硅片制絨工藝和清洗 制絨工藝

《硅片制絨工藝和清洗 制絨工藝》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、硅片制絨和清洗2概述形成起伏不平的絨面，增加硅片對太陽光的吸收去除硅片表面的機(jī)械損傷層清除表面油污和金屬雜質(zhì)硅片表面處理的目的：制絨硅片表面沾污主要包括：有機(jī)雜質(zhì)沾污顆粒沾污金屬離子沾污硅片經(jīng)過不同工序加工后，其表面已受到嚴(yán)重沾污，一般講硅片表面沾污大致可分在三類：A.有機(jī)雜質(zhì)沾污：可通過有機(jī)試劑的溶解作用，結(jié)合超聲波清洗技術(shù)來去除。B.顆粒沾污：運用物理的方法可采機(jī)械擦洗或超聲波清洗技術(shù)來去除粒徑≥0.4μm顆粒，利用兆聲波可去除≥0.2μm顆粒。C.金屬離子沾污：必須采用化學(xué)的方法才能清洗其沾污.4硅片表面的機(jī)械損傷層（一）硅錠的鑄造過程單晶硅多晶硅5硅片

2、表面的機(jī)械損傷層（二）多線切割硅片表面的機(jī)械損傷層（三）機(jī)械損傷層6硅片機(jī)械損傷層（10微米）硅片表面的機(jī)械損傷層（三）切割損傷層的腐蝕（初拋）線切割損傷層厚度可達(dá)10微米左右。一般采用20%的堿溶液在90℃條件腐蝕0.5～1min以達(dá)到去除損傷層的效果,此時的腐蝕速率可達(dá)到6～10um/min。初拋時間在達(dá)到去除損傷層的基礎(chǔ)上盡量減短，以防硅片被腐蝕過薄。對于NaOH濃度高于20%W/V的情況，腐蝕速度主要取決于溶液的溫度，而與堿溶液實際濃度關(guān)系不大。78制絨：表面織構(gòu)化單晶硅片表面的金字塔狀絨面單晶硅片表面反射率制絨角錐體形成原理10角錐體的密度和它們的幾

3、何特征同時影響著太陽電池的陷光效率和前表面產(chǎn)生反射損失的最低限。尺寸一般控制在3～15微米。推測腐蝕反應(yīng)期間的產(chǎn)物氫氣泡的發(fā)展對角錐體的形成起著重要的作用。氣泡粘附在硅片表面，它們的掩蔽作用導(dǎo)致了溶液的側(cè)向腐蝕，這是角錐體形成過程的要素。絨面光學(xué)原理11制備絨面的目的：減少光的反射率，提高短路電流（Isc），最終提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。陷光原理：當(dāng)光入射到一定角度的斜面，光會反射到另一角度的斜面，形成二次或者多次吸收，從而增加吸收率。絨面光學(xué)原理12陷光原理圖示：影響絨面質(zhì)量的關(guān)鍵因素13NaOH濃度無水乙醇或異丙醇濃度制絨槽內(nèi)硅酸鈉的累計量制絨腐蝕的溫度制絨

4、腐蝕時間的長短槽體密封程度、乙醇或異丙醇的揮發(fā)程度關(guān)鍵因素的分析——NaOH的影響14制絨液中的乙醇或異丙醇、NaOH、硅酸納三者濃度比例決定著溶液的腐蝕速率和角錐體形成情況。溶液溫度恒定在80℃時發(fā)現(xiàn)腐蝕液NaOH濃度在1.5～4%范圍之外將會破壞角錐體的幾何形狀。當(dāng)NaOH處于合適范圍內(nèi)時，乙醇或異丙醇的濃度的上升會使腐蝕速率大幅度下降。關(guān)鍵因素的分析——NaOH的影響15維持制絨液中乙醇的含量為10vol%，溫度85℃，時間30分鐘條件下：NaOH濃度5g/l時絨面形貌關(guān)鍵因素的分析——NaOH的影響16NaOH濃度15g/l時絨面形貌關(guān)鍵因素的分

5、析——NaOH的影響17NaOH濃度55g/l時絨面形貌關(guān)鍵因素的分析——NaOH的影響18絨面的平均反射率隨NaOH濃度的變化關(guān)鍵因素的分析——硅酸鈉的影響19硅酸鈉在溶液中呈膠體狀態(tài)，大大的增加了溶液的粘稠度。對腐蝕液中OH離子從腐蝕液向反應(yīng)界面的輸運過程具有緩沖作用，使得大批量腐蝕加工單晶硅絨面時，溶液中NaOH含量具有較寬的工藝容差范圍，提高了產(chǎn)品工藝加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和溶液的可重復(fù)性。硅酸鈉在制絨溶液中的含量從2.5%～30%wt的情況下，溶液都具有良好的擇向性，同時硅片表面上能生成完全覆蓋角錐體的絨面。關(guān)鍵因素的分析——硅酸鈉的影響20隨著硅

6、酸鈉含量的增加，溶液粘度會增加，結(jié)果在硅片與片匣邊框接觸部位會產(chǎn)生“花籃印”，一般濃度在30%以下不會發(fā)生這種變化（NaOH濃度達(dá)到一定程度的基礎(chǔ)上）。硅酸鈉來源大多是反應(yīng)的生成物，要調(diào)整它的濃度只能通過排放溶液。若要調(diào)整溶液的粘稠度，則采用加入添加劑乙醇或異丙醇來調(diào)節(jié)。關(guān)鍵因素的分析——乙醇或異丙醇的影響21氣泡的直徑、密度和腐蝕反應(yīng)的速率限定了硅片表面織構(gòu)的幾何特征。氣泡的大小以及在硅片表面停留的時間，與溶液的粘度、表面張力有關(guān)系。所以需要乙醇或異丙醇來調(diào)節(jié)溶液的粘滯特性。乙醇的含量在3vol%至20vol%的范圍內(nèi)變化時，制絨反應(yīng)的變化不大，都可以得到

7、比較理想的絨面，而5vol%至10vol%的環(huán)境最佳。關(guān)鍵因素的分析——乙醇或異丙醇的影響22制絨液中NaOH的濃度為15克/升，反應(yīng)溫度85℃。無乙醇時的絨面形貌：關(guān)鍵因素的分析——乙醇或異丙醇的影響23乙醇濃度3vol%時的絨面形貌關(guān)鍵因素的分析——乙醇或異丙醇的影響24乙醇濃度10vol%時的絨面形貌關(guān)鍵因素的分析——乙醇或異丙醇的影響25乙醇濃度30vol%時的絨面形貌關(guān)鍵因素的分析——不同時間制絨形貌的描述26經(jīng)熱的濃堿去除損傷層后，硅片表面留下了許多膚淺的準(zhǔn)方形的腐蝕坑。1分鐘后，金字塔如雨后春筍，零星的冒出了頭；5分鐘后，硅片表面基本上

8、被小金字塔覆蓋，少數(shù)已開始長大。我們稱