太阳能电池制绒
太阳能电池制绒原理以及问题处理
中科院电工所 王文静
好的织构化的效果
很好的织构化 可以加强减反 射膜的效果
左图中蓝色线为抛光后的Si的反射图，经过不同织构化处理之后的反射图。 右图为在织构后再沉积SiNx:H薄膜的反射光谱图。
C.J.J. Tool , Presented at the 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Barcelona, Spain, 6-10 June 2005
T=200us
T=2us
绒面产生原理
腐蚀速率快慢由下列三个反应速度来决定。
1、腐蚀液流至被腐蚀物表面的移动速 率； 2、腐蚀液与被腐蚀物表面产生化学反 应的反应速率； 3、生成物从被腐蚀物表面离开的速率。
腐蚀的反应物和生成物是利用腐蚀液之浓度梯度然产生的扩散现象来 达到传质的目的。所以，1、3又可称为扩散限制溶解过程 （diffusion－limited dissolution），通过搅拌可以提高。2的速率 取决于腐蚀温度、材料、腐蚀液种类及浓度，和搅拌方式无关，被成 为反应限制溶解过程（reaction－rate limited dissolution）。各 向异性就是由化学反应的各向速率不同造成的。
槽体密封程度乙醇或异丙醇的挥发程度硅的刻蚀速率与表面原子密度晶格方向掺杂浓度腐蚀液成分浓度温度搅拌等参数有关扩散控制过程反应控制过程naoh溶液浓度反应温度制绒的根本ipa浓度nasio3浓度提高溶液浓稠度控制反应速度硅片表面原始状态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搅拌提高反应物疏运速度提高氢气泡脱附作用图4氢气泡作用图5不同ipa浓度下温度和naoh溶液浓度对反应速度的影响图6一定温度下naoh溶液浓度和ipa含量对反应速率的影响温度越高腐蚀速度越快腐蚀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对反射率的影响绒面的平均反射率随naoh浓度的变化图7naoh浓度对反射率的影响图8一定条件下naoh浓度和ipa含量对反射率的影响kohonlykohipakohsisolvedkohipasisolved反应15分钟时反射率反应45分钟时反射率和金字塔尺寸和均匀性没有密切关系取决于金字塔有没有布满关键因素的分析naoh的影响051555关键因素的分析温度的影响808590关键因素的分析ipa浓度的影响0510有机溶剂腐蚀tmah等无机溶剂腐蚀kohnaohipa乙醇溶液等新方法腐蚀液超声有利于获得更均匀更小的金字塔等离子体刻蚀等离子体法刻蚀形貌图布满整个硅片表面小而均匀lowdensitytexturehighdensitytexture两个方面实现1提高硅片表面的浸润能力如添加ipa或者把硅片进行酸或碱的腐蚀
太阳能电池清洗制绒流程
太阳能电池清洗制绒流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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晶体硅太阳能电池生产线清洗制绒工序
总结词
去除表面污垢，提高表面清洁度
详细描述
碱洗工序主要利用碱性溶液清洗硅片表面，去除油脂、污垢等杂质，提高表面的 清洁度和吸附能力，为后续的制绒工序提供良好的表面条件。
制绒流程
总结词
形成绒面结构，提高光吸收效率
详细描述
制绒工序是利用化学反应在硅片表面形成绒面结构，使入射光在硅片表面产生漫反射和散射，从而提高太阳能电 池的光吸收效率。制绒过程中需控制反应温度、时间和溶液浓度等参数，以保证绒面结构的均匀性和一致性。
硅片在生产过程中会沾染各种污 染物，如灰尘、油脂等，清洗制 绒的目的是将这些污染物去除，
恢复硅片表面的洁净。
去除切割损伤
晶体硅太阳能电池的制造过程中， 硅片需要进行切割，这个过程中会 在硅片表面产生损伤，清洗制绒可 以去除这些切割损伤。
增强表面活性
通过清洗制绒，可以去除硅片表面 的氧化层，暴露出新鲜的硅表面， 增强其表面活性。
定期进行应急演练，提高员工的应急 处理能力。
