度越大， 反之。 手动补液 可以手动添加化学品（HF HNO3 DI水），一 般在腐蚀深度偏差较大时进行手动补液，一般在换液初
期和槽体寿命快到时。
4.2、刻蚀线：可能出现过刻或刻蚀不足的情况，一般不超
槽体温度 原则上温度控制在8度，一般上下浮动1-2度，调整梯度为0.5-1 度，温度升高腐蚀深度增加，反之。温度可以作为刻蚀速率的调节手段， 但是这是最后的手段。由于温度较高的情况下，刻蚀溶液在刻蚀槽时会不 稳定，所以一般不宜长时间超过10度，当前我们的补液能保证刻蚀速率不 下降，所以我们无需调高刻蚀溶液的温度。 滚轴速度 原则上带速控制在1.0-1.5m/min，调整梯度式0.1-0.2 m/min， 速度越快，腐蚀深度越小，反之。
注意：扩散面须向上放置， H2SO4硫酸不参与反应， 仅仅是增加氢离子浓度，加快反应，增加溶液黏度 （增大溶液与PSG薄层间的界面张力）和溶液密度， 使硅片很好的浮于反应液上（仅上边缘2mm左右和下 表面与液体接触）。
3.2 碱洗槽
KOH喷淋中和前道刻蚀后残留在硅片表面的酸液，
去除硅片表面的多孔硅及其杂质，去除扩散形成的染 色，KOH溶液依靠冷却水降温保持在20℃左右，主要 发生下列化学反应： Si+2KOH+H2O = K2SiO3+2H2↑
光伏电池---硅片的刻蚀
边缘刻蚀原理反应方程式： 3Si + 4HNO3+18HF =3H2 [SiF6] + 4NO2 ↑ + 8H2O
6
LOREM IPSUM DOLOR
2.2 去PSG原理：
SiO2+4HF=SiF4+2H2O SiF4+2HF=H2[SiF6] SiO2+ 6HF=H2[SiF6]+2H2O 去PSG工序检验方法： 当硅片从HF槽出来时，观察其表面是否脱水，如果脱水， 则表明磷硅玻璃已去除干净；如果表面还沾有水珠，则表明源自 完成安排的其他工作
工程师：
关注当天的效率、碎片率、良品率等参数、化学品用量，对于出现的外观不良、漏电或是 效率低下等异常，及时联系其余工序的工程师进行排查。
确定工艺方案与工艺控制参数（腐蚀量、刻蚀线宽），药液使用寿命以及设备维护周期， 上报主管工程师。 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。 定期进行刻蚀参数优化实验或是安排刻蚀异常时的排查实验，根据实验结果提出改进措施。 负责编写刻蚀工段的工艺文件、作业指导书，并组织相关人员进行学习。
作为工艺人员在生产过程中，如果发现机器碎片，
一方面应该提醒产线员工注意放片规范，减少叠片和歪 片；另一方面，应巡查上述主要地方，及时找到并清理 在设备中残留的碎片，杜绝更多碎片的产生。
4.4 吹不干 调整吹干气体流量，无效果，通知设备。
当班过程中，检查生产人员的无尘服穿戴、
上下片操作手法以及工艺卫生状况是否符合要求，
太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测
太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测——表面制绒——扩散制结——去磷硅玻璃——等离子刻蚀——镀减反射膜——丝网印刷——快速烧结等。
具体介绍如下：一、硅片检测硅片是太阳能电池片的载体，硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低，因此需要对来料硅片进行检测。
该工序主要用来对硅片的一些技术参数进行在线测量，这些参数主要包括硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹等。
该组设备分自动上下料、硅片传输、系统整合部分和四个检测模块。
其中，光伏硅片检测仪对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸和对角线等外观参数；微裂纹检测模块用来检测硅片的内部微裂纹；另外还有两个检测模组，其中一个在线测试模组主要测试硅片体电阻率和硅片类型，另一个模块用于检测硅片的少子寿命。
在进行少子寿命和电阻率检测之前，需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测，并自动剔除破损硅片。
硅片检测设备能够自动装片和卸片，并且能够将不合格品放到固定位置，从而提高检测精度和效率。
