单晶制绒常见问题及解决办法
【2019年整理】制绒原理及相应问题的对策
NaOH-etch - solid line Isotexture - dashed line
600
800
Wavelength, nm
1000
1200
一对矛盾
多晶硅织绒较深会引起并联电阻减小，反向电流增大，甚至击穿。但是 织绒较浅，会影响件反射效果。实际中发现，深度以3~5m为宜
深沟腐蚀区表面形貌
方案一、利用NaOCl预清洗
实验条件
传统织构化工艺 新工艺条件
1 NaOH (8%，75C，2min) NaOCl(12%，80C，15min)
2 NaOH(2%)+IPA(7%) NaOH(2%)+IPA(7%)
硅片表面的沾污之一
FTIR谱 存在： C=O拉伸键 S-C-O键 烷基硫酸盐
IQE IQE
绒面作用： 1、减少表面反射 2、提高内部光吸收
100
80
60
without
with
40
20
0 400
600
800
1000 1200
wavelength(nm)
T=200us
100
80
60
with
without
40
20
0 400
600 800 1000 1200
wavelength
T=2us
入刀口的现象，如润滑剂过稀则冷却效果不好。这些润滑剂在高 温下有可能碳化粘附在硅片表面。
硅片经过热碱处理后提出在空气中，时间过长会与空气中的氧反
应形成一层氧化层，这层氧化层一旦形成就很难再清洗下去了。 因此，在碱清洗后不能在空气中暴露12秒以上。
表面油脂货摊沾污的结果
减缓去损伤层的量 无法形成织构化的成核 表面织构化无法形成
制绒原理及相应问题的解决
对形貌的影响
KOH only
KOH ＋IPA
KOH ＋Si solved
KOH ＋IPA＋Si solved
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 的影响
0.5% 1.5% 5.5%
关键因素的分析 ——温度的影响 温度的影响
图3 悬挂健对反应的影响
影响因素分析
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
1. 2. 3. 4. 5. 6.
NaOH浓度 无水乙醇或异丙醇浓度 制绒槽内硅酸钠的累计量 制绒腐蚀的温度 制绒腐蚀时间的长短 槽体密封程度、乙醇或异丙醇的挥发程度
各个因素作用
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7 NaOH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
如何检测硅酸钠含量
硅酸钠具体含量测量是没必要的， 只要判定它的含量是否过量即可。实验 是用100%的浓盐酸滴定，若滴定一段 时间后出现少量絮状物，说明硅酸钠含 量适中；若滴定开始就出现一团胶状固 体且随滴定的进行变多，说明硅酸钠过 量。
各向异性的原因
1、水分子的屏蔽效应（screening effect）阻挡了硅原子与OH根离子的 作用，而水分子的屏蔽效应又以原子 排列密度越高越明显。 2、在{111}晶面族上，每个硅原子具 有三个共价健与晶面内部的原子健结 及一个裸露于晶格外面的悬挂健， {100}晶面族每一个硅原子具有两个共 价健及两个悬挂健，当刻蚀反应进行 时，刻蚀液中的OH－会跟悬挂健健 结而形成刻蚀，所以晶格上的单位面 积悬挂健越多，会造成表面的化学反 应自然增快。
单晶硅片制绒后产生白斑的原因分析及改善措施
注：两侧方向是指垂直于硅片刀纹的方向，进刀方向是指平行于硅片刀纹的方向3.2 异常硅片厚度测试2种单晶硅片的异常硅片进行厚度测试。
每片异常硅片测试4个点，其中，测试点常区域中心点，测试点2为异常区域边缘，测试为硅片中心点，测试点4为异常区域对称位置，示例图如图3所示；然后分别测试不同异常硅片测试点的厚度，并与正常硅片(生产中未出现异常的M2硅片)在对应位置的厚度进行对比，结果如表2所示。
