1.晶体硅太阳能电池生产线刻蚀工序介绍
光伏生产线流程
光伏生产线流程光伏生产线是制造太阳能电池板的工业设备和流程。
典型的光伏生产线通常包括以下主要步骤：1.硅材料生产：o提取硅：从硅矿石中提取硅，通常采用化学过程。
o制备硅棒：将提取的硅转化为硅棒，这通常通过多晶硅的凝固过程实现。
2.硅片制备：o切割硅棒：将硅棒切割成薄片，形成硅片。
o抛光：对硅片进行抛光，以提高表面平整度。
3.电池片制造：o扩散：在硅片表面添加杂质，通常是磷或硼，以形成P型和N型半导体区域。
o光刻：使用光刻技术，将要刻蚀的区域涂上光刻胶，然后使用光刻机械或激光刻蚀器移除部分胶，形成电池的图案。
o蚀刻：通过化学蚀刻，将光刻胶未覆盖的区域蚀刻掉，使电池的P型和N型区域形成。
o沉积金属：在电池表面沉积金属，形成电极。
4.组装电池组件：o电池片排列：将电池片按照特定的排列方式连接起来。
o连接：连接电池片之间的导线，形成电池组件。
o封装：用透明的EVA（乙烯醋酸乙烯）胶膜封装电池组件，以提高稳定性和防护。
5.模块制造：o组装：将电池组件与支架、逆变器等其他部件组装成光伏模块。
o测试：对光伏模块进行电气性能测试和外观检查。
6.整流：o将直流转换为交流：使用逆变器将光伏模块产生的直流电转换为交流电。
7.系统集成：o系统安装：安装光伏模块和整流设备在光伏电站或其他太阳能系统中。
o连接电网：将太阳能系统连接到电力网络中。
这些步骤是一个典型的光伏生产线的基本流程，具体的生产线设计和流程可能会因制造商、技术水平和设备的不同而有所不同。
晶体硅太阳电池中的氮化硅的刻蚀方法及应用
晶体硅太阳电池中的氮化硅的刻蚀方法及应用晶体硅太阳电池是目前应用最广泛的太阳能电池之一，而氮化硅作为一种优质的抗反射涂层材料，在晶体硅太阳电池的制造过程中起着重要的作用。
本文将介绍氮化硅的刻蚀方法以及其在晶体硅太阳电池中的应用。
我们来了解一下氮化硅。
氮化硅（SiNx）是一种由硅和氮元素组成的化合物。
由于其具有高折射率和较低的表面粗糙度，氮化硅被广泛应用于光学和电子领域。
在晶体硅太阳电池中，氮化硅主要用于减少光的反射，提高太阳能的吸收效率。
氮化硅的刻蚀方法有很多种，其中最常用的是化学气相刻蚀（CVD）和物理气相刻蚀（PECVD）。
化学气相刻蚀是通过在气相中加热氮化硅前体气体，使其分解并沉积在晶体硅表面上。
而物理气相刻蚀则是利用高能粒子轰击氮化硅，使其从晶体硅表面脱落。
在晶体硅太阳电池的制造过程中，氮化硅主要应用于两个方面。
首先是作为抗反射涂层，能够减少太阳能的反射损失，提高光的吸收效率。
其次是作为隔离层，能够防止电子和空穴之间的重新组合，提高电池的效率和稳定性。
在抗反射涂层方面，氮化硅能够降低晶体硅表面的反射率，提高光的吸收效率。
通过控制氮化硅的厚度和折射率，可以实现对特定波长范围内光的最小反射。
这样一来，太阳能光线能够更好地穿透氮化硅层，达到晶体硅表面，从而增加光的吸收量。
在隔离层方面，氮化硅能够阻止电子和空穴之间的重新组合，减少电池中的能量损失。
在晶体硅太阳电池中，光线击中晶体硅表面后会产生电子和空穴。
如果电子和空穴能够迅速重新组合，那么电池的效率就会降低。
而氮化硅隔离层的引入可以有效延长电子和空穴的寿命，降低它们之间的重新组合速率，从而提高电池的效率和稳定性。
除了在晶体硅太阳电池中的应用，氮化硅还广泛应用于其他领域。
例如，在光学器件中，氮化硅可以用作抗反射涂层、光波导层和光学滤波器。
在电子器件中，氮化硅可以用作绝缘层、通孔填充材料和表面保护层。
此外，氮化硅还具有良好的化学稳定性和机械强度，因此也可以用作防腐蚀涂层和耐磨涂层。
晶硅太阳电池前道工序