配备相应的应急处理设备和物资，如 急救箱、灭火器等。
在发生紧急情况时，应迅速采取相应 措施，确保人员安全和设备稳定。
环保措施及排放标准
清洗制绒过程中应采用环保型清洗剂，减少对环境的污 染。
定期对生产线进行清洁和维护，确保生产环境的整洁和 卫生。
废气、废液等废弃物应按照国家相关标准进行排放和处 理。
展方向。企业致力于研发环保型清洗制绒工艺，降低能源消耗和环境污
染。
03
高精度与高效率
为了提高产品质量和生产效率，生产线清洗制绒技术向高精度和高效率
方向发展。企业不断优化清洗制绒工艺，提高设备的精度和稳定性，实
现高效生产。
市场前景及竞争态势
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。
单晶硅太阳能电池的制绒方法
未经处理的单晶硅表面具有高反射率 ，通过制绒技术可以降低表面反射， 减少光能的损失，提高太阳能电池的 光电转换效率。
国内外研究现状
国外研究
国外对单晶硅太阳能电池的制绒技术进行了广泛的研究，提 出了多种制绒方法和工艺，包括酸腐蚀、碱腐蚀、激光刻蚀 等。其中，酸碱联合制绒工艺因其效果显著而得到广泛应用 。
废水处理和回收
建立废水处理设施，对废 水进行回收处理，实现废 水零排放。
05 结论与展望
研究结论
制绒方法优化
通过对比不同制绒工艺参数，发 现碱浓度、温度和时间等因素对 制绒效果具有显著影响。优化后 的制绒工艺可提高硅片表面绒面
结构的质量和效率。
表面形貌改善
研究结果显示，优化后的制绒工 艺能够获得更细小、更均匀的绒 面晶胞结构，显著提高了硅片表
03 实验结果与分析
实验结果
制备出单晶硅太阳能 电池，表面制绒后呈 现出明显的绒面结构 。
经过制绒处理，太阳 能电池的短路电流和 开路电压均有所提高 。
绒面结构增加了太阳 能电池的表面积，提 高了光的吸收效率。
结果分析
制绒处理能够改善单晶硅太阳 能电池的表面形貌，增加光吸 收面积。
通过对比实验，发现制绒处理 能够提高太阳能电池的性能。
效果。
04 讨论与优化建议
制绒工艺优化
01
02
03
工艺参数优化
通过调整制绒液浓度、浸 泡时间、清洗温度等工艺 参数，提高制绒效果。
设备改进
采用新型的制绒设备，提 高设备运行效率和稳定性 。
清洗技术改进
采用先进的清洗技术，如 超声波清洗、喷淋清洗等 ，提高清洗效果。
提高太阳能电池效率的途径
选用高质量硅材料
太阳能电池生产基本工艺流程
高效太阳能电池片生产工艺流程(1)制绒(正面)制绒的目的是在硅片表面形成金字塔的绒面，减少表面反射，增加硅片内部对太阳光的吸收，提高电池的光电转换效率；去除硅片表面的机械损伤层。
将购进的原材料硅片堆叠在一起(CoinStack)经分片装置分片后导入传送带，而后导入制绒机的槽式通道上。
制绒机的机械臂携带硅片依次通过预清洗槽、水洗槽、制绒槽、清洗槽、后清洗槽、水洗槽、酸洗槽、水洗槽、干燥槽，经过制绒剂液的腐蚀，硅片表面会形成均匀一致的绒面。
硅片制绒的各项操作均在密闭的槽式硅片制绒机中进行，整个操作过程自动运行。
①预清洗、纯水洗1合格硅片经自动倒片机将硅片有序导入湿法花篮内，湿法花篮经过自动化传输进入制绒机台首先进入浸没在前清洗槽内，常温采用纯水、H2O2、NaOH混合溶液配合超声波对硅片进行清洗，主要目的是清除硅片表面的污迹，主要防止硅片表面清洗不干净影响制绒效果。
预清洗后硅片再用纯水进行清洗后，进入制绒工序处理。
②制绒、纯水洗2一定浓度碱液对硅表面进行晶体的各向异性腐蚀，能形成表面2-5μm大小的金字塔，金字塔绒面具有优良的陷光和减反射效果(10-14%)。
碱槽中含一定浓度的NaOH和制绒添加剂，添加剂可降低硅片表面张力，改善硅片与NaOH液体的浸润效果以及促进氢气泡的释放，增强腐蚀的各向异性，使金字塔更加均匀一致，提高绒面的制作效果。
经过制绒后的硅片形成金字塔绒面，表面同时形成了一层纳米级的多孔硅层。
制绒面形成的化学方程式如下：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO2+2H2↑制绒处理后硅片再用纯水进行清洗后，进入酸洗工序处理。