二、表面制绒单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀，在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。
由于入射光在表面的多次反射和折射，增加了光的吸收，提高了电池的短路电流和转换效率。
硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液，可用的碱有氢氧化钠，氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。
大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅，腐蚀温度为70-85℃。
为了获得均匀的绒面，还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂，以加快硅的腐蚀。
制备绒面前，硅片须先进行初步表面腐蚀，用碱性或酸性腐蚀液蚀去约20～25μm，在腐蚀绒面后，进行一般的化学清洗。
经过表面准备的硅片都不宜在水中久存，以防沾污，应尽快扩散制结。
三、扩散制结太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换，而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。
管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。
光伏电池刻蚀原理
光伏电池刻蚀原理
光伏电池是一种利用光能转化为电能的装置，其核心部件就是光伏电池片。
而光伏电池片的制作过程中，刻蚀技术起着至关重要的作用。
那么，光伏电池刻蚀是如何进行的呢？下面就让我们来揭开刻蚀的神秘面纱。
刻蚀技术是通过化学反应来去除光伏电池片表面一定厚度的材料，以达到制作所需结构的目的。
在光伏电池片的制作过程中，刻蚀主要分为湿法刻蚀和干法刻蚀两种方式。
湿法刻蚀是指通过溶液中的化学反应来去除电池片表面的材料。
在湿法刻蚀过程中，首先需要选择合适的刻蚀液，常见的有盐酸、氢氟酸等。
然后，将待刻蚀的电池片浸泡在刻蚀液中，使其表面受到刻蚀。
不同的刻蚀液对应不同的刻蚀速率，因此需要根据需要调整刻蚀时间，以控制刻蚀深度。
干法刻蚀则是利用气体或等离子体来去除电池片表面的材料。
在干法刻蚀过程中，首先需要将电池片置于刻蚀室中，然后通过加热或施加高频电场等方式激活刻蚀气体，使其与电池片表面发生反应。
刻蚀气体会将电池片表面的材料剥离，并排出刻蚀室外。
通过刻蚀技术，可以实现对光伏电池片表面形貌的精确控制，从而提高光伏电池的光吸收能力和转换效率。
刻蚀可以去除电池片表面的微结构缺陷，使其表面更加光滑。
同时，刻蚀还可以调节电池片的厚度，以达到最佳的光吸收效果。
总的来说，光伏电池刻蚀是一项重要的制造技术，通过刻蚀可以改善光伏电池片的光吸收能力和转换效率。
无论是湿法刻蚀还是干法刻蚀，都需要精确控制刻蚀参数，以实现最佳的刻蚀效果。
随着技术的不断发展，相信光伏电池的制造技术也会越来越先进，为人类提供更多清洁能源。
太阳能电池片生产流程解析
太阳能电池片生产流程解析一、概念太阳能电池：就是将太阳能转化为电能的半导体器件。
二、工艺流程太阳能电池工艺流程：清洗制绒→扩散→刻蚀→去PSG→ PECVD→丝网印刷→烧结→测试分档→分选→包装（一）、制绒和清洗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效率。
绒面腐蚀原理：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角锥体密布的表面形貌，就称为表面织构化。
角锥体四面全是由〈111〉面包围形成，反应式为：Si+2NaOH+H2O →NaSiO3+2H2↑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。
影响绒面质量的关键因素：1.NaOH浓度 2.异丙醇浓度 3.制绒槽内硅酸钠的累计量 4. 制绒腐蚀的温度 5.制绒腐蚀时间的长短 6.槽体密封程度7.异丙醇的挥发程度化学清洗原理HF去除硅片表面氧化层：SiO2 + 6HF → H2[SiF6] + 2H2OHCl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Pt2+、Au3+、 Ag+、Cu+、Cd2+、Hg2+等金属离子形成可溶于水的络合物。