目录一、晶硅太阳能电池工艺简介二、硅片来料检测项目及标准三、制绒四、扩散一、晶硅太阳能电池工艺简介晶体硅电池工艺分为单晶硅电池工艺和多晶硅电池工艺，它们大体上相同，最大的不同在于第一步的清洗制绒，工艺步骤如下：✓硅片清洗、制绒工艺（单晶硅用碱液制绒面，多晶硅用HF和HNO3混合酸制绒面）✓扩散工艺（企业中采用的是POCl3液态源扩散）✓边缘刻蚀工艺✓PECVD镀膜工艺✓丝网印刷工艺✓烧结测试工艺1、硅片清洗制绒目的：清洗是为了除去沾污在硅片上的各种杂质，包括油脂、金属离子、尘埃等；制绒是为了除去硅片表面的切割损伤层，同时得到合理的粗糙表面，减小光在表面的反射，增加光尤其是长波长光在硅片内传输路径，获得适合扩散制p-n结要求的硅表面。
2 扩散制p-n结PN结是太阳电池的核心部分，扩散的目的：在P型硅片的表面扩散进一薄层磷，以形成p-n 结，p-n结形成后，能在硅片内产生电场，当光照射到硅片上被吸收产生电子-空穴对时，电场能将电子-空穴对分开，产生电流。
3 刻蚀刻蚀有两个目的：一是去除硅片边缘的PN结，扩散过程中，硅片的外围表面导电类型都变成了n型。
此工序就是刻蚀硅片边缘，以使前表面与背表面的n型层隔断，防止电池做出来以后正负极出现短路。
二是去除扩散过程形成的磷硅玻璃。
4 PECVD镀膜PECVD镀膜的目的：太阳光照射到硅片表面被硅片吸收透射的同时，也会有很大一部分光从该面反射掉，虽然绒面可以减少光的反射，但是仍是有一部分光被反射掉，这就大大减少了太阳能的利用率，所以要在硅片表面接触阳光的一侧镀上一层减反射膜，这就大大减少了光的反射损失，增强了吸收光的强度，提高电池效率。
薄膜的其他功能：这层薄膜主要由蓝色的氮化硅组成，除了前面所说的减反射作用外，还能起到钝化的效果。
同时，致密的氮化硅不透潮气，具有极低的氧化速率，还可防止划伤。
5 丝网印刷目的：通过丝网印刷在太阳能电池的背面印刷背电场、背电极，正面印刷正电极，正面收集电子，背面电极利于焊接以及组件的制成，是硅片制成电池的重要环节。
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。
晶硅太阳能电池制造工艺-工艺流程以及工序简介
2）、工序简介
目前硅太阳能电池制造工序主要有：
制绒清洗工序 扩散工序 PECVD工序 丝网印刷工序 烧结工序 Laser刻蚀工序 测试分选工序
1. 制绒清洗工序
(a).单晶制绒---捷佳创
目的与作用：
（1）去除单晶硅片表面的机械损伤层和氧 化层。
（2）为了提高单晶硅太阳能电池的光电转 换效率,根据单晶硅的各向异性的特性， 利用碱(KOH)与醇(IPA)的混合溶液在单 晶硅表面形成类似“金字塔”状的绒面, 有效增强硅片对入射太阳光的吸收,从而 提高光生电流密度。
1）、硅太阳能电池的制造工艺流程：
清洗制绒
扩散
周边刻蚀
印刷电极PECVD去磷玻璃烧结分选测试
检验入库
1.原料硅片清洗制绒 12.测试分选
11.激光 10.烧 结 9.丝网印刷正电极 8.烘 干
2.高温扩散（液态扩散） 3.去磷硅玻璃（去PSG） 4.沉积减反射膜（PECVD）
5.丝网印刷背电极 6.烘 干
去除磷硅玻璃的目的、作用：
1. 磷硅玻璃的厚度在扩散中工艺难控制，且其工艺窗口太小，不稳 定。
2. 磷硅玻璃的折射率在1.5左右，比氮化硅折射率（2.07左右）小， 若磷硅玻璃较厚会降低减反射效果。
3. 磷硅玻璃中含有高浓度的磷杂质，会增加少子表面复合，使电池 效率下降。
2. 扩散（POCl3液态扩散）
(b). 多晶制绒---RENA InTex
3Si 2HNO3 18HF 3H2SiF6 0.45NO 1.35NO2 0.1N2O 4.25H2 2.75H2O
目的与作用：
（1）去除单晶硅片表面的机械损 伤层和氧化层。