③后清洗、纯水洗3后清洗工序采用稀盐酸将硅片表面的杂质清洗，中和硅片表面残余的NaOH,酸洗处理后硅片再用纯水进行清洗后，进入酸洗工序处理。
该工序化学方程式如下：HCl+NaOH=NaCl+2H2O④酸洗、纯水洗4在制绒后需使用稀酸溶液(HCl、HF混合溶液)进行高纯度清洗，HCl中和残余的氢氧化钠，HF的作用是去除硅片表面的氧化层使得硅片表面更加疏水，形成硅的络合物H2SiF2,通过与金属离子的络合作用将金属离子从硅片表面脱离，使得硅片的金属离子含量降低，为扩散制结做准备。
topcon工艺流程详细解读
TOPCon工艺流程详细解读一、清洗制绒1.1 清洗目的去除硅片表面的污垢和杂质，保证硅片表面的洁净度和均匀性，以便后续工艺的正常进行。
1.2 制绒原理利用硝酸和氢氟酸的混合溶液对硅片进行腐蚀，形成绒面结构，以增加硅片表面的陷光效应，提高太阳能电池的光电转换效率。
二、正面硼扩散2.1 硼扩散目的将硼元素注入硅片正面，形成P型半导体层，为后续的电极接触和钝化层沉积做准备。
2.2 硼扩散原理利用高温条件下的硼源扩散作用，将硼元素注入硅片正面。
三、BSG去除3.1 BSG去除目的去除硅片正面和背面的BSG（硼硅酸盐玻璃），以暴露出硅片的晶体结构，便于进行后续的工艺处理。
3.2 BSG去除原理利用化学腐蚀或机械研磨的方式，去除硅片正面和背面的BSG。
四、背面刻蚀4.1 背面刻蚀目的对硅片的背面进行机械研磨或化学腐蚀，以形成背面场结构，降低电池片的串联电阻，提高电池片的电流输出。
4.2 背面刻蚀原理利用机械研磨或化学腐蚀的方式，对硅片的背面进行减薄处理，形成背面场结构。
五、氧化层钝化接触制备5.1 氧化层钝化接触制备目的在硅片的正面形成氧化层，以钝化接触表面，同时增加一层绝缘层，防止电流短路。
5.2 氧化层钝化接触制备原理利用高温氧化作用，在硅片的正面形成一层氧化层，实现钝化接触表面的目的。
六、正面氧化铝沉积6.1 正面氧化铝沉积目的在硅片的正面沉积一层氧化铝薄膜，以提高硅片的抗反射能力和耐候性，同时保护硅片不受环境因素的影响。
6.2 正面氧化铝沉积原理物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）的方式，在硅片的正面沉积一层氧化铝薄膜。
七、正背面氮化硅沉积 7.1 正背面氮化硅沉积目的在硅片的正面和背面沉积一层氮化硅薄膜，以提高硅片的抗反射能力和耐候性八、丝网印刷8.1 丝网印刷目的利用丝网印刷技术将电极材料印涂在硅片表面，形成电极结构九、烧结 9.1 烧结目的通过高温烧结过程使电极材料与硅片表面形成良好的欧姆接触十、测试分选10.1 测试分选目的对太阳能电池片进行电性能测试和分选，保证产品的质量和性能一致性十一、其他注意事项在整个TOPCon工艺流程中，需要注意以下几点：1.严格控制各道工序的工艺参数和环境条件，确保工艺的稳定性和重复性；2.对于关键工艺步骤需进行严格的质量控制和检测，防止出现质量问题；3.不断优化工艺流程和设备配置，提高生产效率和产品质量；4.重视环境保护和安全生产，确保生产过程对环境不产生污染，同时保证员工的健康和安全。
太阳能电池-制绒工艺指导书
RENA制绒工艺操作规程序言为更好地保证Schmid制绒机的生产正常进行，稳定生产工艺，提高制绒工序产品质量，进一步保证电池产品性能，特制定本作业指导书，以使操作人员的工艺操作有章可循，规范统一，同时，还为新员工的上岗培训提供教材参考。
目录一、工艺目的二、使用范围三、责任四、设备及工具五、工艺原料及工艺要求六、工艺描述1、工艺原理2、制绒工艺流程3、工艺方案4、注意事项七、工艺准备八、工艺操作九、测试及检查十、安全操作附件1 积分球绒面反射率测试仪操作说明制绒工艺操作规程1、工艺目的：制绒工艺就是利用线锯切割时在硅片表面形成的损伤层及硅片表面的缺陷，通过硝酸与氢氟酸的混合溶液对硅片表面进行化学腐蚀。
使硅片在微观上形成高低不平的表面，增加电池片表面的受光面积，降低反射率，从而提高太阳电池的转换效率。
2、设备及工具：SCHIMID制绒机、电子天平、PVC手套、口罩、防护服、防护眼罩、防护套袖、橡胶手套、防酸碱胶鞋、methrohm浓度分析仪、D8绒面反射仪。