★注意事项NaOH、HCl、HF都是强腐蚀性的化学药品，其固体颗粒、溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、呼吸道，所以操作人员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，送医院就医。
（二）、扩散太阳电池制造的核心工序——PN结（太阳电池的心脏）扩散的目的：形成PN结太阳能电池磷扩散方法1.三氯氧磷（POCl3）液态源扩散2.喷涂磷酸水溶液后链式扩散3.丝网印刷磷浆料后链式扩散，现大多采用的是第一种方法。
太阳能电池刻蚀原理
太阳能电池刻蚀原理太阳能电池是一种将太阳能直接转化为电能的装置，它起到了关键的作用，使得可再生能源的利用成为可能。
而太阳能电池的核心部件就是光伏电池芯片。
光伏电池芯片是由多层材料组成的薄片，其中的刻蚀工艺在制造过程中起到了至关重要的作用。
刻蚀是一种通过化学或物理手段将材料表面的一部分去除的加工方法。
在太阳能电池的制造过程中，刻蚀被广泛应用于光伏电池芯片的制备。
刻蚀的目的是为了改变材料的形状、尺寸和性能，从而提高光伏电池的效率。
在太阳能电池的制造中，常用的刻蚀方法有湿法刻蚀和干法刻蚀两种。
湿法刻蚀是利用化学溶液对材料表面进行腐蚀，以达到改变表面形态的目的。
干法刻蚀则是通过高能离子束或者等离子体对材料进行加工，使其表面发生形貌的变化。
光伏电池芯片的刻蚀主要是为了增加其表面积，从而增强光伏效应。
太阳能电池的工作原理是通过光子的能量激发材料中的电子，使其跃迁到导电层，形成电流。
而光伏电池芯片的表面积越大，能够吸收太阳光的能力就越强，从而产生的电流也就越大。
在制造光伏电池芯片时，刻蚀可以通过控制刻蚀液的浓度、温度和刻蚀时间来实现。
刻蚀液中的化学物质会与材料表面的原子相互作用，使其发生腐蚀。
通过调整刻蚀液的参数，可以控制刻蚀速率和刻蚀深度，从而达到理想的刻蚀效果。
刻蚀过程中还需要考虑材料的选择和掩膜的设计。
材料的选择要考虑其对刻蚀液的耐蚀性和刻蚀速率的影响。
而掩膜的设计则是为了保护不需要刻蚀的区域，防止刻蚀液对芯片其他部分的损伤。
刻蚀技术的发展对太阳能电池的制造起到了重要的推动作用。
通过刻蚀工艺的优化，可以实现光伏电池芯片表面的微纳结构调控，提高光的吸收能力，增加电流输出，从而提高太阳能电池的转化效率。
刻蚀是太阳能电池制造中不可或缺的工艺之一。
通过刻蚀，可以改变光伏电池芯片的表面形态和性能，提高光的吸收能力，增加电流输出。
刻蚀技术的不断发展和优化将进一步推动太阳能电池的性能提升和应用拓展。
晶体硅太阳能电池刻蚀工艺培训
刻蚀工艺培训
等离子刻蚀常见工艺问题
4.异常现象：刻饰边缘有小缺口，刻饰不均匀。 分析原因：由入射和反射功率不匹配引起的辉光功率不
稳定。
解决办法：该问题通常可通过两个调谐旋钮和功率旋钮
刻蚀工艺培训
➢ 湿法刻蚀优点： 1.避免使用有毒气体CF4。 2.背面更平整，背面反射率优于干刻，能更有效的利用长 波增加Isc。背场更均匀，减少了背面复合，从而提高太 阳能电池的Voc。
刻蚀工艺培训
刻蚀工艺参数
配槽
槽体及换 液周期
HF
2#（1天） 48L(24L/次
300L
*2次)
3#（14天） 30.4L(15.2
清洗
20℃ 常温
刻蚀工艺培训
➢ 湿法刻蚀影响因素：
带速、温度、槽体内各药液浓度、外围抽风、液面高度等。
➢ 检测工艺点： 1.方阻提升升在范围之内 2.减重在范围之内 3.3#槽药液浸入边缘在范围之内 4.片子是否吹干，表面状况是否良好
刻蚀工艺培训
➢ KUTLLER刻蚀设备特点： 先去PSG，后刻蚀。此种方法优点是避免了先刻蚀由于毛 细作用，导致PECVD后出现白边。缺点是由于气相腐蚀的 原因，在刻蚀后方阻会上升。
● 去PSG的原理：
SiO 2 6HF H2SiF6 2H2O
刻蚀工艺培训
去PSG的目的
去PSG 的目的
磷硅玻璃使硅片在空气中容易受潮， 导致电流的降低和功率的衰减
死层的存在大大增加了发射区电子 的复合，会导致少子寿命的降低
磷硅玻璃的存在使得PECVD后 产生色差
太阳能电池片激光刻蚀工艺
太阳能电池片激光刻蚀工艺激光刻蚀是太阳能电池片制造过程中的一项重要工艺，它能够在太阳能电池片上刻出细微的纹路，提高光电转换效率。
本文将详细介绍太阳能电池片激光刻蚀工艺的原理、应用和优势。
一、工艺原理太阳能电池片激光刻蚀工艺是利用激光的高能量密度和高定位精度，通过适当的激光参数控制，将激光能量精确聚焦在太阳能电池片表面上，使其局部区域受热并发生脱材、熔蚀等作用，形成一定深度和形状的纹理结构。
