硅片清洗与制绒

perc电池工序流程一、硅片清洗。

这是第一步呢，就像是给硅片洗个澡，把它身上那些脏东西都给弄掉。

硅片从生产出来可能带着一些杂质啊灰尘啥的，要是不清理干净，后面的工序可就会有大麻烦。

这个清洗可不能马虎，得用专门的清洗剂，还要控制好清洗的时间、温度和清洗的方式。

就好比咱自己洗脸，得用合适的洗面奶，在温水里好好洗一洗，这样脸才能干净又舒服，硅片清洗好了才能精神饱满地迎接后面的挑战。

二、制绒。

制绒这一步就像是给硅片穿上一层毛茸茸的小衣服。

通过化学腐蚀的办法，让硅片表面形成那种绒面结构。

这有啥用呢？这就像是给光准备了好多小陷阱，光一照过来就不容易跑掉啦，能更多地被硅片吸收。

这个过程得小心翼翼的，化学溶液的浓度得调好，反应的时间也得掐准了。

要是制绒没制好，那硅片吸收光的能力就会大打折扣，就像一个人没穿对衣服，在外面受冻一样。

三、扩散。

扩散这个工序啊，就像是给硅片注入魔法一样。

把磷啊这些杂质扩散到硅片里面去，这样就能形成PN结啦。

这个过程就像在一个大集体里，突然加入了一些新成员，然后大家重新调整布局。

扩散的温度、时间还有杂质源的流量都是关键因素。

要是哪个没弄好，这个PN结可能就不健康，就像一个团队里人员安排不合理，工作就开展不顺利。

四、刻蚀。

刻蚀这一步呢，就像是个雕刻大师在硅片上精雕细琢。

把硅片上一些不需要的部分给去除掉，让硅片的结构更加完美。

这个时候得精确控制刻蚀的深度和范围，就像雕刻的时候得知道从哪儿下刀，下多深一样。

如果刻蚀过度或者不够，那硅片的性能又会受到影响，就像雕刻作品一不小心刻坏了，那就前功尽弃啦。

五、去磷硅玻璃。

这就像是把硅片上的小垃圾给清理掉。

磷硅玻璃在之前的工序中产生，它留在硅片上可不好，会影响电池的性能。

这个过程得用专门的方法把它去除得干干净净，就像打扫房间，要把角落里的灰尘都扫走一样。

六、镀减反射膜。

这就像是给硅片戴了个隐形的帽子。

这个膜可以减少光的反射，让更多的光留在硅片里。

镀这个膜的时候，膜的厚度啊质量啊都得把控好，就像做帽子，尺寸得合适，质量得过关，不然这个隐形帽子就起不到应有的作用啦。

光伏电池片各种工艺代名词
1.清洗制绒：通过化学腐蚀的方法，在硅片表面形成金字塔状绒面，
增加硅片对太阳光的吸收。

2.扩散制结：在硅片表面扩散磷原子，形成 P-N 结，从而将光能转
化为电能。

3.刻蚀：利用化学溶液或物理方法，将硅片表面的扩散层去除，形
成电池片的正负电极。

4.去磷硅玻璃：去除硅片表面的磷硅玻璃，以提高电池片的表面质
量和转换效率。

5.PECVD 镀膜：在硅片表面沉积氮化硅薄膜，以提高电池片的抗反
射性能和表面钝化效果。

6.丝网印刷：通过丝网印刷技术，在硅片表面印刷银浆或铝浆，形
成电池片的正负电极。

7.烧结：将印刷好的硅片放入烧结炉中进行烧结，使电极与硅片形
成良好的欧姆接触。

8.测试分选：对电池片进行电性能测试和外观检查，将合格的电池
片进行分选和包装。

多晶硅片的表面清洗与制绒摘要：太阳能电池生产过程中采用硅片作为基底，对硅片的制绒清洗属于第一道工序，主要目的有两个：①去除硅片表面杂志损伤层，②在硅片表面腐蚀出微观绒面结构。

本文在不同生产参数变化情况下对减薄量、反射率、电池效率等参数进行跟踪，通过D8反射仪、Haml测试仪进行测试和表征。

通过多组试验数据可得到最优链式多晶硅清洗制绒工艺。

关键词：太阳能电池；清洗制绒；减薄量；反射率0.引言清洗制绒是多晶硅生产的首要环节，在清洗制绒过程中形成微观蠕虫状绒面结构，通过此结构减少光的反射，提高短路电流，增加PN结面积，提升开路电压，是提高太阳能电池转换效率的重要途径。