3、适用范围：电池车间制绒工序SCHIMID制绒设备4、职责：本工艺操作规程由工艺工程师负责制订、修改、解释5、工艺原料及工艺要求：合格的多晶硅片、HNO3（65%、电子级）、HF（49%、电子级）、KOH（50%、电子级）、HCl（37%、电子级）、DI水（大于15 MΩ·cm、6bar）、冷却水（4bar）、压缩空气（6 bar，除油、除水、除粉尘）、排风（0.01bar）、环境温度20℃～30℃、相对湿度40％～65％。
6、工艺描述：6.1、工艺原理：SCHIMID制绒工艺主要包括三部分：硝酸与氢氟酸混合液腐蚀→氢氧化钾腐蚀→盐酸与氢氟酸混合溶液清洗在制绒过程中，首先是硝酸与硅在损伤层与缺陷处发生化学反应，形成氧化硅，然后氢氟酸与氧化硅反应生成硅的络合物（H2SiF6）与水，这样去损伤层与制绒同时进行，从而缩短了工艺流程。
制绒之后的硅片经过KOH溶液去除硅片表面的多孔硅以及中和腐蚀槽中未清洗干净的酸液，再经过DI水冲洗去掉表面残留的碱液。
太阳能电池片制绒制程
太阳能硅片制绒制程清洗制程说明1.目的确保单晶硅片扩散前的清洗腐蚀的工艺处于稳定的受控状态2.使用范围适用于单晶硅片扩散前的清洗腐蚀工序3.责任本工艺说明由技术部负责4.硅片检验4.1 将包装箱打开，查看规格、电阻率、厚度、单多晶、厂家、编号是否符合要求；4.2 检查硅片是否有崩边、裂纹、针孔、缺角、油污、划痕、凹痕；(见附图一、二)4.3 将不合格品放置规定碎片盒子内，作统一处理。
5.装片（见附图三）5.1 片盒保持干净，片盒底部衬以海绵，将硅片插入片盒中，每盒最多插25片硅片。
5.2 禁止手与片盒、硅片直接接触，必须戴塑料洁净手套或乳胶手套操作。
每插100张硅片，需更换手套。
5.3 操作中严禁工作服与硅片和片盒接触。
6.上料（见附图四）6.1 硅片插完后，取出片盒底部的海绵，扣好压条。
6.2 将已插好硅片的片盒整齐、有序的装入包塑的不锈钢花篮中，每篮12个片盒，片盒之间有适当的间隔。
7化学腐蚀液的配制7.1 准备：将各槽中破损硅片等杂质清除，用去离子水将各槽壁冲洗干净。
7.2 配制：向5、6、8、10#槽中注满去离子水，1-4、7、9#槽中注入约一半深度的去离子水，按照“7.3”比例分别向各槽加入指定量的化学药品，再注去离子水达到指定的高度。
7.4 配制溶液要求：7.4.1 配料顺序：1#槽按水、氢氧化钠的顺序；2-4#槽按硅酸钠、氢氧化钠、异丙醇的顺序。
7#槽按水、氢氟酸、水的顺序；9#槽按水、盐酸、水的顺序。
7.4.2 时间要求：2-4#槽按硅酸钠、氢氧化钠配制完毕后，需等待10分钟之后硅酸钠、氢氧化钠完全溶解后，才能加异丙醇。
1#槽配制完毕后,温度达到工艺要求之后，同时2-4#槽的其中一槽加硅酸钠、氢氧化钠10分钟后，才可进硅片。
7.4.3 异丙醇加液要求：需用塑料管或漏斗将异丙醇加到制绒槽的底部，在硅片进入1#槽之后才能加异丙醇，减少异丙醇的挥发。
8.各化学药品规格及要求8.1 氢氧化钠：电子纯，容量500克/瓶，浓度≥98%。
太阳能电池制绒
内容提要
• 电池片原料的选择 • 多晶硅片制绒工艺的选择 • 多晶硅片酸制绒的基本原理 • Schmid设备制绒流程介绍 • 清洗后片子的检测
一、电池片原料的选择
硅的晶体类型
单晶硅
多晶硅
非晶硅
硅系 太阳能电池
单晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池 非晶硅薄膜太阳能电池 多晶/微晶硅薄膜太阳能电池
概述
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
硅片表面的机械损伤层
单晶硅
多晶硅
硅片表面的机械损伤层
多线切割
机械损伤层
硅 片
机械损伤层10μm
增加光的吸收
制绒前
制绒后
材料表面多次反射吸收原理图
受光面积增大
多晶硅片制绒方法的选择
M2模组
M2用制成的HF-HNO3药液沉浸硅片进行硅片刻蚀
M2模组
硅片沉浸在酸溶液浴槽里，表面刻蚀掉0.001mm
M2模组
影响因素
运行速度(时间) 药液温度 药液HF-HNO3配比
M2模组
刻蚀深度与开路电压、短路电流、转换效率的关系
M2模组
药液温度