（2）有效增加硅片对入射太阳光 的吸收,从而提高光生电流密度，提高 单晶硅太阳能电池的光电转换效率。
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℃
晶体硅太阳能电池制造工艺原理(一)
晶体硅太阳能电池制造工艺原理(一)晶体硅太阳能电池制造工艺引言晶体硅太阳能电池是目前最常见的太阳能电池类型之一，它利用晶体硅的半导体特性将光能转化为电能。
本文将从原理到制造工艺，逐步介绍晶体硅太阳能电池的制造过程。
光伏效应太阳能电池的工作原理基于光伏效应，即在光照的作用下，半导体材料中的能带发生偏移，使得电子从价带跃迁到导带，产生电流。
晶体硅是一种典型的半导体材料，因此被广泛应用于太阳能电池制造。
晶体硅的制备制造晶体硅太阳能电池的第一步是准备合适的晶体硅材料。
常见的制备方法有单晶法和多晶法。
单晶法通过将硅熔体缓慢冷却，使单晶硅逐渐生长；而多晶法则通过快速冷却制得多晶硅，它的晶粒较小，但制备成本较低。
制备电池片1.切割：将制备好的晶体硅材料切割成薄片，常用的切割工具是金刚石线锯。
2.研磨：用化学机械研磨（CMP）工艺对切片进行表面平整化处理，以去除切割时产生的缺陷和污染物。
3.清洗：对研磨后的切片进行清洗处理，去除表面的污染物，提高电池片的质量。
4.获取P型和N型半导体：将切片进行热扩散或离子注入工艺，使得切片的一侧生成P型半导体，另一侧生成N型半导体。
制备电池结构1.沉积透明导电膜：在电池片表面沉积一层透明导电膜，通常使用氧化锡薄膜。
2.沉积抗反射膜：为了提高电池吸收光能的效率，需要在透明导电膜上沉积一层抗反射膜。
常用的抗反射膜材料有二氧化硅等。
3.打开电池片通孔：使用激光或机械刻蚀等方法，在电池片上打开通孔，方便后续电池的连线。
4.沉积金属电极：在电池片的正负电极位置沉积金属电极，常用的金属有铝、银等。
组装与封装1.清洗：清洗电池片和其他组件，确保没有灰尘和污染物。
2.焊接连接：使用焊接技术将电池片与其他元件连接起来，形成电池组。
3.封装：将电池组放入封装材料中，通常使用聚合物材料进行封装，保护电池并提供结构支撑。
总结晶体硅太阳能电池的制造工艺涉及多个步骤，从晶体硅的制备到电池结构的形成，最终完成组装与封装。
项目一 晶体硅太阳电池制造工艺
（6）绒面形成最终取决于两个因素： 腐蚀速率
及各向异性。
三、单晶硅片的制绒
（四）影响单晶制绒的因素
2、腐蚀速率快慢影响因子 （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；
四、扩散制结工艺过程
2、饱和
每班生产前，需对石英管进行饱和。炉温 升至设定温度时，以设定流量通小N2（携源） 和O2，使石英管饱和。20分钟后，关闭小N2和 O2。初次扩散前或停产一段时间以后恢复生产
时，需使石英管在950oC通源饱和1小时以上。
四、扩散制结工艺过程
3、装片
戴好防护口罩和干
净的塑料手套，将清洗甩 干的硅片从传递窗口取出， 放在洁净台上。用吸笔依 次将硅片从硅片盒中取出，
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O （易挥发的四氟化硅气体 ） SiF4+2HF=H2SiF6（可溶、易挥发）
四、多晶硅片的制绒
（三）多晶制绒的工艺流程
2、四号碱洗槽 酸腐蚀易在多晶硅表面形成一层彩色均匀的 多孔硅膜。这个多孔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，利用
关源，退舟
石英管
硅片
排气口 电炉
卸片
三氯氧磷
送片
N2 O2
方块电阻测量
扩散炉的简易结构
四、扩散制结工艺过程
1、清洗 所做清洗用的化学品为C2H2Cl3 ，熟称TCA，初次