a. 进刀面b. 两侧图1 M2异常硅片绒面测试结果Fig. 1 The test results of anomalous M2 texturing silicon wafera. 进刀面表2 各测试点的厚度测试结果Table 2 The results of thickness test of differenttest point硅片类型测试点1/µm测试点2/µm测试点3/µm测试点异常硅片177172172157.4 mm异常硅片174169170正常硅片1761761783 异常硅片厚度测试的测试点分布图示例Fig. 3 The test point distribution example of thickness test ofanomalous silicon waferb. 两侧图2 157.4 mm异常硅片绒面测试结果Fig. 2 The test results of anomalous 157.4 mm texturingsilicon waferb. 两侧位置图4 157.4 mm 异常硅片的显微红外测试结果Fig. 4 The micro-infrared test result of anomalous 157.4 mmtexturing silicon wafera. 进刀面a. 进刀面0.190.180.170.160.150.140.138090405060702010304000400020002000波数/cm-1波数/cm -1波数/cm-13000300030002000100035002500150010001000对图4～图7的测试结果进行分析，可得出：1)157.4 mm 异常硅片的进刀面：对波峰进行数据库对比分析，显微红外测试结果显示，杂质可能是无机磷酸盐类物质，主要匹配到磷酸盐、焦磷酸盐、硅酸盐等。
制绒段常见不良及常规解决方法
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8
片源异常及解决方法
4、线痕
线痕片大幅存在，线痕片存在的隐患为：深线痕可能导致更高碎片率，多线 线痕可能影响外观并对效率有轻微影响。
线痕表现形式：线痕可从外观直接看出，一般为一根或数根直且细的沟壑（缺照 片）。
对单晶而言，线痕分为单线线痕及多线线痕，单线线痕一般因切割断线引起，多 线线痕一般为切割浆料异常引起（如回收液的大量使用）。
黑名单：当前因各厂家自身控制以及我们采购、质量的严格把关，线痕片出现极
少。
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9
设备异常及解决办法
设备引起的制绒异常主要有如下几个特征：
1、独立性。由于设备的损坏，尤其是制绒设备的损坏，并不会同时产生，因此，因 设备引起的异常往往仅表现为某一个槽或某一条线；
2、异常硅片的规律性。设备异常，如鼓泡管堵塞，加热器损坏，其制绒出来的硅片 往往呈现一致的特征，并且在位置方面也有规律性。
制绒段常见异常及常规解 决方法
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1
制绒不良树状结构图
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2
片源异常及解决方法
1、指纹及划痕
指纹区
划伤区
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指纹片源于：硅片厂家在硅片清洗过程时进 行裸手插片，或者插片时所穿戴的手套 不能满足隔汗要求（自身来料检有时也 会引入）；
划痕源于：硅片厂家在插片过程的摩擦，同 时也来源于硅片厂家的硅片检验以及我 们公司自身的来料检验。
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17
工艺异常及常规解决办法
制绒异常及解决办法：