这种纹理结构能够有效地增加太阳能电池片的光吸收率，提高光电转换效率。
二、工艺步骤太阳能电池片激光刻蚀工艺一般包括以下几个步骤：1. 激光调参：根据太阳能电池片的材料和要求，选择合适的激光波长、功率和脉冲频率，以及适当的聚焦方式和扫描速度。
2. 准备工作：将太阳能电池片放置在刻蚀工作台上，并进行必要的清洁和处理，确保表面无尘、无油和无杂质。
3. 激光刻蚀：将激光器的光束聚焦在太阳能电池片表面的特定区域上，通过控制激光的扫描路径和功率密度，使其产生熔蚀和脱材作用，形成所需的纹理结构。
4. 清洗处理：刻蚀后的太阳能电池片需要进行清洗处理，以去除刻蚀过程中产生的残留物和杂质，保证电池片的表面干净整洁。
5. 检测与包装：对刻蚀后的太阳能电池片进行严格的检测，确保其质量符合要求。
通过包装和封装，保护太阳能电池片的表面免受机械损伤和环境污染。
三、工艺应用太阳能电池片激光刻蚀工艺广泛应用于太阳能电池片的制造过程中。
其主要应用于单晶硅、多晶硅和非晶硅等不同材料的太阳能电池片上。
激光刻蚀能够有效改善太阳能电池片的光吸收性能，提高光电转换效率，从而提高太阳能电池的发电能力。
同时，激光刻蚀还能够提高太阳能电池片的光稳定性和抗衰减能力，延长其使用寿命。
激光刻蚀工艺还可以实现对太阳能电池片纹理结构的调控，以适应不同太阳光入射角度的光吸收需求。
这种调控能够提高太阳能电池片在不同光照条件下的发电效率，增加太阳能电池的适应性和稳定性。
四、工艺优势太阳能电池片激光刻蚀工艺相比传统的化学刻蚀工艺具有以下几个优势：1. 高效性：激光刻蚀工艺可以实现对太阳能电池片的快速、精确刻蚀，提高生产效率。
太阳能电池刻蚀
感应器报警
Reset复位，复位无效，报告设备处理
开机后M8温度过低报警
关闭blower 3，达到设定温度后在打开
（二）工艺常见问题及解决方法
问题点
解决方法
片子有细小滚轮印
M8模组的温度过低，片子不干。可相应的调节热风和冷风泵的功率，使模组内温度达到38℃左右。注意上热风的功率总是大于下热风的功率。
目录
刻蚀的作用及方法刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品主要检测项目及标准常见问题及解决方法操作规范
一、刻蚀的作用及方法（一）太阳电池生产流程： 硅片生产线 电池生产线 组件生产线 刻蚀作为太阳能电池生产中的 N型 第三道工序其主要作用就是 去除扩散后硅片四周的N型硅， 防止漏电。 去PSG顾名思义就是去除扩散工 P型 序产生的磷硅玻璃层。反映方程 式如下： 扩散后硅片P的分布 SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
模组气体报警
按下气体报警器的reset键，然后按下SCHMID设备的消除键，报警解除
SCHMID重新启动后刻蚀深度较低
开机之前对M2模组手动加入一定比例的酸液，然后在酸槽内加入适量的激活片，20分钟后可开机测试刻蚀深度，也可同时降低传送片子的速度、升高温度来帮助提高刻蚀深度，待刻蚀深度正常后再调节参数至正常范围。
（二）刻蚀的制作方法：目前晶体硅太阳能电池一般采用干法和湿法两种刻蚀方法。1、干法刻蚀原理 干法刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物而被去除。它的优势在于快速的刻蚀速率同时可获得良好的物理形貌（这是各向同性反应）。2、湿法刻蚀原理 通过化学反应，由滚轮的携带药液在硅片非绒面刻蚀，经过一次硅片180 °的旋转从而形成一个刻痕，将所处位置的PN结刻断，以达到正面与背面绝缘的目的，同时进行选择性的刻蚀将扩散深的PN结变成一定深度的浅PN结，最后经过HF酸槽去除扩散工序产生的磷硅玻璃层。 大致的腐蚀机制是HNO3氧化生成SiO2，HF再去除SiO2。下面为化学反应式：（水在张力的作用下吸附在硅片表面） 3Si+4HNO3+18HF 3H2SiF6+4NO+8H2O 3Si+4HNO3 3SiO2+4NO+2H2OSiO2+4HF SiF4+2H2OSiF4+2HF H2SiF6
浅谈晶硅电池刻蚀去psg工序过刻情况
参考文献： [1] 王晓阳 . 城市轨道交通站台门系统绝缘方案研究与探讨 [J]. 现
代城市轨道交通 ,2019(02):19-23. [2] 胡芳铁 . 地铁站台屏蔽门控制器的故障分析与处理方法 [J]. 城
市轨道交通研究 ,2019,22(5):195-197.