扩散前，扩散炉石英管首先连接TCA装置，当炉温
升至设定温度，以设定流量通TCA60分钟清洗石英 管。清洗开始时，先开O2，再开TCA；清洗结束后， 先关TCA，再关O2。清洗结束后，将石英管连接扩 散源瓶，待扩散
晶硅太阳能电池制造工艺流程及工序简介
ser刻蚀工序
❖ Laser刻蚀的目ห้องสมุดไป่ตู้、作用： 用激光切出绝缘沟道，可以使电池短路，减少电流泄漏。
硅片经Laser刻蚀后的示意图
18
7. 测试分选工序
❖ 主要是测量电池片的短路电流（JSC）、开路电压（VOC）、 填充因子（FF），经计算得出电池的光电转换效率（η） 。
❖ 根据电池的光电转换效率（η）对电池片进行分类。
2PO 5Si 5SiO 4P
25
2
这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃。
去除磷硅玻璃的目的、作用：
1. 磷硅玻璃的厚度在扩散中工艺难控制，且其工艺窗口太小，不稳 定。
2. 磷硅玻璃的折射率在1.5左右，比氮化硅折射率（2.07左右）小， 若磷硅玻璃较厚会降低减反射效果。
3. 磷硅玻璃中含有高浓度的磷杂质，会增加少子表面复合，使电池 效率下降。
13
2. 扩散（POCl3液态扩散）
❖ 扩散的目的：制造太阳能电池的PN结。
❖ PN结是太阳能电池的“心脏” 。 ❖ 制造PN结，实质上就是想办法使受主杂质在半导体晶体内的一个
区域中占优势（P型），而使施主杂质在半导体内的另外一个区域 中占优势（N型），这样就在一块完整的半导体晶体中实现了P型 和N型半导体的接触。
2
单晶硅太阳电池
3
多晶硅太阳电池
4
非晶硅太阳电池
5
2. 硅太阳电池的制造工艺流程
❖ 下面我们就硅太阳电池的制造工艺流程以及各工序进行简 单的介绍。
❖ 晶体硅太阳能电池制造的常规工艺流程主要包括：硅片清 洗、绒面制备、扩散制结、（等离子周边刻蚀）、去 PSG(磷硅玻璃) 、PECVD 减反射膜制备、电极(背面电极、 铝背场和正电极) 印刷及烘干、烧结、Laser和分选测试等。 同时,在各工序之间还有检测项目,主要有抽样检测制绒效果、 抽样 测方块电阻、抽样测氮化硅减反射膜厚度和折射率等 项目。
晶体硅太阳能电池的制造工艺流程
提高太阳能电池的转换效率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。
晶体硅太阳能电池的制造工艺流程说明如下：
（1）切片：采用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。
（2）清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或碱）溶液将硅片表面切割损伤层除去30－50um。
（3）制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。
（4）磷扩散：采用涂布源（或液态源，或固态氮化磷片状源）进行扩散，制成PN＋结，结深一般为0。
3－0。
5um。
(5）周边刻蚀：扩散时在硅片周边表面形成的扩散层，会使电池上下电极短路,用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。
（6）去除背面PN＋结.常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN＋结.
（7）制作上下电极：用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。
先制作下电极，然后制作上电极。
铝浆印刷是大量采用的工艺方法.