1、小雨点 小雨点因制绒过程IPA不足引起，IPA不足除引起小雨点外，也使跳片的概率上升， 因此，需予以及时解决。
太阳能电池制绒原理以及问题处理
多晶制绒原理及相应对策
多晶硅织构化应使用各项同性织构技术
湿法各项同性腐蚀
使用HF/HNO3/H2O
• HNO3在硅表面形成SiO层 • HF将氧化层除去
两者形成竞争
效率增加： 电池片：7% 组件： 4.8%
温度与腐蚀速度的关系
100
HNO3:HF:CH3COOH 4.5 : 2 : 3.5
Etch-rate, m/min
表面油脂去除方案
有机溶剂+超声——有机溶剂溶解有机物质 酸性液体去除法——如RCA工艺：热硫酸煮硅片
表面活性剂
NaOCl热处理——利用O自由基的强腐蚀性
方案一、利用NaOCl预清洗
实验条件
1 传统织构化工艺 新工艺条件 NaOH (8%，75C，2min) NaOCl(12%，80C，15min) 2 NaOH(2%)+IPA(7%) NaOH(2%)+IPA(7%)
等离子体法刻蚀形貌图
怎样是“好”的金字塔
小而均匀 布满整个硅片表面
Low density texture
High density texture
怎样得到“好”的金字塔 关键：降低硅片表面/溶液的界面能
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。
{111}
各向异性的原因
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2
1、水分子的屏蔽效应（screening effect）阻挡了硅原子与OH根离子的 作用，而水分子的屏蔽效应又以原子 排列密度越高越明显。
2、在{111}晶面族上，每个硅原子具 有三个共价健与晶面内部的原子健结 及一个裸露于晶格外面的悬挂健， {100}晶面族每一个硅原子具有两个共 价健及两个悬挂健，当刻蚀反应进行 时，刻蚀液中的OH－会跟悬挂健健 结而形成刻蚀，所以晶格上的单位面 积悬挂健越多，会造成表面的化学反 应自然增快。
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
单晶硅制绒
单晶硅制绒工艺一次清洗工艺说明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%。
单晶硅制绒原理
单晶硅制绒原理介绍单晶硅制绒是一种常用的制备技术，用于制备具有高质量表面的材料。
本文将详细介绍单晶硅制绒的原理及其相关的工艺流程和应用。
原理单晶硅制绒是通过晶体生长技术在硅基底上制备一层高质量的薄膜。
其原理主要包括以下几个方面：1.晶体生长：在制备单晶硅制绒时，首先需要选择适合的基底材料，通常选择硅基底。
然后，在基底上进行晶体生长，通常采用化学气相沉积（CVD）技术。
CVD技术通过将气相材料在高温条件下加热，使其分解并在基底上生成薄膜。
2.控制晶体方位：在单晶硅制绒中，晶体方位的控制是非常重要的。
晶体的方位决定了其物理和化学性质。
为了控制晶体方位，可以通过在基底上引入一层缓冲层，促使晶体在特定方位生长。
3.制备薄膜：通过晶体生长技术，可以在基底上制备一层薄膜。
这层薄膜通常具有高度的结晶度和平整度，能够提供良好的表面质量和机械性能。
工艺流程单晶硅制绒的工艺流程通常包括以下几个步骤：1.基底准备：选择适合的基底材料，并进行表面处理。
通常，基底会经过清洗、打磨和去除氧化层等工艺步骤，以保证基底的纯净性和平整度。
2.缓冲层生长：为了控制晶体的方位，常常需要生长一层缓冲层。
这层缓冲层通常由非晶态或微晶态硅材料组成，可以通过物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）等技术实现。
3.单晶硅生长：在缓冲层的基础上，进行单晶硅的生长。
通常，采用低温等离子体增强化学气相沉积（PECVD）或金属有机化学气相沉积（MOCVD）等技术进行生长。
这些技术可以提供较高的晶体质量和较高的生长速度。