134 中国设备工程 2019.12 ( 下 )
4 结语 综上所述，随着社会的不断发展以及科技的持续进步，
地铁站台门这一设备得以应用于城市轨道交通中，并为乘客 及乘务人员提供了方便，但绝缘问题一直是影响地铁站台门 安全性的问题之一，通过此次研究，并结合实际工作经验， 制定了一系列地铁站台门绝缘问题的处理措施，希望这些措 施能够为业内人士提供有效的借鉴，使地铁站台门的绝缘问
图1
1.2 去 PSG 目的 由 于 扩 散 过 程 中 氧 气 的 通 入， 硅 片 表 面 将 形 成 一 层
SiO2， 在 高 温 下 POCl3 与 O2 形 成 P2O5， 部 分 P 原 子 进 入 Si 取代部分晶格上的 Si 原子形成 N 型半导体，部分则留在了 SiO2 中形成了 PSG 磷硅玻璃。磷硅玻璃的存在将会影响电池 片的转化效率和外观。
在扩散工序中，理想的 P-N 结只出现在硅片正面，但是 扩散炉中硅片采用的是背靠背的扩散方式，硅片的所有表面 （包括边缘）都将不可避免地扩散上磷。P-N 结的正面收集 到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到 P-N 结背面， 造成短路，此短路通道等效于降低并联电阻。经过刻蚀工序， 硅片边缘带有的磷将会被去除干净，避免 P-N 结短路造成并 联电阻降低（图 1）。
及表面张力，浮力降低会使硅
片浸入药液，产生过刻；表面张力过大，溶液相对于挡板及滚
太阳能电池湿法刻蚀工艺的技术探讨
一、概述太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源产品，已经在全球范围内得到了广泛的应用。
太阳能电池的生产过程中，刻蚀工艺是其中的重要环节之一。
湿法刻蚀是太阳能电池刻蚀工艺中的一种重要手段，它通过化学溶液对硅片表面进行分子级的刻蚀，以提高太阳能电池的电池效率。
本文将就太阳能电池湿法刻蚀工艺的技术探讨进行详细阐述。
二、湿法刻蚀工艺的原理1. 刻蚀原理湿法刻蚀是利用化学溶液对硅片表面进行腐蚀，从而达到去除不需要的部分、形成想要的结构或形貌的目的。
在太阳能电池生产中，主要是通过湿法刻蚀来去除硅片表面的氧化层和局部受损区域，以提高硅片的电池转换效率。
2. 刻蚀液的选择刻蚀液的选择在湿法刻蚀工艺中起着至关重要的作用。
一般来说，常用的刻蚀液包括氢氟酸（HF）、硝酸（HNO3）、硝酸铜（Cu(NO3)2）、氢氧化钠（NaOH）等。
不同的刻蚀液有着不同的特性和刻蚀效果，需要根据具体的生产需求来选择合适的刻蚀液。
三、湿法刻蚀工艺的优缺点1. 优点（1）刻蚀速度快：湿法刻蚀工艺可以在较短的时间内完成对硅片的刻蚀，从而提高了生产效率；（2）成本低廉：相对于干法等其他刻蚀工艺，湿法刻蚀具有成本较低的优势；（3）刻蚀均匀性好：湿法刻蚀可以实现对硅片表面的均匀刻蚀，从而确保了生产出的太阳能电池具有较高的电池转换效率。
2. 缺点（1）刻蚀液处理难度大：湿法刻蚀所产生的废液需要进行严格的处理，以防止对环境造成污染；（2）刻蚀过程中对设备要求高：湿法刻蚀的具体过程中需要严格控制温度、浓度等参数，对设备的要求较高。
四、湿法刻蚀工艺的应用领域目前，湿法刻蚀工艺在太阳能电池的生产中得到了广泛应用。
湿法刻蚀工艺也逐渐应用于半导体器件、集成电路等领域。
五、湿法刻蚀工艺的发展趋势1. 环保化随着社会对环保要求的提高，湿法刻蚀工艺的发展趋势将更加倾向于环保化。
研究和开发更加环保的刻蚀液，减少废液的排放，将成为湿法刻蚀工艺未来的发展方向。
2. 自动化在硅片刻蚀过程中，自动化设备的应用将成为未来湿法刻蚀工艺的趋势。
太阳能电池湿法刻蚀工艺的技术探讨
太阳能电池湿法刻蚀工艺的技术探讨作者：闫英丽寇继成来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第11期摘要：现阶段太阳能电池湿法刻蚀工艺在太阳能生产中得到了广泛的应用，主要的原理是借助腐蚀液来完成刻蚀工作，其中由于存在滚轮以及液体张力，硅片会漂浮在刻蚀液液面上，之后和附近的物质产生刻蚀反应，如此可以实现一个良好的抛光效果以及刻蚀效果。
湿法刻蚀可以显著改善电池的电路以及电压，而且能够显著完善电池的实际情况。
在固定的波长范围中，背抛光太阳电池的背面反射率较高，因此可以使用更多的长波。
