單晶制絨工藝培訓(xùn)

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1、單晶制絨工藝培訓(xùn)工藝部主要內(nèi)容制絨目的制絨原理RENA制絨工藝流程工藝常見問題以及解決方法制絨工序崗位職責(zé)注意事項(xiàng)制絨目的?消除表面硅片表面有機(jī)沾污（HF）和金屬雜質(zhì)（HCL）?去除硅片表面的機(jī)械損傷層，減少表面復(fù)合中心?在硅片表面形成絨面，增加太陽(yáng)光的吸收減少反射，增加PN結(jié)面積，提高短路電流（Isc），最終提高電池光電轉(zhuǎn)換效率絨面不僅僅是腐蝕坑洞，也是改善表面態(tài)的有效手段，絨面制作不好表面態(tài)難以補(bǔ)償，懸掛鍵大幅度增加，少子壽命復(fù)合嚴(yán)重，Isc的提高幾乎不可能。多晶硅切割過程切割過程中會(huì)形成機(jī)械損傷層，約10

2、微米陷光原理光在光滑半導(dǎo)體薄片表面陷光原理圖上的反射、折射和透射當(dāng)入射光入射到一定角度的斜面，光會(huì)反射到另一角度的斜面形成二次吸收或者多次吸收，從而增加吸收率。在絨面硅片上制成PN結(jié)太陽(yáng)電池，它有以下特點(diǎn):絨面電池比光面電池的反射損失小，如果再加減反射膜，其反射率可進(jìn)一步降低。入射光在光錐表面多次折射，改變了入射光在硅中的前進(jìn)方向，不僅延長(zhǎng)了光程，增加了對(duì)紅外光子的吸收，而且有較多的光子在靠近PN結(jié)附近產(chǎn)生光生載流子，從而增加了光生載流子的收集幾率。在同樣尺寸的基片上，絨面電池的PN結(jié)面積比光面大得多，因而可以

3、提高短路電流，轉(zhuǎn)換效率也有相應(yīng)提高。絨面也帶來了一些缺點(diǎn):一是工藝要求提高了；二是由于它減反射的無選擇性，不能產(chǎn)生電子空穴對(duì)的有害紅外輻射也被有效地耦合入電池，使電池發(fā)熱；三是易造成金屬接觸電極與硅片表面的點(diǎn)接觸，使接觸電阻損耗增加。好的織構(gòu)化效果7很好的織構(gòu)化可以加強(qiáng)減反射膜的效果左圖中藍(lán)色線為拋光后的Si的反射圖，經(jīng)過不同織構(gòu)化處理之后的反射圖。右圖為在織構(gòu)后再沉積SiNx:H薄膜的反射光譜圖。8二、制絨原理單晶制絨利用低濃度堿溶液對(duì)硅片的不同晶面各項(xiàng)異性腐蝕形成金字塔結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)反應(yīng)如下：9腐蝕速率快慢由下

4、列三個(gè)反應(yīng)速度來決定。1、腐蝕液流至被腐蝕物表面的移動(dòng)速率；2、腐蝕液與被腐蝕物表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率；3、生成物從被腐蝕物表面離開的速率。10腐蝕的反應(yīng)物和生成物是利用腐蝕液之濃度梯度然產(chǎn)生的擴(kuò)散現(xiàn)象來達(dá)到傳質(zhì)的目的。所以，1、3又可稱為擴(kuò)散限制溶解過程（diffusion－limiteddissolution），通過攪拌可以提高。2的速率取決于腐蝕溫度、材料、腐蝕液種類及濃度，和攪拌方式無關(guān)，被成為反應(yīng)限制溶解過程（reaction－ratelimiteddissolution）。各向異性就是由化學(xué)反應(yīng)

5、的各向速率不同造成的。原理——各項(xiàng)異性原因11Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H21、水分子的屏蔽效應(yīng)（screeningeffect）阻擋了硅原子與OH根離子的作用，而水分子的屏蔽效應(yīng)又以原子排列密度越高越明顯。2、在{111}晶面族上，每個(gè)硅原子具有三個(gè)共價(jià)健與晶面內(nèi)部的原子健結(jié)及一個(gè)裸露于晶格外面的懸掛健，{100}晶面族每一個(gè)硅原子具有兩個(gè)共{111}{100}價(jià)健及兩個(gè)懸掛健，當(dāng)刻蝕反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，刻蝕液中的OH－會(huì)跟懸掛健健結(jié)而形成刻蝕，所以晶格上的單位面積懸掛健越多，會(huì)造成表面的化學(xué)反應(yīng)

6、自然增快。原理-腐蝕速度差別形成金字塔12較快的腐蝕速度較慢的腐蝕速度原理-各因素分析硅的刻蝕速率與表面原子密度、晶格方向、摻雜濃度、腐蝕液成分、濃度、溫度、攪拌等參數(shù)有關(guān)NaOH濃度無水乙醇或異丙醇濃度制絨槽內(nèi)硅酸鈉的累計(jì)量制絨腐蝕的溫度制絨腐蝕時(shí)間的長(zhǎng)短槽體密封程度、乙醇或異丙醇的揮發(fā)程度13原理-各因素分析14NaOH溶液濃度反應(yīng)溫度制絨的根本IPA濃度NaSiO3濃度提高溶液濃稠度，控制反應(yīng)速度硅片表面原始狀態(tài)氫氣泡密度及大小以及在硅片表面停留的時(shí)間決定金字塔形貌攪拌提高反應(yīng)物疏運(yùn)速度，提高氫氣泡脫附作

7、用圖4氫氣泡作用反應(yīng)控制過程擴(kuò)散控制過程原理-各因素影響溫度越高腐蝕速度越快腐蝕液濃度越高腐蝕速度越快IPA濃度越高腐蝕速率越慢Na2SiO3濃度越高腐蝕速率越慢15原理-氫氧化鈉影響160.5%1.5%5.5%原理-溫度影響1780℃85℃90℃原理—IPA影響180％5％10％什么樣的是“好的”金字塔19小而均勻布滿整個(gè)硅片表面20LowdensitytextureHighdensitytexture21怎樣得到“好”的金字塔關(guān)鍵：降低硅片表面/溶液的界面能兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：1、提高硅片表面的浸潤(rùn)能力，如添加I

8、PA或者把硅片進(jìn)行酸或堿的腐蝕。2、減少溶液的張力，如添加添加劑。添加劑有很多極性或非極性的功能團(tuán)來降低腐蝕液表面的張力。添加劑的作用22增加反應(yīng)速度減緩反應(yīng)速度不影響反應(yīng)速度單晶和多晶絨面單晶絨面多晶絨面顯微鏡下觀察絨面三、RENA制絨工藝流程水洗槽熱水水洗槽制絨機(jī)預(yù)清洗槽吹干槽傳遞過程插片倉(cāng)庫(kù)來料接收制絨槽水洗槽酸洗槽下片上料單晶制絨設(shè)備262728工藝流程粉色:稱重;藍(lán)色:預(yù)清洗