4.表面处理：在单晶硅制绒后，通常需要进行一些表面处理，以提高薄膜的质量。
常用的表面处理方法包括化学机械抛光（CMP）、湿法腐蚀和离子注入等。
应用单晶硅制绒广泛应用于半导体器件、太阳能电池、显示器件等领域。
其应用主要包括以下几个方面：1.半导体器件：单晶硅制绒在半导体器件制造中起到重要作用。
通过控制晶体的方位和表面质量，可以提高器件的性能和可靠性。
湿法资料整理-单晶制绒
制绒的目的 金刚线切片与砂浆切片对比
制绒的目的 金刚线切片与砂浆切片对比
制绒的目的 金刚线切片与砂浆切片对比
制绒的目的 切割损伤层
硅片 切割损伤层（6~10微米砂浆线）
备注：相较于砂浆线切割目前机械损伤层 一般在3-5微米
制绒的目的
亚表面损伤层的结构
1.原始硅片如右图结构（亚表面损 伤层在3-5μm），
普及：腐蚀因子：“单晶0.89/多晶0.82 ” 单面 腐蚀深度=质量差*腐蚀因子常数
无绒面硅片光吸收示意图
制绒的目的
• 制绒液可有效去除：
• 多晶金刚线制绒液(HF+HNO3+H20+add):
1). 去除损伤层包裹的杂质；
2). 微粒沾污；
3). 油渍、汗渍等有机物沾污；
4). 氧化层、自然氧化膜；
制绒的目的 多晶体系HNO3/HF的作用：
硅被HNO3氧化，反应为：
Si HNO3 SiO2 H2O NOx
用HF去除SiO2层，反应为：
SiO2 HF H2[SiF6 ] H2O
腐蚀反应速度的大小直接影响腐蚀后的表面
形貌。反应可能首先从机械损伤处开始, 逐 渐扩散, 最后形成深的腐蚀坑。 如果腐蚀液中HNO3 过多,容易造成化学抛光 效果, 不利于形成腐蚀坑。 如果腐蚀液中HF 过多, 则反应速度太快, 不 容易形成众多的微腐蚀坑, 也影响表面孔隙 。
b.制绒后水洗槽
Na2SiO3+3H2O=H4SiO4 (原硅酸）+2NaOH H4SiO4=H2SiO3(偏硅酸)+H2O
c.酸槽(水洗后的片子表面残留有NaOH、Na2SiO3 、H2SiO3 ）
Na2SiO3 +2H2O==2NaOH+ H2SiO3 6HF+H2SIO3=H2SiF6+3H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O
制绒段常见不良及常规解决方法-文档资料29页
片源异常及解决方法
脱胶不良解决方法： 脱胶不良在轻微时，脱胶不良区域硅片仍可正常出绒，但其绒面相对较小而较其余区域颜色浅而显发白，
仅对B1类有所贡献，不会造成B2片。对该情况，可维持正常生产，同时，做好不良硅片数目的大致统 计及实例照片的拍摄。 脱胶不良在严重时，脱胶不良区将难以出绒而导致该区域明显发白。此时，脱胶不良将对B2片产生贡献。 对该种情况，对制绒后的硅片可按正常返工工艺进行返工处理；对后续待制绒硅片，可以通过适当增 加氢氧化钠浓度的方式来加快硅片的腐蚀速率，从而减小脱胶不良带来的负面影响。对该情况，也同 样需要做好不良硅片数目的大致统计及实例照片的拍摄。
设备异常及解决办法
设备引起的制绒异常主要有如下几个特征：
1、独立性。由于设备的损坏，尤其是制绒设备的损坏，并不会同时产生，因此，因 设备引起的异常往往仅表现为某一个槽或某一条线；
2、异常硅片的规律性。设备异常，如鼓泡管堵塞，加热器损坏，其制绒出来的硅片 往往呈现一致的特征，并且在位置方面也有规律性。
解决方法：当出现硅片切割后未及时清洗或硅片表面脏污残留（有机洗剂残留）时，硅片的制绒将难 以持续。正常解决流程为：先申请停线，同时，开始进行在线调整，制绒：可通过加大氢氧化钠浓 度，提高制绒温度等方法来加快制绒过程的硅片反应速率；预清洗：采取可去有机的溶液配制进行 硅片表面清洗；若上述方向的调整没有明显改善，可直接停线等待，并与供应商进行积极沟通。
表现形式：指纹或划伤经制绒后均清晰显现， 制绒后，指纹或划伤区的颜色较正常区 域浅，从而显得该区域略显发白；
清洗制绒缺陷
五、绒面不均 现象： 硅片表面出现规则的绒面 不良 原因：可能是来料问题
解决方法：适当延长时间可以一 定程度上减轻该现象