关键词：湿法刻蚀;光伏太阳能;磷硅玻璃层太阳能电池湿法刻蚀工艺属于常见的化学清洗措施，本文分析了太阳能电池湿法刻蚀工艺，之后介绍了相关的改善措施，可以看出，光伏太阳能电池片和相关的刻蚀方法，可以显著减小整体的污水处理难度。
1 太阳能电池湿法刻蚀工艺最开始针对光伏太阳能电池板的基底开展预处理，在这个时期就是借助氢氟酸溶液来消除存在的磷硅玻璃，磷硅玻璃层的主要成分就是磷氧化物以及硅氧化物，要是存在玻璃层，就会影响到碱性溶液和硅的反应，在进行预处理的时候，氢氟酸溶液可以有效地出去磷硅玻璃层，使得碱性溶液的刻蚀工作可以顺利地开展。
在基底主要就是硅片，在这个领域中，硅片制备太阳能电池技术是比较完善的，借助硅片可以确保其他的技术以及设备能够更加顺利的使用。
在这个时期，选择合理质量分数的氢氟酸溶液，实现对于背面磷硅玻璃层的去除，通过对于相关工艺和生产成本的分析可以看出，要想保障工艺的稳定性，就需要使得生产线中的氢氟酸槽质量分数在合理的范围中，如此可以有效地去除电池片表面的磷硅玻璃层，而且可以减少对于氢氟酸的使用，避免产生资源浪费的情况，这样也能够给之后污水处理提供更加可靠的保障。
预处理时期，也涉及到了借助去离子水来清洗光伏太阳能电池片的基底，清洗完毕，可以有效地去除存在基底背面的氢氟酸溶液和基底表面的各种产物。
不仅如此，可以防止多余的氢氟酸溶液和刻蚀的碱溶液出现中和的情况，这样能够保障碱性溶液的使用效率，而且能够提升企业的生产成本。
太阳能电池片激光刻蚀工艺
太阳能电池片激光刻蚀工艺随着能源危机的加剧和环境污染的日益严重，太阳能作为一种清洁、可再生的能源逐渐受到人们的关注。
而太阳能电池作为太阳能利用的关键设备，其效率和性能的提升对太阳能发电的发展至关重要。
而在太阳能电池的制造过程中，激光刻蚀工艺被广泛应用，可以提高电池片的光电转换效率。
太阳能电池片通常由硅材料制成，硅材料的光电转换效率取决于其表面的纹理和反射率。
而传统的刻蚀工艺采用酸蚀或碱蚀的方法，存在刻蚀不均匀、污染环境等问题。
相比之下，激光刻蚀工艺具有刻蚀速度快、刻蚀深度可控、无污染等优势，因此被广泛应用于太阳能电池片的制造中。
激光刻蚀工艺的基本原理是利用激光的高能量密度和聚焦性，通过光与物质的相互作用，将物质表面的部分材料蒸发或熔化，从而形成所需的微细结构。
在太阳能电池片的制造过程中，激光刻蚀被用于制造前表面纹理和背表面反射镀膜。
首先是制造前表面纹理。
太阳能电池片的前表面需要具有一定的纹理结构，以增加光的入射角度，提高光的吸收率。
激光刻蚀工艺可以通过调整激光的功率、脉冲宽度和扫描速度等参数，控制刻蚀深度和纹理形貌。
通常采用的是纳秒级激光脉冲，可以在较短的时间内实现高能量的刻蚀，形成均匀且规则的微细结构。
这种表面纹理结构可以提高光的散射效果，增加光与硅材料的相互作用，从而提高光电转换效率。
其次是背表面反射镀膜。
在太阳能电池片的制造过程中，为了提高光的吸收率，背表面需要进行反射镀膜。
激光刻蚀工艺可以实现在背表面形成微孔阵列，提高反射率。
通过调整激光的参数，可以控制微孔的形貌和分布，从而实现更高的反射率。
此外，激光刻蚀还可以在背表面形成一定的结构，以增加光的散射效果，提高光的吸收率。
除了在太阳能电池片制造中的应用，激光刻蚀工艺还可以应用于太阳能电池的后处理过程中。
例如，在电池片的反射镀膜过程中，激光刻蚀可以用于去除不均匀的镀膜层，提高反射率；在电池片的背面场银焊接过程中，激光刻蚀可以用于去除不良的焊接点，提高焊接质量和效率。
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2、湿法刻蚀原理
通过化学反应，由滚轮的携带药液在硅片非绒面刻蚀，经过一次硅片180 ° 的旋转从而形成一个刻痕，将所处位置的PN结刻断，以达到正面与背面绝缘 的目的，同时进行选择性的刻蚀将扩散深的PN结变成一定深度的浅PN结，最 后经过HF酸槽去除扩散工序产生的磷硅玻璃层。
大致的腐蚀机制是HNO3氧化生成SiO2，HF再去除SiO2。下面为化学反应式：
PSG的影响
1、磷硅玻璃的存在使得硅片在空气中表面容易受潮，导致 电流的降低和功率的衰减。
2、死层的存在大大增加了发射区电子的复合，会导致少子 寿命的降低，进而降低了Voc和Isc。
（二）刻蚀的制作方法：
目前晶体硅太阳能电池一般采用干法和湿法两种刻蚀方法。
1、干法刻蚀原理