（8）制作减反射膜:为了减少入反射损失，要在硅片表面上覆盖一层减反射膜.制作减反射膜的材料有MgF2 ，SiO2 ,Al2O3，SiO ，Si3N4 ,TiO2 ，Ta2O5等。
工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。
(9）烧结：将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。
(10）测试分档:按规定参数规范，测试分类。
由此可见，太阳能电池芯片的制造采用的工艺方法与半导体器件基本相同，生产的工艺设备也基本相同，但工艺加工精度远低于集成电路芯片的制造要求,这为太阳能电池的规模生产提供了有利条件。
太阳能电池关键工艺流程介绍
太阳能电池关键工艺流程介绍摘要太阳能电池作为一种可再生能源的重要组成部分，其工艺流程对于太阳能电池的性能和效率有着重要的影响。
本文将介绍太阳能电池制造过程中的关键工艺流程，并对其进行详细解析。
1. 晶体硅材料的准备太阳能电池通常采用晶体硅材料制备，因为晶体硅具有良好的光电转换性能。
首先，从硅矿石中提取硅，经过一系列的化学处理和纯化过程，得到高纯度的晶体硅材料。
纯度高的晶体硅材料能够提高太阳能电池的效率和稳定性。
2. 晶体硅材料的切割和抛光将准备好的晶体硅材料切割成薄片，通常厚度在200-300微米之间。
切割后的硅片表面不平整，需要进行抛光处理，以提高表面的平整度和光反射率。
抛光过程通常采用化学机械抛光方法，利用化学溶液和机械力将硅片表面的不均匀性去除。
3. 晶体硅片的清洗切割和抛光后的晶体硅片表面可能会残留有油脂、灰尘等杂质，需要进行清洗。
清洗过程通常包括浸泡在有机溶剂中去除油脂、用酸碱溶液去除残留的化学物质，并用超纯水进行最后的冲洗。
4. 晶体硅片表面的蚀刻为了增加晶体硅片表面的光吸收能力，需要对其进行一定程度的蚀刻处理。
蚀刻过程中，使用酸溶液对晶体硅片表面进行处理，以形成微小的刺激结构，增加光的散射和吸收。
蚀刻过程的条件和时间需要精确控制，以确保形成的表面结构符合设计要求。
5. 制备p-n结的过程太阳能电池通常采用p-n结的结构，以实现光电转换的过程。
制备p-n结的关键是向晶体硅片表面引入杂质，形成n型和p型区域。
这一过程通常称为掺杂。
n型区域通常掺入磷或砷等杂质，而p型区域通常掺入硼或铝等杂质。
6. 金属电极的沉积制备完p-n结后，需要在晶体硅片的两侧分别沉积金属电极，以收集光电转换过程中产生的电子。
金属电极的沉积通常采用真空蒸镀或电镀等方法，将铝、银等材料沉积在晶体硅片表面。
7. 表面涂层为了减少光的反射和提高光吸收率，太阳能电池的表面通常会涂覆一层抗反射膜。
这一层膜能够减少光的反射，增加光的穿透深度，并提高光的吸收效率。
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
太阳能电池刻蚀
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
HNO3
同上
（浓度是69%）
KOH （浓度是50%）
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
控制范围 1.58±0.05
14-16℃ HNO3：HF为3：1 24-26mm 350±100m³/h ＜5000ml每次，酌情 处理
问题点
台达卸载不吸片子
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。 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。）
刻蚀后片子有水痕印
刻蚀机M3、M6的电导率异常
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
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
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
接上页
问题点
异常停机中滞留的片子
解决方法
晶体硅太阳能电池生产工艺流程图
晶体硅太阳能电池生产工艺流程图电池片工艺流程说明:(1）清洗、制绒：首先用化学碱（或酸)腐蚀硅片，以去除硅片表面机械损伤层，并进行硅片表面织构化，形成金字塔结构的绒面从而减少光反射。
现在常用的硅片的厚度在180μm 左右.去除硅片表面损伤层是太阳能电池制造的第一道常规工序。