六、无绒面 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
七、绒面不均 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
二、硅片表面发白 原因：制绒时间不够或 者NAOH含量不够 解决方法：通常延长 制绒时间或者 增添 NAOH
三、硅片表面发亮 现象：表面发沙 原因：NAOH过量或者是刻蚀 时间过长 解决方法：适当降低NAOH的 用量及制绒时间
四、表面刻蚀不均 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IPA的用 量
制绒清洗常见缺陷
单晶制绒基本要求：损伤层去除完全；绒面连续均匀；反射 率低；无色差。
制绒良好图片
2
常见缺陷
1 表面污点（包括手指印、残留物IPA/K2SIO3/KOH/外来杂质、花篮印、水纹） 2.表面发白 3 表面发亮 4 表面有规则的闪光 5 表面有慧星现象发生 6 表面有慧星现象及污点 7 表面一些区域没有绒面
一、表面污染 ������
1、指纹残留 原因：人为直接接触 硅片造 成 解决方法：生产操作时规范， 保证手套的清洁
2、药液残留 原因：清洗不够或IPA加入过多 解决题，可能在硅 片包装时引入
解决方法：与硅片厂家协商 解决
4、表面有污渍 原因：在制绒后反应残留 物，清洗不净 解决方法：重新清洗
工艺故障排除指南(单晶制绒)
只使用柠檬酸进行超声，中间对超声槽溶液进行更换。
硅片过腐，表现为绒面角锥体过大，减薄量过大
碱浓度过大或反应温度过大，导致在<100>面上反应速率远大于<111>面上反应速率。
测试温度，确定是否为80度；稀释溶液浓度，同时保证溶液的均匀性；降低下次碱配制的浓度。
采声时间。
4、溶液状态不够均匀。
1、对溶液进行充分搅拌，补加溶液必须先溶解，加入之后必须进行溶液充分搅拌，使用烧杯或竿进行“8”字形状搅拌溶液。
2、查看电源控制柜相应的加热开关是否都在正常工作。
硅片表面有白斑，部分白斑区域出现在不同硅片同一位置，白斑区域明显表现为被覆盖没有出绒现象
单晶硅片四边都有白边
仍有白边部份硅片反应不够充分，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，中间部份反应放热不易，导致反应激烈。
保证溶液均匀，控制硅片中心速度，增加缓冲剂。硅酸钠溶液可视为缓冲剂。
硅片两侧出现“花蓝印”的白边
由于溶液中硅酸钠的浓度过大，粘稠度增加，使得承片盒与硅片接触的地方得不到充分反应。
制绒时槽内硅片区域性发白
溶液不均匀或硅片本身原因导致。
长时间制绒未见效果，对相应区域进行少许NaOH补充，撒在相应槽区域即可；下次制绒之前需要对溶液搅拌均匀。
制绒时硅片漂浮
制绒IPA量不足，导致氢气粘附于硅片表面，没有及时被带走。
补加相应IPA量即可。
工艺故障排除指南
单晶硅太阳能电池
工序
故障表现
诊断
措施
制绒
硅片表面大部分发白，发白区域未出绒面
1、NaOH与IPA比例失调。NaOH含量偏低，不能充分进行反应，或者IPA含量过高，抑止反应进行。
单晶硅制绒液配方
单晶硅制绒液配方单晶硅制绒液是一种用于制作太阳能电池的关键材料，其性能直接影响到太阳能电池的效率和寿命。
为了获得高效的太阳能电池，需要优化单晶硅制绒液的配方。
本文将介绍单晶硅制绒液的组成、配方优化方法以及常见问题及解决方法。
一、单晶硅制绒液组成单晶硅制绒液主要由以下几种成分组成：1.硝酸铜：用于蚀刻硅片表面，形成纹路。
2.氢氟酸：用于去除硅片表面氧化层，加速蚀刻速度。
3.过氧化氢：用于去除有机物残留和清洗表面。
4.乙二胺四乙酸（EDTA）：用于络合铜离子，防止其在溶液中被还原。
5.聚乙二醇（PEG）：用于控制蚀刻速度和改善纹路形貌。
6.异丙醇：用于调节溶液的粘度和表面张力，改善纹路形貌。
7.去离子水：作为基本溶剂，用于稀释其他成分。
