太阳能刻蚀篇
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
Excellent handout training template
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。
太阳能电池片激光刻蚀工艺
太阳能电池片激光刻蚀工艺
太阳能电池片激光刻蚀工艺是一种利用激光技术对太阳能电池片表面进行刻蚀的方法，主要用于改善太阳能电池的光电转换效率。
激光刻蚀可以在太阳能电池片表面形成微米级的纳米结构，从而增加太阳能电池的光吸收能力，提高光电转换效率。
具体工艺过程如下：
1. 调整激光参数：选择适当的激光参数，包括激光功率、激光频率、激光波长等，以控制刻蚀效果和去除的材料厚度。
2. 清洁表面：在刻蚀之前，需要对太阳能电池片表面进行清洁，以确保刻蚀效果的均匀性和一致性。
3. 激光刻蚀：将激光束聚焦到太阳能电池片表面的特定位置，通过控制激光的辐射能量和长度，使表面的材料被蒸发或溶解，形成纳米级的结构。
4. 清除残留物：刻蚀结束后，需要及时清除残留的刻蚀物，以防止对太阳能电池的影响。
太阳能电池片激光刻蚀工艺可以提高太阳能电池的光电转换效率，使其更好地吸收太阳光照射，从而提高太阳能发电效果。
此外，激光刻蚀工艺还可以实现对太阳能电池片的精确控制和定制化加工，使其适应不同的应用需求。
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。
1.晶体硅太阳能电池生产线刻蚀工序介绍
晶体硅太阳能电池生产线刻蚀工序介绍一、刻蚀工序基本作用目前常规太阳电池的生产流程如下：刻蚀作为太阳电池生产中的第三道工序，其主要作用是去除扩散后硅片四周的N型硅，防止漏电。
刻蚀一般情况下和去PSG联系在一起，去PSG 顾名思义，其作用是去掉扩散前的磷硅玻璃。
反应方程式如下：SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O具体的刻蚀示意图如下：▪二、刻蚀的基本分类以及一般工艺流程目前，晶体硅太阳电池一般采用干法和湿法两种刻蚀方法。
下面我们分开介绍两种刻蚀方法的差别：1）干法刻蚀干法刻蚀夜叫等离子刻蚀。
即采用等离子体轰击的方法进行的刻蚀。
随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液体和气体。
它们统称为物质的三态。
如果温度升高到10e4K甚至10e5K，分子间和原子间的运动十分剧烈，彼此间已难以束缚，原子中的电子因具有相当大的动能而摆脱原子核对它的束缚，成为自由电子，原子失去电子变成带正电的离子。
这样，物质就变成了一团由电子和带正电的的离子组成的混合物。
这种混合物叫等离子体。
它可以称为物质的第四态。
等离子产生一般有三种方法：具体到太阳能电池中，等离子刻蚀是采用高频辉光放电反应，即采用感应耦合的方式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）。
下图为干法刻蚀的示意图：▪干法刻蚀具体的工艺过程如下：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，即CF4→CF3，CF2，CF，F，C以及它们的离子。
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）。
具体的反应过程可参考下图：▪在实际的太阳能电池的生产过程中，干法刻蚀中影响因素主要是CF4，O2的流量，辉光时间，辉光功率。
下面表格为常规的等离子刻蚀所用工艺。
硅材料与太阳能电池课程讲座14-刻蚀工艺
留在了SiO2中形成PSG（磷硅玻璃）。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。
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。
磷硅玻璃的存在使得PECVD后产生色差,在PECVD工序将使镀的SIxNy容易发
少了背面复合，从而提高太阳能电池的Voc。
3、湿法刻蚀
刻蚀主要检测硅片的减薄量、上升的方阻、硅片边缘的PN型。
➢方阻上升：
四探
针测
试仪
所用仪器：四探针测试仪
方阻上升标准：方阻上升5个以内
➢减薄量：
所用仪器：电子天平
减薄量标准：多晶0.05-0.1克
➢硅片边缘的PN型：
所用仪器：冷热探针、
三探针
边缘PN型：显示P型
结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到
PN结的背面，而造成短路，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PN结短路造成并联电阻降低。
1、刻蚀工艺目的
2）去PSG目的
由于在扩散过程中氧的通入，在硅片表面形成一层SiO2，在高温下POCl3与O2
➢太阳电池生产流程：
硅片 清洗制绒
硅片生产线
扩散
刻蚀
去PSG
PECVD
印刷
烧结
电池生产线
电池
组件生产线
