单晶制绒工艺

循环 金字塔大小
800r/min 3～6um,成核 密度高,大小均匀; 5um
酸洗药品配比:
项目 参考配比 理想效果
HCL
56L 32L
平均12小时更换一次
HF
药液更换时间
以上工艺提供参考,以现场调试结果来确定工艺参数,生产 现场以现有工艺控制执行;如有工艺更改会及时通知生产现场。
影响绒面质量的关键因素
绒面光学原理 • 陷光原理图示：
绒面光学原理 • 单晶实际绒面电子图示：
制绒设备
单晶制绒目前都是使用槽体式设备 现在常使用的厂家有： 1.捷佳创 2.无锡瑞能
我们选用的是 无锡瑞能设备
瑞能制绒设 备
ห้องสมุดไป่ตู้
瑞能制绒设备结构及工艺说明
槽号 1 2 3 4 5 功能 超声 溢流漂洗 去损伤层 溢流漂洗 制绒 温度 60℃ RT 78℃ RT 78℃ 时间 300s 300s 300s 300s 900s 有无循 环泵 无 无 有 无 有 有无电 加热 有 无 有 无 有 有无超 声 有 无 无 无 无 有无鼓 泡 有 有 有 有 有 有无盖 板 有 无 有 无 有
有
无 无 无 无 无
有
无 有 无 无 无
无
无 有 无 无 无
有
有 有 有 无 有
有
无 有 无 有 无
RT RT RT
HCL
溢流漂 洗
瑞能制绒设备结构及工艺说明
槽号 14 15 16 17 功能 温度 RT RT RT RT 时间 300s 300s 300s 120s 有无循 有无电 有无超 有无鼓 有无盖 环泵 加热 声 泡 板 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 有 有 无 有 无 无 无
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
关键因素影响分析
——NaOH的分析 • 制绒液中的乙醇或异丙醇、NaOH、硅酸纳三者浓 度比例决定着溶液的腐蚀速率和角锥体形成情况。 • 溶液温度恒定在80℃时发现腐蚀液NaOH浓度在 1.5～4%范围之外将会破坏角锥体的几何形状 。 • 当NaOH处于合适范围内时，乙醇或异丙醇的浓度 的上升会使腐蚀速率大幅度下降。
硅片绒面腐蚀原理
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: 2K(Na)OH+H2O+Si=K2(Na) SiO3+2H2 ↑
角锥体形成的原理
• 角锥体的密度和它们的几何特征同时影响着太阳电池 的陷光效率和前表面产生反射损失的最低限。尺寸一 般控制在3～5微米。 • 推测腐蚀反应期间的产物氢气泡的发展对角锥 体的形成起着重要的作用 。气泡粘附在硅片 表面，它们的掩蔽作用导致了溶液的侧向腐蚀， 这是角锥体形成过程的要素 。
制绒药品配比:
项目 制绒配液 参考配比 NaoH:2500g; IPA:10L;H2o:180L; 添加剂：1.2L NaoH:350g;IPA:0.5L;添加剂:0.05L 理想效果 NaoH:2% IPA:5.5% 根据绒面状况 微调 如果微调都达 不到工艺要求 可以提前更换
补液
药液更换时间 平均15批换液(400pcs/批)
关键因素影响分析
——NaOH的分析 维持制绒液中乙醇的含量为10 vol%，温度85 ℃， 时间30分钟条件下： NaOH浓度5g/l时绒面形貌
HF
溢流漂 洗 溢流漂 洗 喷淋
制绒控制指标:
1).10号漂洗槽必须保持规定的温度50℃， 必须至少每4小时换一次。 2).制绒槽换液一定要按照工艺提示单执 行。 3).出现花片时（表面水痕印严重，绒面发白及时通 知当班工艺解决） 4).插片时发现有油污片时及时通知当班工艺解决 5).返工片处理时按照返工工艺执行 6).减薄量应控制在:规格125单0.3～0.5g,规格 156单0.5～0.8g(不含配槽的前两批); 7).金字塔大小应控制2～6um;一般要求成核 大小比较均匀,参差不匀不是最佳状况;
硅片表面的机械损伤层
（四）切割损伤层的腐蚀(初抛) 线切割损伤层厚度可达10微米左右。 一般采用20%的碱溶液在78℃条件腐蚀0.5～ 1min以达到去除损伤层的效果,此时的腐蚀速率可 达到6～10um/min 。 初抛时间在达到去除损伤层的基础上尽量减短， 以防硅片被腐蚀过薄。 对于NaOH浓度高于20%W/V的情况，腐蚀速度 主要取决于溶液的温度，而与碱溶液实际浓度关 系不大。
硅片表面的机械损伤层
（四）切割损伤层的腐蚀(初抛) 若损伤层去除不足会出现3种可能情况：残余 缺陷、残余缺陷在后续高温处理过程中向材料深 处继续延伸、切割过程中导致的杂质未能完全去 除。 硅酸钠的热导性很差。一般硅酸钠超过一定的量时， 腐蚀产生的热量超过从溶液表面和容器侧面所散发 的热量，使溶液的温度持续升高。所以初抛液必须 定期更换或排出部分溶液。
制绒后硅片结构
IPA的作用：
降低硅片表面张力，减少气泡在硅片表面的粘附，使硅片 的金字塔更加均匀一致。
硅酸纳作用：
硅酸纳在溶液中呈胶体状态， 大大的增加了溶液的粘稠度。 对腐蚀液中OH离子从腐蚀液向反应界面的输运过程具有缓 冲作用，使得大批量腐蚀加工单晶硅绒面时，溶液中NaOH 含量具有较宽的工艺容差范围，提高了产品工艺加工质量 的稳定性和溶液的可重复性，但是当溶液中硅酸纳的量积 累到一定程度时，则亦形成花篮印。
单晶制绒概述
硅片表面处理的目的：
1.去除硅片表面的机械损伤层
2.清除表面油污和金属杂质
3.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
（一）硅锭的铸造过程
单晶
多晶
硅片表面的机械损伤层
（二）多线切割
金属线(钼线)
硅片表面的机械损伤层
（三）机械损伤层 硅片 机械损伤层（10微米）
6
7
制绒
制绒
78℃
78℃
900s
900s
有
有
有
有
无
无
有
有
有
有
瑞能制绒设备结构及工艺说明
槽号 功能 温度 时间 有无循 有无电 有无超 有无鼓 有无盖 环泵 加热 声 泡 板
8
9 10 11 12 13
制绒
溢流漂 洗 超声 溢流漂 洗
78℃
RT
50℃
900s
120s 300s 120s 300s 120s