二、单晶硅制绒液配方优化方法单晶硅制绒液的配方优化是一个复杂的过程，需要考虑多种因素。
以下是一些常见的优化方法：1.控制蚀刻速度：蚀刻速度对纹路形貌和深度有着重要影响，过快或过慢都会导致不良效果。
可以通过调节EDTA和PEG的浓度、氢氟酸和硝酸铜的浓度来控制蚀刻速度。
2.改善纹路形貌：纹路形貌对太阳能电池的效率有着重要影响，需要尽可能地降低表面缺陷和裂纹。
可以通过调节异丙醇、PEG和氢氟酸的浓度来改善纹路形貌。
3.提高溶液稳定性：单晶硅制绒液容易受到温度、光照和空气中杂质等因素的影响而失去稳定性。
可以通过添加抗氧化剂、防腐剂等成分来提高溶液稳定性。
4.减少污染：污染会导致太阳能电池效率下降，因此需要尽可能减少溶液中的有机物、离子等污染物。
可以通过使用高纯度的化学试剂和净化设备来减少污染。
三、常见问题及解决方法1.蚀刻速度过快或过慢：如果蚀刻速度过快，会导致纹路深度不均匀和表面裂纹；如果蚀刻速度过慢，会导致纹路形貌不良。
可以通过调节EDTA和PEG的浓度、氢氟酸和硝酸铜的浓度来控制蚀刻速度。
2.纹路形貌不良：如果纹路形貌不良，会导致太阳能电池效率下降。
可以通过调节异丙醇、PEG和氢氟酸的浓度来改善纹路形貌。
单晶制绒常见问题及解决办法
单晶制绒常见问题及解决办法
制绒是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。
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.
单晶制绒常见异常
➢可返工异常:白斑、脏片、小雨点、暗斑、亮面、阴阳面、齿痕、水痕。
白斑脏
➢不可返工不良类型：原料片白斑（表面有黏附物或有不明污染物)、划痕（表面泛白的除外）、手印（表面泛白的除外)、线痕。
单晶制绒异常处理
亮面：
➢导致亮面的原因：反应剧烈，溶液配比不平衡;反应时间不足；
➢处理方法:依亮面程度及硅片减重情况，决定是否须补加酒精.
发白：
➢导致发白的原因：制绒不充分;
➢处理方法：依硅片发白程度，决定是否须补加NaOH.
雨点：
➢导致雨点的原因：溶液表面张力过大制绒过程中产生的气泡脱离困难；
➢处理方法：依情况补加适当酒精，以降低其溶液表面张力。
白点：
➢导致发白的原因：溶液不匀；
➢处理方法：进药后搅拌溶液.
齿痕
➢导致发白的原因:药量配比不足以消除齿痕；
➢处理方式：调整药量,适当多增加10~20gNaOH。
单晶制绒值班工作事项
带
整
上
状
片
边
发
不
缘
白
均
发
匀
白
发
白
边
水
缘
痕
发
亮
清
小 雨 点
阴 阳 面
洗 不 净 挂
白
暗
斑
斑
碱
工艺部
报告人: 冀鹏超
13
异常分析与处理
制绒后异常处理方法
• 以上制绒后异常均为可返工类型，主要由预清洗槽、制绒槽、花篮等 受污染、溶液配比失衡、制绒槽温度不均不足、制绒时间不足或过长 、酒精挥发、搅拌不均匀、操作不当等原因造成，在遇到上述异常时 先要排查是哪种类型的异常，然后对症下药，及时予以处理，对所产 生的异常片可通过返工方法来处理。
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报告人: 冀鹏超
16
异常分析与处理
异常案例分析
工艺部
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17
Thanks
工艺部
报告人: 冀鹏超
18
目录
1.单晶制绒日常值班工作内容； 2.单晶制绒设备简介； 3.日常点检； 4. Inline数据的监控标准； 5.制绒、返工流程及注意事项； 6.异常分析与处理；
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2
单晶制绒日常值班工作内容
1.每班交接；
• 片源：每个班交接本班所生产片源及有无更换情况； • 制绒槽：注明本班开了几个槽，及哪个槽在第几轮出现了什么问题； • 加药量：是否按照工艺卡要求加药，若有变动注明变动原因及变动后的加药情