3Si+4HNO3+18HF 3H2SiF6+4NO+8H2O
M8 硅片的干燥
M8模组
作用
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。
五、清洗后硅片的检测
太阳能电池制绒的原理
太阳能电池制绒的原理英文回答：Principles of Solar Cell Texturing.Solar cell texturing is a process of creating microscopic structures on the surface of a silicon wafer to enhance light absorption and improve the overall efficiency of the solar cell. By creating these structures, the light path within the wafer is increased, which allows for a more efficient conversion of light into electrical energy.Two main methods are commonly used for solar cell texturing:Chemical etching: This method involves immersing the silicon wafer in a chemical solution that etches away the surface of the wafer, creating a roughened texture.Laser ablation: This method utilizes a laser to ablate(vaporize) small areas of the wafer, creating a more defined texture.The choice of texturing method depends on several factors, including the desired surface morphology, the type of silicon wafer used, and the cost and throughput requirements.中文回答：太阳能电池制绒原理。
太阳能电池制绒工艺流程
太阳能电池制绒工艺流程英文回答：Solar cell manufacturing involves several steps to ensure the efficient production of high-quality solar panels. One important process in solar cell manufacturing is the texturization process, also known as the etching process. This process involves creating a textured surface on the silicon wafer, which helps to increase the surface area and improve light absorption.The texturization process begins with cleaning the silicon wafer to remove any impurities or contaminants. This is typically done using a combination of chemical and mechanical cleaning methods. Once the wafer is clean, it is then coated with a layer of silicon nitride or silicon dioxide, which acts as an anti-reflective coating.After