（2）甩干：清洗后的硅片使用离心甩干机进行甩干。
(3）扩散、刻蚀：多数厂家都选用P型硅片来制作太阳能电池，一般用POCl3液态源作为扩散源。
扩散设备可用横向石英管或链式扩散炉,进行磷扩散形成P—N结。
扩散的最高温度可达到850-900℃。
这种方法制出的PN结均匀性好，方块电阻的不均匀性小于10％，少子寿命大于10 微秒.扩散过程遵从如下反应式：4POCl3＋3O2（过量）→ 2P2O5＋2Cl2（气）2P2O5＋5Si → 5SiO2+ 4P 腐蚀磷硅玻璃和等离子刻蚀边缘电流通路，用化学方法除去扩散生成的副产物。
SiO2 与HF生成可溶于水的SiF62-,从而使硅表面的磷硅玻璃(掺P2O5的SiO2）溶解，化学反应为：SiO2＋6HF → H2（SiF6）＋2H2O（4）减反射膜沉积:采用等离子体增强型化学气相沉积（PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 技术在电池表面沉积一层氮化硅减反射膜，不仅可以减少光的反射，而且由于在制备SiNx 减反射膜过程中有大量的氢原子进入，因此也起到了很好的表面钝化和体钝化的效果.这是因为对于具有大量晶界的多晶硅材料而言,晶界的悬挂键被饱和，降低了复合中心的原因。
由于表面钝化和体钝化作用明显，就可以降低对制作太阳能电池材料的要求。
由于增强了对光的吸收，氢原子对太阳能电池起到很好的表面和体内钝化作用，从而提高了电池的短路电流和开路电压。
（5）印刷、烧结：为了从电池上获取电流，一般在电池的正、背两面制作电极。
正面栅网电极的形式和厚度要求一方面要有高的透过率，另一方面要保证栅网电极有一个尽可能低的接触电阻。
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
晶体硅太阳能电池生产线清洗制绒工序讲解
180s 喷淋
使硅片更 易脱水
氢氟酸
去除酸 液
纯水
常温 180s
常温 180s
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2、清洗制绒的工艺设备及操作流程工艺
各种药液的作用
1.异丙醇：降低硅片表面张力，减少气泡在硅片表面的吸附，使金字塔更加均匀一致。 2.添加剂：
-降低硅表面张力，促进氢气泡的释放，是金字塔更加均匀一致。 -增加溶液的粘稠度，减弱NaOH溶液对硅片的腐蚀力度，增强腐蚀的各向异性 3.HF酸：去除硅的氧化物，使硅片更易脱水 4.HCL：去除金属离子
作用
溶液
温度 时间 辅助
去杂质颗 粒
纯水
去杂质 颗粒
纯水
60℃ 300S 超声
60℃ 300s
形成金字 塔绒面
IPA、添加 剂、NaOH
78℃
形成金字塔 绒面
IPA、添加 剂、NaOH
78℃
去除 碱液 纯水
常温
去除金 属杂质
盐酸
去除酸 液
纯水
常温 常温
900s 鼓泡
900s 鼓泡
180s 喷淋
180s
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2、清洗制绒的工艺设备及操作流程工艺
多晶制绒生产流程:
领料 上片 制绒 水洗 碱洗
吹干 水洗 酸洗 水洗
注意事项：
1.禁止裸手接触硅片； 2.上片时保持硅片间距40mm左右； 3.制绒时带速禁止随意改动； 4.下片时注意硅片表面是否吹干； 5.制绒清洗完硅片要尽快扩散，滞留时间不超过1h。
损伤层
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1、清洗制绒的作用及方法
晶体硅生产的工艺流程详解
晶体硅生产的工艺流程详解硅材料是当前最重要的半导材料，目前常用的太阳能电池是硅电池。
单质硅是比较活泼的一种非金属元素，它能和96种稳定元素中的64种元素形成化合物。
硅的主要用途是取决于它的半导性。
晶体硅包括单晶硅和多晶硅，晶体硅的制备方法大致是先用碳还原SiO2成为Si，用HCl反应再提纯获得更高纯度多晶硅，单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
硅的单晶体。
具有基本完整的点阵结构的晶体。
用于制造太阳能电池的多晶硅纯度要求达到99.9999％。
晶体硅生产一般工艺流程⑴ 清洗清洗的目的：1去除硅片表面的机械损伤层。
2对硅片的表面进行凹凸面(金字塔绒面)处理,增加光在太阳电池片表面的折射次数,利于太阳能电池片对光的吸收,以达到电池片对太阳能价值的最大利用率。
3清除表面硅酸钠、氧化物、油污以及金属离子杂质。