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6
Inline数据的监控标准
规格
单晶硅制绒
单晶硅制绒—(碱各向异性腐蚀)㈠、目的和原理形成表面金字塔结构，降低反射，增加光的吸收。
利用氢氧化钠对单晶硅各向异性腐蚀及不同浓度下的各向异性因子(AF)：粗抛光去除硅片在多线切割锯切片时产生的表面损伤层，细抛光实现表面较低反射率表面织构。
--在100面上的腐蚀速率R100与111面上的腐蚀速率R111的比值R100：R111在一定的弱碱溶液中可以达到500。
制绒方法：弱碱溶液在一定的温度、时间下与硅片反应形成绒面。
↑+++223222H SiO Na O H NaOH Si 加热解释①现有单晶硅片是由长方体晶锭在多线切割锯切成一片片单晶硅方片。
由于切片是钢丝在金刚砂溶液作用下多次往返削切成硅片，金刚砂硬度很高，会在硅片表面带来一定的机械损伤。
如果损伤不去除，会影响太阳电池的填充因子。
②氢氧化钠俗称烧碱，是国民经济生产中大量应用的化工产品。
由电解食盐水而得，价格比较便宜，每500克6元。
化学反应方程式为：↑+↑+=+222222H Cl NaOH O H NaCl 电解分析纯氢氧化锂、氢氧化钾也可以与硅起反应，但价格较贵。
如氢氧化锂每500克23元，用于镉-镍电池电解液中。
③碱性腐蚀优点是反应生成物无毒，不污染环境。
不像HF-HNO 3酸性系统会生成有毒的NO x 气体污染大气。
另外，碱性系统与硅反应，基本处于受控状态。
有利于大面积硅片的腐蚀，可以保证一定的平行度。
㈡、工艺步骤制绒液配比（老数据）制绒过程：1、用去离子水清洗 2、制绒 3、检测4、清洗1. 本工艺步骤由施博士制定，是可行的具有指导意义的两步法碱腐蚀工艺。
第一步粗抛光去掉硅片的损伤层；第二步细抛光，表面产生出部分反射率较低的织构表面，如果含有[100]晶向的晶粒，就可以长出金字塔体状的绒面；第五步是通过盐酸中和残余的氢氧化钠，化学反应方程式为：O H NaCl NaOH HCl 2+=+；第七步氢氟酸络合掉硅片表面的二氧化硅层，化学反应方程式为：O H SiF H HF SiO 26222][6+=+。
制绒异常工艺排除指南
减薄量异常 单晶制绒后局部发白 单晶制绒后脏污 单晶制绒后手指印 单晶制绒后“花篮印”与“水纹印” 单晶制绒后“雨点”与制绒时硅片漂浮 单晶制绒后表面白斑
减薄量异常
异常描述
减薄量偏大
减薄量偏小
原因分析
解决方案
1、减薄量称量错误：通常表现为三片减薄量正 常，剩下一片明显偏大,可能为员工在转篮过程 中将预先称量的硅片弄混。常出现在交接班在 制品中
单晶制绒后脏污
图示
原因分析
1、贴纸片：目前硅片在离 厂包装中通常用纸片来隔离 一定数量的硅片。与隔离纸 片相邻的硅片可能会因此受 到污染。判断是否为贴纸片 的主要依据是脏污片是否为 单面脏污，因为贴纸片全部 为单面贴纸。
2、来料不良：硅片出厂前 的预清洗不彻底导致有机物 附着。遗憾的是在制绒前这 种脏污通常难以被发现。如 果发现则立即请IQC确认， 此为来料不良；一旦硅片经 过制绒，IQC是不会承认为 来料脏污的。
解决方案
不良片过烧结炉后重新制 绒，如制绒后依旧无法将 脏污去除，则流入扩散工 序，尽量挑选干净的一面 作为扩散面（制绒次数过 多会导致硅片过薄，后道 加工过程中导致碎片）
单晶制绒后手指印
图示
原因分析
解决方案
1、如果是大量手指印，
可能为硅片出厂前人为导
致
不良片过烧结炉后重
2、IQC在抽测过程中用手
确认绒面后可以流入扩散工序
2、制绒槽温度偏低。如多晶制绒初始配液后由 于制绒槽自身没有加热装置，需要靠自身反应 放热升温。
1、单晶制绒时请设备人员维修，待温 度正常后继续生产
2、多晶制绒时则需要减少冷却水流量 ，继续生产，靠自身反应升温
3、制绒时间过短
增加制绒时间
制绒知识总结