the coating is applied, the wafer is then placed in a texturization bath, which contains a solution ofhydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid. The acid solution etches away a thin layer of the silicon surface, creating a rough texture. This rough texture helps to scatter light and increase the chances of light absorption.The texturization process is typically controlled by adjusting the concentration of the acid solution, the temperature, and the etching time. These parameters can be optimized to achieve the desired surface texture and light trapping properties.Once the texturization process is complete, the wafer is rinsed in deionized water to remove any remaining acid solution. It is then dried and ready for the next step in the solar cell manufacturing process, which involves the deposition of the various layers that make up the solar cell.中文回答：太阳能电池的制造涉及多个步骤，以确保高效生产高质量的太阳能电池板。
太阳能电池片制绒工艺
3.1.5 装完一个生产批次后把“工艺流程卡”随同硅片一起放在盒架上，等待制绒。
3.2 开机
3.2.1 开工艺排风；打开压缩空气阀门；打开设备进水总阀。
3.2.2 打开机器电源，待设备自检完成并显示正常后，在手动操作界面下，手动打开槽盖，检查槽盖的灵活性。检查机械手运行是否正常。
制绒液：按照3.3.1条的浓度计算出170L制绒液所含有的NaOH、Na2SiO3和无水乙醇的量，清洗好制绒槽，关闭排水阀门，打开进水阀门向槽中缓慢放水，同时向槽中倒入NaOH、Na2SiO3和无水乙醇，
过程中用水瓢不断搅拌溶液，待加完NaOH、Na2SiO3和无水乙醇后，放水调整液面至溢水口下方2cm
3.2.3 制绒清洗机共有10个清洗槽，其中7、8、9、10号槽中装满去离子水；1、2、3、4，5，6号槽中是化学腐蚀液。检查槽内水位并调节至规定的液位，检查液位开关，检查加热传感器，补液电磁阀，检查并确保制绒机旁的排废液阀门开通。
3.2.4 按照本文件3.3条的规定配制各腐蚀槽的水溶液。
3.2.5 工艺槽温度设定和启动加热
化学反应方程式：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。
3 操作规程
3.1 装片
3.1.1 戴好防护口罩和干净的PE手套。
3.1.2 将仓库领来的硅片从箱子中取出，以400片为一个生产批次把硅片装入“硅片盒”。
3.1.3 在“工艺流程卡”上准确记录硅片批号、生产厂家、电阻率和投入数。
3.5.4 硅片依次经过粗抛、制绒、喷淋、鼓泡漂洗后从下料口下料，取下硅片盒上的压条。
硅基太阳能电池制绒的定义
硅基太阳能电池制绒的定义一、硅基太阳能电池制绒是啥？大家听说过硅基太阳能电池吗？说白了，就是利用硅材料将阳光转化为电能的一种技术。
好像有点高大上，对吧？但其实它就是通过吸收阳光，把光能“变魔术”成电能，给我们的生活提供能源。
太阳能那么强大，如果能好好利用那该多好！而在这过程中，硅基太阳能电池就需要一个非常关键的步骤——制绒。