干法刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或 游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应， 形成挥发性生成物而被去除。它的优势在于快速的刻蚀速率同时可获得良好 的物理形貌（这是各向同性反应）。
去PSG顾名思义就是去除扩散工 序产生的磷硅玻璃层。反映方程 式如下：
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
印
烧
刷
结
N型
电 池
组件生产线
P型 扩散后硅片P的分布
什么是PSG
意为含有P、P2O5的二氧化硅，由于在扩散过程中干氧 的通入，在硅片表面形成一层二氧化硅，在高温下POCL3与 O2形成P2O5后，部分P原子进入Si取代部分晶格上的Si原子 形成N型层，部分则留在了SiO2中形成PSG
DIwater
HF DIwater
去PSG、 疏水
烘干 硅片
常温 25℃、 常温 38℃ 22℃
（三）设备工作及工艺原理
M1：硅片首先经过1#模组的水流，水流将绒面覆盖，方才 进入2#模组，目的是防止酸腐蚀绒面；
M2：通过化学反应，由滚轮的携带药液在硅片非绒面刻蚀， 经过一次硅片180 °的旋转从而形成边缘刻痕，将所处位 置的PN结刻断，以达到正面与背面绝缘的目的；
四、常见问题及解决方法 （一）设备常见问题及解决方法
1、台达的常见问题及解决方法
问题点
台达卸载不吸片子 叠片的处理
可赛不能进入台达设备
解决方法
有碎片遮住传感器，及时清理传感器处的 碎片。如果不能恢复，重新启动台达卸载 设备。
及时在装载处拿出叠片，如果发现时叠片 已进入SCHMID设备，制绒叠片以原来绒 面为准重新制绒；刻蚀叠片暂留本区，待 二次制绒。
进水口堵塞导致，停止生产，立即 保设备 找设备更换，其他同M5 Reset复位，复位无效，报告设备 处理 关闭blower 3，达到设定温度后在 打开
（二）工艺常见问题及解决方法
问题点
片子有细小滚轮印
模组气体报警 SCHMID重新启动后刻蚀深度较低
扩散面为非制绒面
解决方法
M8模组的温度过低，片子不干。可相 应的调节热风和冷风泵的功率，使模 组内温度达到38℃左右。注意上热风 的功率总是大于下热风的功率。
槽体布局及工艺：
上片
操作方向 带速1.58m/min
上料 水流 刻蚀 水槽 碱槽 水槽 去 水槽 吹干 下料
台达 槽 槽
PSG
台达
槽
槽号 溶液 作用
温度
2#槽 3#槽 4#槽 5#槽
DIwater
常温
HF、 DIHNO3 water
刻蚀、 背面 抛光
14℃ 常温
KOH
去多 孔硅
25℃
6#槽 7#槽 8#槽 9#槽
（水在张力的作用下吸附在硅片表面）
3Si+4HNO3+18HF 3H2SiF6+4NO+8H2O
3Si+4HNO3 SiO2+4HF SiF4+2HF
3SiO2+4NO+2H2O SiF4+2H2O H2SiF6
二、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
（一）刻蚀的工艺设备：
SCHMID刻蚀机
（二）湿法刻蚀的流程及常用化学药品
太阳能电池生产 之
刻蚀&去PSG
目录
刻蚀的作用及方法 刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品 主要检测项目及标准 常见问题及解决方法 操作规范
一、刻蚀的作用及方法 （一）太阳电池生产流程：
硅
制扩
片
绒散
硅片生产线
刻
去
PEC
蚀
PSG
VD
电池生产线
刻蚀作为太阳能电池生产中的 第三道工序其主要作用就是 去除扩散后硅片四周的N型硅， 防止漏电。
重新放置可赛，注意位置不要偏斜；如果 可赛还是不能正常进入设备，重新启动台 达设备；如果可赛还是不能正常工作，可 能是可赛已将变形，需及时通知设备人员 修理以防止影响生产。（平时工作时注意 拿可赛的方式，需两手扣住可赛两端的小 孔，轻拿轻放，避免可赛螺丝松动和支杆 变形。不用的可赛及时放入氮气柜或平放 在小车上。）
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问题点
解决方法
可赛的放置方向
刻蚀卸载处的可赛均是白色方块 向下放置，刻蚀装载处的可赛是 白色方块向上放置。