清洗知识总结黄炯钰2008-5-16目录第一章清洗各步骤原理 (2)1.1超声波清洗 (2)1.1.1 超声波清洗的原理 (2)1.1.3 影响超声清洗效果的因素 (2)1.2制绒工艺 (3)1.2.1 硅片表面机械损伤层的腐蚀 (3)1.2.2 制绒腐蚀的原理 (4)1.2.3 角锥体形成的原理 (5)1.2.4 陷光原理 (9)1.2.5 制绒的因素分析 (10)1.2.6 化学清洗原理 (13)第二章清洗设备及操作 (15)2.1超声清洗槽分布列表 (15)2.2制绒槽的分布列表及添加液 (15)2.3NAOH添加量与硅片厚度的关系 (18)第三章清洗出现的问题 (20)第一章清洗各步骤原理1.1 超声波清洗1.1.1超声波清洗的原理超声波清洗机理是：换能器将功率超声频源的声能转换成机械振动并通过清洗槽壁向槽子中的清洗液辐射超声波，槽内液体中的微气泡在声波的作用下振动，当声压或声强达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合的瞬间产生冲击波使气泡周围产生1012-1013pa的压力及局部调温，这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使他们分化于溶液中，蒸汽型空化对污垢的直接反复冲击，一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物层的疲劳破坏而被驳离，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡立即“钻入”振动使污层脱落，由于空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化，当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化、固体粒子自行脱落，超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压，形成射流，冲击清洗件，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，而超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流，所有这些作用，能够破坏污物，除去或削弱边界污层，增加搅拌、扩散作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。
由此可见，凡是液体能浸到且声场存在的地方都有清洗作用，尤其是采用这一技术后，可减少化学溶剂的用量，从而大大降低环境污染。
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。
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单晶制绒常见问题及解决办法
制绒是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。
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。
单晶制绒常见异常
➢可返工异常：白斑、脏片、小雨点、暗斑、亮面、阴阳面、齿痕、水痕。
白斑脏
➢不可返工不良类型：原料片白斑（表面有黏附物或有不明污染物）、划痕（表面泛白的除外）、手印（表面泛白的除外）、线痕。
单晶制绒异常处理
亮面：
➢导致亮面的原因：反应剧烈，溶液配比不平衡；反应时间不足；
➢处理方法：依亮面程度及硅片减重情况，决定是否须补加酒精。
发白：
➢导致发白的原因：制绒不充分；
➢处理方法：依硅片发白程度，决定是否须补加NaOH。
雨点：
➢导致雨点的原因：溶液表面张力过大制绒过程中产生的气泡脱离困难；
➢处理方法：依情况补加适当酒精，以降低其溶液表面张力。
白点：
➢导致发白的原因：溶液不匀；
➢处理方法：进药后搅拌溶液。
齿痕
➢导致发白的原因：药量配比不足以消除齿痕；
➢处理方式：调整药量，适当多增加10~20gNaOH。