➢刻蚀作为太阳电池生产中的第三道工
序，其主要作用是去除扩散后硅片四
周的N型硅，防止漏电。
➢去PSG顾名思义，其作用是去掉扩
散前的磷硅玻璃。反应方程式如下：
太阳能电池刻蚀
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℃
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。
太阳能刻蚀篇完整版
太阳能刻蚀篇HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】太阳能电池片科普系列——刻蚀篇来源:北极星太阳能光伏网（独家）作者:陈雪松2017/11/22 11:31:21关键词::扩散过后的下一个工序是刻蚀，由于扩散采用背靠背扩散，硅片的边缘没有遮挡也被扩散上磷（边缘导通状态），PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路，太阳能电池片会因此失效。
同时此短路通道等效于降低并联电阻。
另外由于在扩散过程中氧的通入，硅片表面会形成一层二氧化硅，在扩散炉高温的作用下POCl3与O2形成的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PSG （磷硅玻璃）。
1、磷硅玻璃会使得电池片在空气中表面容易受潮，导致电流和功率的衰减；2、死层增加了发射区电子的复合，以致少子寿命的降低，进而降低了Voc和Isc；3、磷硅玻璃会使得PECVD后产生色差。
一、刻蚀的原理工艺流程：上片→蚀刻槽（H2SO4 HNO3 HF）→水洗→碱槽(KOH)→水洗→HF槽→水洗→下片刻蚀槽HNO3和HF的混合液体会对扩散后硅片的下表面及边缘进行腐蚀,以去除边缘的N型硅,打破硅片表面短路通路。
因此刻蚀对于液位高度的控制需要特别精确。
反应方程式：3Si + 4HNO3+18HF =3H2 [SiF6] + 4NO2 + 8H2O 去PSG磷硅玻璃的原理方程式：SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2[SiF6]SiO2+ 6HF=H2[SiF6]+2H2O当电池片从HF槽出来后，可观察其表面脱水情况，如果脱水效果良好，则代表磷硅玻璃已去除较干净；如果表面水珠较多，则代表磷硅玻璃未被去除干净，可添加适量HF到HF槽中。
二、刻蚀工序工艺指标管控当电池片经过刻蚀机台出来时，首先检查硅片表面，绒面是否明显斑迹，是否有药液残留。
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。
晶体硅太阳能电池生产线刻蚀工序介绍
晶体硅太阳能电池生产线刻蚀工序介绍一、刻蚀工序基本作用目前常规太阳电池的生产流程如下:刻蚀作为太阳电池生产中的第三道工序，其主要作用是去除扩散后硅片四周的N型硅，防止漏电。
刻蚀一般情况下和去PSG联系在一起，去PSG 顾名思义，其作用是去掉扩散前的磷硅玻璃。
反应方程式如下：SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O 具体的刻蚀示意图如下：二、刻蚀的基本分类以及一般工艺流程目前，晶体硅太阳电池一般采用干法和湿法两种刻蚀方法。
下面我们分开介绍两种刻蚀方法的差别：1）干法刻蚀干法刻蚀夜叫等离子刻蚀。
即采用等离子体轰击的方法进行的刻蚀。
随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液体和气体。
它们统称为物质的三态。
如果温度升高到10e4K甚至10e5K，分子间和原子间的运动十分剧烈，彼此间已难以束缚，原子中的电子因具有相当大的动能而摆脱原子核对它的束缚，成为自由电子，原子失去电子变成带正电的离子。
这样，物质就变成了一团由电子和带正电的的离子组成的混合物。
这种混合物叫等离子体。
它可以称为物质的第四态。
等离子产生一般有三种方法：（1）驿电耦合出）感陛瑞合（C）电磁波耦合具体到太阳能电池中，等离子刻蚀是采用高频辉光放电反应，即采用感应耦合的方式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）。
下图为干法刻蚀的示意图：干法刻蚀具体的工艺过程如下：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，即CF4-CF3, CF2, CF, F, C以及它们的离子。
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）。
具体的反应过程可参考下图：在实际的太阳能电池的生产过程中，干法刻蚀中影响因素主要是CF4, O2的 流量，辉光时间，辉光功率。
太阳能刻蚀篇
太阳能电池片科普系列——刻蚀篇来源:北极星太阳能光伏网（独家）作者:陈雪松2017/11/22 11:31:21关键词::扩散过后的下一个工序是刻蚀，由于扩散采用背靠背扩散，硅片的边缘没有遮挡也被扩散上磷（边缘导通状态），PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路，太阳能电池片会因此失效。