什么？制绒？是不是有点听不懂？别着急，我来给你捋一捋。
所谓“制绒”，其实就是把硅片表面搞得不那么光滑，让它变得粗糙一点。
你可以想象一下，原本光滑的玻璃镜子，忽然被涂上一层“霜”，变得模糊不清。
这个过程，能大大提升硅片吸收阳光的效率。
是不是觉得挺神奇的？嗯，就像你看到阳光照进窗户时，反射回去的部分很多，但如果窗户上有一层细小的雾气，反射的光就会变得更加散射，更容易被吸收进去。
所以，制绒就是做这样的“雾化”工作，让光线能够更好地被太阳能电池吸收，提升电池的效率。
二、为什么要制绒？为什么要对电池表面做这么“折腾”的事儿呢？主要是因为“光的反射”这个问题。
大家都知道，光照射到平滑的表面时，大部分光会反射回去，少部分光会被吸收。
如果表面有了颗颗小坑坑洼洼，就像你走在沙滩上，光线就不容易反射回去了。
而是会被这些小坑给吸进电池里，变成电力。
通俗点说，制绒就是让电池表面变得“不安分”，光线进入这些“坑里”后，反射回去的概率大大降低，更多的光被“藏”了进去，转化为电能。
这一步其实非常重要，要知道，如果硅基太阳能电池的光吸收效率不高，那岂不是白白浪费了好多阳光？就像是你每天拿着满满一篮子的苹果去市场，结果一大部分掉地上，浪费掉了。
谁会愿意这样呢？当然是要想办法把地上的苹果捡起来呀。
所以，制绒就成了提升太阳能电池效率的关键一步。
三、制绒的具体步骤这个“制绒”是怎么进行的呢？嘿这可得有些“高招”了。
最常见的方法就是通过酸蚀或者激光雕刻等技术把硅片表面做成粗糙的样子。
你没听错，就是酸蚀，直接把硅片放在酸液里，让表面产生微小的“坑坑洼洼”，这种“做工”不比雕刻大师差，细腻又精确。
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绒面带来的影响
在绒面硅片上制成PN结太阳电池，它有以下特点: (l)绒面电池比光面电池的反射损失小，如果再加减反射膜，其反射 率可进一步降低。 (2)入射光在光锥表面多次折射，改变了入射光在硅中的前进方向， 不仅延长了光程，增加了对红外光子的吸收，而且有较多的光子在靠 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几率。 (3)在同样尺寸的基片上，绒面电池的PN结面积比光面大得多，因而 可以提高短路电流，转换效率也有相应提高。 (4)绒面也带来了一些缺点:一是工艺要求提高了；二是由于它减反射 的无选择性，不能产生电子空穴对的有害红外辐射也被有效地耦合入 电池，使电池发热；三是易造成金属接触电极与硅片表面的点接触， 使接触电阻损耗增加。
模组
M4模组
M4 KOH药液沉浸硅片
M4模组
作用
中和片子表面残留的酸液 进行多孔硅表面处理和抛光
M4模组
影响因素
温度 KOH溶液浓度 多孔硅
M4模组
多孔硅的影响
HNO3和 HF腐蚀液腐蚀硅片，形成多孔硅层。多孔硅可 以作为杂质原子的吸杂中心，提高光生载流子的寿命并且 具有极低的反射系数。但是多孔硅结构松散、不稳定、而 且具有高电阻和高的表面复合率，不利于P-N结的形成和 印刷电极，一般用稀释的KOH溶液去除多孔硅膜。
• 低成本 • 能量返回期短 • 大面积自动化生产 • 高温性好 • 弱光响应好（充电效率高） • 其他
• 效率较低 • 稳定性差 • 投资成本高
微晶硅薄膜太阳能电池
优点：
• 低温工艺、工艺简单 • 适合大面积生产 • 转换效率高 • 具有较宽的波谱影响范围 • 光照情况下稳定性好
弊端：
• 吸收系数较低，需要较厚 的吸收层
晶硅太阳能电池 晶薄膜太阳能电池
单晶硅
单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太 阳电池，这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原 料。
为了降低直拉单晶硅材料的成本，单晶硅炉 常用碎硅料及新的多晶硅为原料并改进了单晶 炉的加热器和配气系统，大大提高了直拉硅同 多晶硅的竞争力。
非晶硅薄膜太阳能电池
优点：
弊端：
氧化物 SiO2+6HF H2[SiF6]+2H2O
M6模组
HF药液
