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1、單晶制絨培訓(xùn)技術(shù)部2011-03目錄三制絨的過(guò)程及工藝控制二制絨的作用與原理一硅的基本性質(zhì)四絨面質(zhì)量的檢測(cè)五安全注意事項(xiàng)一、硅的基本性質(zhì)晶體硅為灰黑色，無(wú)定形硅為黑色，密度2.32-2.34克／立方厘米，熔點(diǎn)1420℃，沸點(diǎn)2355℃，晶體硅屬于原子晶體，硬而有金屬光澤，有半導(dǎo)體性質(zhì)。硅的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在高溫下能與氧等多種元素化合，不溶于水、硝酸和鹽酸，溶于氫氟酸和堿液。二、制絨的作用與原理1太陽(yáng)能電池制造基本流程清洗制絨擴(kuò)散刻蝕PECVD絲網(wǎng)印刷燒結(jié)測(cè)試包裝入庫(kù)硅片檢測(cè)二、制絨的作用與原理制絨的目的：1去除硅片表面的機(jī)械損傷層2清除表面油污和金屬雜質(zhì)3形成起伏不平的絨面
2、，利用陷光原理，減少光的反射，提高短路電流(Isc)，增加PN結(jié)面積，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(金字塔理論角度70.5°)，光會(huì)反射到另一角度的斜面，形成二次或多次吸收，從而增加吸收率。2制絨的目的與陷光原理二、制絨的作用與原理利用低濃度堿溶液對(duì)晶體硅在不同晶體取向上具有不同腐蝕速率的各向異性腐蝕特性，在硅片表面腐蝕形成角錐體密布的表面形貌，就稱為表面織構(gòu)化。角錐體四面全是由〈111〉面包圍形成。反應(yīng)式為：Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑3制絨的原理單晶硅片表面的金字塔狀絨面單晶硅片表面反射率三制絨的過(guò)程及工藝控制1制絨
3、的工藝過(guò)程：上料制絨HF清洗預(yù)清洗的作用：通過(guò)預(yù)清洗去除硅片表面臟污，以及部分損傷層。機(jī)械損傷層（5-7微米）硅片酸洗的作用：去除制絨過(guò)程中帶來(lái)的金屬雜質(zhì)。預(yù)清洗溫水隔離純水清洗純水隔離鹽酸清洗純水清洗噴淋漂洗預(yù)脫水烘干下料三制絨的過(guò)程及工藝控制2影響絨面質(zhì)量的關(guān)鍵因素：好的絨面質(zhì)量受哪些因素控制？時(shí)間溫度其他硅酸鈉含量異丙醇濃度NaOH濃度三制絨的過(guò)程及工藝控制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(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕液NaOH濃度在1.5～4%范圍之外將會(huì)破壞角錐體的幾何形狀。當(dāng)NaOH處于合適范圍內(nèi)時(shí)，乙醇或
4、異丙醇的濃度的上升會(huì)使腐蝕速率大幅度下降。目前，工業(yè)上NaOH濃度控制在1.5-2%之間。NaOH的影響NaOH濃度5g/lNaOH濃度15g/lNaOH濃度55g/l三制絨的過(guò)程及工藝控制硅酸鈉的影響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(duì)腐蝕液中OH離子從腐蝕液向反應(yīng)界面的輸運(yùn)過(guò)程具有緩沖作用，使得大批量腐蝕加工單晶硅絨面時(shí)，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(shí)硅片表面上能生成完全覆蓋角錐體的絨面。隨著硅酸鈉含量的增加，溶
5、液粘度會(huì)增加，結(jié)果在硅片與片匣邊框接觸部位會(huì)產(chǎn)生“花籃印”，一般濃度在30%以下不會(huì)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(lái)源大多是反應(yīng)的生成物，要調(diào)整它的濃度只能通過(guò)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(lái)調(diào)節(jié)。三制絨的過(guò)程及工藝控制異丙醇的影響氣泡的直徑、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(shí)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(lái)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(shí)，制絨反應(yīng)的變化不大，都可以得到比較理想的絨面，而5vol%至10vol%
6、的環(huán)境最佳。IPA濃度3%IPA濃度10%無(wú)IPA三制絨的過(guò)程及工藝控制經(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，硅片表面基本上被小金字塔覆蓋，少數(shù)已開(kāi)始長(zhǎng)大。我們稱絨面形成初期的這種變化為金字塔“成核”。10分鐘后，金字塔密布的絨面已經(jīng)形成，只是大小不均勻，反射率也降到了比較低的水平。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，金字塔向外擴(kuò)張兼并，體積逐漸膨脹，尺寸趨于均等。時(shí)間的影響1min5min10min30min四、絨面質(zhì)量的檢測(cè)檢驗(yàn)工器具電子稱顯微鏡肉眼積分反射儀四、絨面質(zhì)量的檢測(cè)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)電子稱肉眼表面呈深灰色，顏色
7、均勻，無(wú)白斑和亮斑，表面沒(méi)有手指印和劃痕。抽檢的硅片刻蝕減重量為0.6~0.7g。積分反射儀顯微鏡金字塔大小均勻，布滿硅片表面，尺寸在3-5μm。反射率為10%-20%。五安全注意事項(xiàng)化學(xué)品介紹氫氧化鈉：1、健康危害在工業(yè)上，氫氧化鈉通常稱為燒堿，或叫火堿、苛性鈉。這是因?yàn)檩^濃的氫氧化鈉溶液濺到皮膚上，會(huì)腐蝕表皮，造成燒傷。它對(duì)蛋白質(zhì)有溶解作用，有強(qiáng)烈刺激性和腐蝕性（由于其對(duì)蛋白質(zhì)有溶解作用，與酸燒傷相比，堿燒傷更不容易愈合）。粉塵刺激眼和呼吸道，腐蝕鼻中隔；濺到皮膚上，尤其是濺到粘膜，可產(chǎn)生軟痂，并能