皮带问题：台达自动断电、吸盘 (装载，原因分别为吸嘴破裂、线
失灵
路老化及松动)等报告设备修理。
传送带进片子歪
传送带将硅片送进可赛后会发现 有时可赛中的第50片是歪片，是 机器系统问题，需将电脑重新启 动即可。
350±100m³/h ＜5000ml每次，酌情 处理
调试方法
深度低减速；深度高加 速
深度低加温度；深度高 降低温度
不会变
深度低加大泵的功率； 深度高降低泵的功率
一般不调试
深度低加大补液量；深 度低加大补液量
三、主要检测项目及标准
1、新换药液后需等到槽温实际值到设定值时方可进行投 产（如药液温度，M8烘干温度，液面高度，电导率等）即 电脑屏幕显示正常的绿色时。
2、批量投产前需先投入测试片，以观察实际腐蚀深度。 当工艺稳定后每两小时进行一次腐蚀量测试，具体测量方 式如下：
先利用电子天平称量一片腐蚀前的重量，将此重量填 写在工序腐蚀深度记录表中，同时记录好日期、班次、称 重时间、传送速度，然后投入腐蚀槽运行工艺。刻蚀后取 出此称重片再称量腐蚀后硅片的重量，填入表格，利用电 子表格的公式直接求出腐蚀深度值。注：前后两次称量前 都要将电子天平置于零，且称量中要关好天平两侧的小门。
按下气体报警器的reset键，然后按下 SCHMID设备的消除键，报警解除
开机之前对M2模组手动加入一定比例 的酸液，然后在酸槽内加入适量的激 活片，20分钟后可开机测试刻蚀深度， 也可同时降低传送片子的速度、升高 温度来帮助提高刻蚀深度，待刻蚀深 度正常后再调节参数至正常范围。
以扩散面为准进行刻蚀
M3：电导率的高低是根据预警范围 进行调试的，达到正常为止，一般在 20ms为正常。 M6：电导率的调试和制绒M6的相似， 加减酸或加减Dl-water。
如出现20分钟以上的设备维修或空跑 需要停机或关闭M2的泵。否则挥发性
情况
的酸会通过排风排走，从而影响刻蚀
深度。
五、操作规范
可塞要轻拿轻放，并平整的放在推车上
M3：清洗； M4：通过KOH溶液去除硅片表面的多孔硅，并将从刻蚀模
组中携带的未冲洗干净的酸除去；
M5：清洗； M601：利用HF将硅片正面的磷硅玻璃层去除； M602：抛光硅片下表面，使能与铝背场形成好的欧姆接触； M7：清洗；
M8：烘干，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；
刻蚀装载处的可塞是白色方块向上放置，刻蚀卸 载处的可塞均是白色方块向下放置
手插片时要换干净的PVC手套，以免弄脏硅片
白色晶体，有强烈的腐蚀 性，有吸水性，可用作干 燥剂，溶于水同时放出大 量的热量
处理方法
少量接触立即用水清洗 若大量接触先擦拭干净后 用大量水冲洗
同上
同上
（五）影响工艺的因素及调试方法
影响因素 带速
温度
药液配比 液面高度
排风 补液量
控制4-26mm
SCHMID M3、M5、M7模组水流 过滤嘴阻塞，报告设备人员对其清
量过低
理即可
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问题点 泵流量低
chiller故障 刻蚀机M7海绵轮吸不净水 感应器报警 开机后M8温度过低报警
解决方法
此时要停进硅片，待机器中硅片全 部出来后，停机，钥匙转到维修模 式，将滤芯取出清洗干净。再装回 去，钥匙转回来，开机测试合格后 开始生产。
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问题点
异常停机中滞留的片子
刻蚀后片子有水痕印
刻蚀机M3、M6的电导率异常
解决方法
制绒中具有双面滚轮印的片子作废片 处理，具有单面滚轮印的片子以好面 为基础重新制绒；刻蚀中具有双面滚 轮印的片子作废片处理，具有单面滚 轮印的片子以无滚轮印面为下表面二 次制绒。
加大M1水膜的覆盖，同时观察M2模 组内的液面是不是过高，还有就是存 在氮气柜的片子时间是否太长，如时 间较长的话就会出现此情况
2、SCHMID常见问题及解决方法
问题点 刻蚀旋转台处碎片的处理
解决方法
刻蚀旋转台处的碎片会卡住旋转台 或是挡住旋转台处的传感器，从而 引起大量叠片，需立即停止进片子， 打开窗口，带上防酸手套取出叠片， 对旋转台处的碎片进行清理。
刻蚀机M1水流异常
如是水流量低可用工具将流水孔通 一通，或将阀门开大，如无效或无 水流情况直接报告设备处理。
M9：检测出片
（四）常用化学品的物理化学性质