HF去除硅片表面氧化层: Si-O-Si+HF F-Si+Si-OH
M6模组
HCl药液
HCl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Au3+、Ag+、Cu+、Hg2+等金属离子形 成可溶于水的络合物
M8模组
去除多孔硅膜后还要使用酸液中和多余的碱液，防止钾 离子对电池性能造成影响。
M6模组
M6硅片在制成的HF和HCI溶液进行疏水（中和 去除金属离子）
M6模组
作用
中和片子表面残留的碱液 HCl去除金属离子 HF调节疏水性(疏水处理)
M6模组
影响因素
温度 金属杂质 氧化物 HF药液 HCl药液
M6模组
• 沉积速率慢，影响生产效 率
• 带隙较窄，不能充分利用 太阳光谱
多晶硅
多晶硅太阳能电池兼具单晶硅电池的高转 换效率和长寿命以及非晶硅薄膜电池的材料 制备工艺相对简化等优点的新一代电池，其 转换效率一般稍低于单晶硅太阳电池，没有 明显效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底 材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而 效率高于非晶硅薄膜电池。
概述
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
硅片表面的机械损伤层
单晶硅
多晶硅
硅片表面的机械损伤层
多线切割
机械损伤层
硅 片
机械损伤层10μm
增加光的吸收
制绒前
制绒后
材料表面多次反射吸收原理图
受光面积增大
多晶硅片制绒方法的选择
k=Aexp（-Ea/RT）
不同温度下多晶酸制绒面光学显微镜照片
40℃，60s，31.2%
30 ℃，60s，24.6%
10 ℃，60s，20.1%
8 ℃，90s，19.8%
M2模组
药液HF-HNO3配比
当68%HF和32%HNO3时出现最大值，为28μm/s
M3模组
M3清洗硅片
M3模组
作用
停止M2模组的硅片-酸液反应 清洗硅片表面，去除杂质 去除硅片表面残留的酸液，防止药液带入M4
二、多晶硅片制绒工艺的选择
➢什么是制绒，为什么要制绒？ ➢制绒的基本原理 ➢制绒工艺的选择
制绒定义
• 制绒:就是把切下表面不规则锯齿型硅片， 通过某种生产工艺使硅片表面加工成均匀 有规则的绒面（降低光的反射率），使它 成为我们制造电池所需要的表面结构。目 的是获得表面结构完全相同结构（窝的底、 顶）0.01mm适合的原则。
三、多晶硅片酸制绒的基本原理
反应剂
HNO3
氧化剂
HF
溶解SiO2
NO
SiO2
络合物 H2SiF6
基本反应式：
3Si+4HNO3+18HF 3H2SiF6+4NO+8H2O
四、schmid设备清洗流程介绍
在清洗工艺过程中按照工作区域可分为9个模组(M1—M9)
硅片装载——制绒——清洗——中和抛光——清洗——化学疏水——清洗——烘干— —硅片卸载
➢ 激光刻槽法 倒金字塔结构，短路电流提高 造成表面损伤，引入杂质，需处理表面损伤层
➢ 化学刻槽法（酸腐蚀液） 获得蜂窝状的表面结构,绒面整齐均匀，明显减反射作用， 成本低，废液好处理 少子寿命缩短
➢ 反应离子腐蚀（RIE） 无掩膜工艺，反射率特别低 硅表面损伤严重，开路电压和填充因子下降
➢ 制作减反射层膜 高效 工艺复杂，成本高
太阳能电池生产 之 制绒、刻蚀
内容提要
• 电池片原料的选择 • 多晶硅片• Schmid设备制绒流程介绍 • 清洗后片子的检测
一、电池片原料的选择
硅的晶体类型
单晶硅
多晶硅
非晶硅
硅系 太阳能电池
单晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池 非晶硅薄膜太阳能电池 多晶/微晶硅薄膜太阳能电池
M2模组
M2用制成的HF-HNO3药液沉浸硅片进行硅片刻蚀
M2模组
硅片沉浸在酸溶液浴槽里，表面刻蚀掉0.001mm
M2模组
影响因素
运行速度(时间) 药液温度 药液HF-HNO3配比
M2模组
刻蚀深度与开路电压、短路电流、转换效率的关系
M2模组
药液温度
3Si+4HNO3+18HF 3H2SiF6+4NO+8H2O