同时此短路通道等效于降低并联电阻。
另外由于在扩散过程中氧的通入，硅片表面会形成一层二氧化硅，在扩散炉高温的作用下POCl3与O2形成的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PSG（磷硅玻璃）。
1、磷硅玻璃会使得电池片在空气中表面容易受潮，导致电流和功率的衰减；2、死层增加了发射区电子的复合，以致少子寿命的降低，进而降低了Voc和Isc；3、磷硅玻璃会使得PECVD后产生色差。
一、刻蚀的原理工艺流程：上片→蚀刻槽（H2SO4 HNO3 HF）→水洗→碱槽(KOH)→水洗→HF槽→水洗→下片刻蚀槽HNO3和HF的混合液体会对扩散后硅片的下表面及边缘进行腐蚀,以去除边缘的N型硅,打破硅片表面短路通路。
因此刻蚀对于液位高度的控制需要特别精确。
反应方程式：3Si + 4HNO3+18HF =3H2 [SiF6] + 4NO2 + 8H2O去PSG磷硅玻璃的原理方程式：SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2[SiF6]SiO2+ 6HF=H2[SiF6]+2H2O当电池片从HF槽出来后，可观察其表面脱水情况，如果脱水效果良好，则代表磷硅玻璃已去除较干净；如果表面水珠较多，则代表磷硅玻璃未被去除干净，可添加适量HF到HF 槽中。
二、刻蚀工序工艺指标管控当电池片经过刻蚀机台出来时，首先检查硅片表面，绒面是否明显斑迹，是否有药液残留。
该工序一般要求面腐蚀深度控制在～μm范围内,同时硅片表面刻蚀宽度不超过2mm, 刻蚀边缘绝缘电阻大于1K欧姆。
晶体硅太阳能电池生产线刻蚀工序
ccoonnffiiddeennttiaial l
1、刻蚀的作用及方法
刻蚀制作方法：
目前，晶体硅太阳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） 。
晶体硅太阳能电池生产线 刻蚀工序培训
王大男
光伏电池评测中心
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；
ccoonnffiiddeennttiaial l
1、刻蚀的作用及方法
太阳电池生产流程：
三探针
边缘PN型：显示P型
冷热探针、三探针
ccoonnffiiddeennttiaial l
四探 针测 试仪
电子天平
3、主要检测项目及标准
冷热探针检测原理：
热探针和N型半导体接触时，将传导电子流向温 度较低的区域，使得热探针处电子缺少，因而其 电势相对于同一材料上的室温触电而言将是正的。 同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触 点而言将是负的。
产能： 125mm*125mm硅片：2180片/小时 156mm*156mm硅片：1800片/小时
KUTTLER设备外观及软件操作界面
ccoonnffiiddeennttiaial l
2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
槽体布局及工艺：
上片
操作方向，带速1.2m/min
太阳能电池刻蚀
叠片的处理
可赛不能进入台达设备
接上一页
问题点
可赛的放置方向
解决方法
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。 (装载，原因分别为吸嘴破裂、线 路老化及松动)等报告设备修理。 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。
水槽 吹干 下料 台达
7#槽 HF
8#槽 DIwater
9#槽
去PSG、 疏水 25℃、 常温 22℃
烘干 硅片 38℃
温度
（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； 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；
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 片
硅片生产线
制 绒
扩 散
刻 蚀
去
PSG
PEC VD
印 刷
烧 结
电 池
组件生产线
电池生产线
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
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。
1.晶体硅太阳能电池生产线刻蚀工序介绍
晶体硅太阳能电池生产线刻蚀工序介绍一、刻蚀工序基本作用目前常规太阳电池的生产流程如下：刻蚀作为太阳电池生产中的第三道工序，其主要作用是去除扩散后硅片四周的N型硅，防止漏电。
刻蚀一般情况下和去PSG联系在一起，去PSG 顾名思义，其作用是去掉扩散前的磷硅玻璃。