化学清理原理：HF去除硅片表面氧化层：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，氯离子能与溶解片子表面可能沾污的杂质，铝、镁等活泼金属及其它氧化物。
但不能溶解铜、银、金等不活泼的金属以及二氧化硅等难溶物质。
安全提示：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。
⑵制绒制绒的目的：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。
制绒的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。
反应为：Si+2NaOH+H2O →Na2SiO3 +2H2 ↑影响绒面的因素：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⑶扩散扩散的目的：在p型晶体硅上进行N型扩散，形成PN结，它是半导体器件工作的“心脏”;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POCl3磷扩散原理：1. POCl3在高温下(>600℃)分解生成五氯化磷(PCl5)和五氧化二磷(P2O5)，其反应式如下：2.生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅(SiO2)和磷原子，其反应式如下：3由上面反应式可以看出，POCl3热分解时，如果没有外来的氧(O2)参与其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。
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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。
干法刻蚀的一般生产流程如下：
1、禁止裸手接触硅片；
2、插片时注意硅片扩散方向，禁止插反；
3、刻蚀边缘在1mm左右；
4、刻蚀清洗完硅片要尽快镀膜，滞留时间不超过1h。
2）湿法刻蚀
湿法刻蚀顾名思义，就是在刻蚀的过程中硅片表面是湿的，也就是使用化学品进行刻蚀的方法，大致的腐蚀机制是HNO3氧化生成SiO2，HF再去除SiO2。
下面为化学反应方程式：
3Si+4HNO3 →3SiO2+4NO+2H2O SiO2+4HF→SiF4+2H2O
SiF4 +2HF→H2SiF6
湿法刻蚀一般使用的是Rena的设备，其槽体根据功能不同分为入料段、
浓度、外围抽风、液面高度等。
针对刻蚀的效果，主要的检测工艺点有如下几个：
1、方阻上升在范围之内
2、减重在范围之内
3、刻蚀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
相比干法刻蚀，湿法刻蚀具有如下优点：
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。
被场更均匀，减少了背面复合，从而提高太阳能电池的V oc。
湿法刻蚀生产必须注意以下事项：
1、禁止裸手接触硅片；
2、上片时保持硅片间距40mm左右，扩散面朝上上片，禁止放反；
3、刻蚀边缘在1mm左右；
4、下片时注意硅片表面是否吹干；
5、刻蚀清洗完硅片要尽快镀膜，滞留时间不超过1h。
三、刻蚀常用化学品以及注意事项：
四、刻蚀效果检测方法
刻蚀主要检测硅片的减薄量、上升的方阻、硅片边缘的PN型。
1、方阻上升：
所用仪器：四探针测试仪
方阻上升标准：方阻上升5个以内
2、减薄量：
所用仪器：电子天平
减薄量标准：多晶0.06-0.07克
3、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
作为最常用的检测方法，下面具体介绍一下冷热探针和三探针的检测原理：
冷热探针是利用热探针和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。
三探针是利用探针与硅片表面形成整流接触（如右图），通入交流电，通过毫安表的偏转方向判断硅片的PN型。
此法不适应于低阻的硅片，因为低阻硅片与探针形成的是欧姆接触。
五、刻蚀常见问题及解决方法
六、刻蚀未来工艺的发展方向
1.刻蚀发展方向：去PSG工序将与干法刻蚀合为一道工序，干法刻蚀将逐步被湿法刻蚀所取代。
2.湿法刻蚀最新设备：结合rena和kuttler设备的优点，既能避免黑边、方阻也不上升。