反应方程式如下：SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O具体的刻蚀示意图如下：二、刻蚀的基本分类以及一般工艺流程目前，晶体硅太阳电池一般采用干法和湿法两种刻蚀方法。
下面我们分开介绍两种刻蚀方法的差别：1）干法刻蚀干法刻蚀夜叫等离子刻蚀。
即采用等离子体轰击的方法进行的刻蚀。
随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液体和气体。
它们统称为物质的三态。
如果温度升高到10e4K甚至10e5K，分子间和原子间的运动十分剧烈，彼此间已难以束缚，原子中的电子因具有相当大的动能而摆脱原子核对它的束缚，成为自由电子，原子失去电子变成带正电的离子。
这样，物质就变成了一团由电子和带正电的的离子组成的混合物。
这种混合物叫等离子体。
它可以称为物质的第四态。
等离子产生一般有三种方法：具体到太阳能电池中，等离子刻蚀是采用高频辉光放电反应，即采用感应耦合的方式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）。
下图为干法刻蚀的示意图：干法刻蚀具体的工艺过程如下：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，即CF4→CF3，CF2，CF，F，C以及它们的离子。
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）。
具体的反应过程可参考下图：在实际的太阳能电池的生产过程中，干法刻蚀中影响因素主要是CF4，O2的流量，辉光时间，辉光功率。
下面表格为常规的等离子刻蚀所用工艺。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
太阳能刻蚀篇 Prepared on 24 November 2020
太阳能电池片科普系列——刻蚀篇
来源:北极星太阳能光伏网（独家）作者:陈雪松2017/11/22 11:31:21
关键词:
:扩散过后的下一个工序是刻蚀，由于扩散采用背靠背扩散，硅片的边缘没有遮挡也被扩散上磷（边缘导通状态），PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路，太阳能电池片会因此失效。
同时此短路通道等效于降低并联电阻。
另外由于在扩散过程中氧的通入，硅片表面会形成一层二氧化硅，在扩散炉高温的作用下POCl3与O2形成的
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PSG（磷硅玻璃）。
1、磷硅玻璃会使得电池片在空气中表面容易受潮，导致电流和功率的衰减；
2、死层增加了发射区电子的复合，以致少子寿命的降低，进而降低了Voc 和Isc；
3、磷硅玻璃会使得PECVD后产生色差。
一、刻蚀的原理
工艺流程：上片→蚀刻槽（H2SO4 HNO3 HF）→水洗→碱槽(KOH)→水洗→HF槽→水洗→下片
刻蚀槽HNO3和HF的混合液体会对扩散后硅片的下表面及边缘进行腐蚀,以去除边缘的N型硅,打破硅片表面短路通路。
因此刻蚀对于液位高度的控制需要特别精确。
反应方程式：
3Si + 4HNO3+18HF =3H2 [SiF6] + 4NO2 + 8H2O 去PSG磷硅玻璃的原理方程式：
SiO2+4HF=SiF4+2H2O
SiF4+2HF=H2[SiF6]
SiO2+ 6HF=H2[SiF6]+2H2O
当电池片从HF槽出来后，可观察其表面脱水情况，如果脱水效果良好，则代表磷硅玻璃已去除较干净；如果表面水珠较多，则代表磷硅玻璃未被去除干净，可添加适量HF到HF槽中。
二、刻蚀工序工艺指标管控
当电池片经过刻蚀机台出来时，首先检查硅片表面，绒面是否明显斑迹，是否有药液残留。
该工序一般要求面腐蚀深度控制在～μm范围内,同时硅片表面刻蚀宽度不超过2mm, 刻蚀边缘绝缘电阻大于1K欧姆。
对于刻蚀程度可以通过刻重来衡量——刻蚀前重量减去刻蚀后重量。
对于刻重的要求，不同公司有不同的要求，一般远小于制绒减薄量。
疏水性测试，刻蚀后电池片需要=定时抽检电池片疏水性，疏水性可反映扩散的好坏。
反射率，主要与刻重、电池片和药液有关
三、刻蚀车间常见事项
异常处理，刻蚀车间和制绒车间极其类似，机台叠片、碎片、吹不干、残留和色斑等常见问题等都极为相似，机台的维护、抽风、流量等引起的工艺问题类型也多相似。
1、纯水电导率检测、生产所用均为纯水，纯度不高将直接导致电池片严重的质量问题；
2、空气温度和洁净度，电池片是就像襁褓中的婴儿，任何风吹草动都会引起相当大的后果；
3、化学浓度分析，对制绒槽药液进行定期分析，以便调整。
4、返工分类，大过刻、小过刻等返工工艺不同，需要对返工进行区分，送至制绒车间。
四、总结
刻蚀车间的机器和制绒车间几乎是同样的，同样的RENA机器进行稍微的改动就可以使用在不要的工序，同样制绒车间面临的问题刻蚀车间也同样存在，维护繁琐，有安全隐患等（具体可参见太阳能电池片科普系列制绒篇）。
刻蚀也属于湿制程，对药液寿命、药液成分比例、外围都同样较为敏感，问题出现都是批量性的，问题处理上只能靠经验和数据。