多晶硅的晶向属于多向性，常采用的清洗制绒方式为酸性溶液各向同性腐蚀，也是目前最常用的批量生产方案[[1].2]。

在酸性溶液中主要是是HF与HNO3两种，其中HF主要取其酸性作用，HNO3主要是取其氧化性强的作用，两者结合形成强氧化性酸溶液对硅片进行腐蚀[[]3.4.5]。

主要反映过程如下：3Si+4HNO3→3SiO2+2H2O+4NO ↑ (1)SiO2+4HF→SiF4+2H2O (2)SiF4+4HF→H2SiF6 (3)本文所有技术跟踪全部在链式酸制绒设备上进行，多晶硅片进入设备后，酸腐蚀反应开始在硅片表面发生，因损伤层的深浅不一形成不规则的蠕虫状绒面结构。

为得到较低的反射率，本文通过对不同影响因素的调整来进行验证，争取得到最优清洗制绒工艺。

1.实验流程设计选取同锭切割硅片进行分组，共分2组，每组选取1000片，进行如下实验安排：1）对制绒槽药温度的确定在制绒槽药液寿命中段，分别采取20℃、22℃、24℃、26℃、28℃温度进行硅片腐蚀，然后每组选5片进行腐蚀量及反射率测试，记录其平均值。

2）对HF/HNO3配比的确定选取1）试验中最优组制绒温度，然后进行HF：HNO3=1:1/3:2/2:1/5:2/3:1不同浓度下腐蚀，然后每组选5片进行腐蚀量及反射率测试，记录其平均值。

太阳能电池片生产流程解析一、概念太阳能电池：就是将太阳能转化为电能的半导体器件。

二、工艺流程太阳能电池工艺流程：清洗制绒→扩散→刻蚀→去PSG→ PECVD→丝网印刷→烧结→测试分档→分选→包装（一）、制绒和清洗硅片表面处理的目的：去除硅片表面的机械损伤层，清除表面油污和金属杂质，形成起伏不平的绒面，增加硅片对太阳光的吸收效率。

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：Si+2NaOH+H2O →NaSiO3+2H2↑制备绒面的目的：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。

陷光原理：当光入射到一定角度的斜面，光会反射到另一角度的斜面，形成二次或者多次吸收，从而增加吸收率。

影响绒面质量的关键因素：1.NaOH浓度 2.异丙醇浓度 3.制绒槽内硅酸钠的累计量 4. 制绒腐蚀的温度 5.制绒腐蚀时间的长短 6.槽体密封程度7.异丙醇的挥发程度化学清洗原理HF去除硅片表面氧化层：SiO2 + 6HF → H2[SiF6] + 2H2OHCl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Pt2+、Au3+、 Ag+、Cu+、Cd2+、Hg2+等金属离子形成可溶于水的络合物。

★注意事项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。

（二）、扩散太阳电池制造的核心工序——PN结（太阳电池的心脏）扩散的目的：形成PN结太阳能电池磷扩散方法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，现大多采用的是第一种方法。

前清洗&制绒作业指导书前清洗&制绒作业指导书1.目的硅片表面制绒。

2 原理在低浓度NaOH水溶液中，硅片表面发生各向异性腐蚀，产生密集的金字塔型角锥体结构。

化学反应方程式：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。

3.职责3.1 生产准备3.1.1 穿上工作服，戴上PVC/乳胶手套，加药操作人员需要戴上安全眼镜、防护面具、防酸碱围裙、长袖防酸手套。

3.1.2 确保手套没有粘有油脂性物质,在插片过程中请使用真空吸笔,如有其他取片需要,严禁直接接触硅片的表面，只允许接触硅片的两侧.手套若接触过皮肤、头发或者是带有油脂的物品，请更换手套。

3.1.3 在“工艺流程卡”上准确记录硅片批号、生产厂家、硅片类型，电阻率和投入数。

3.1.4 检查抽风是否正常，检查DI水的电阻率，实际观察值需＞2MΩ·cm,上班前并做好相应记录，低于规定数值，立即通知工艺人员。

3.2 生产操作过程A：制绒槽的操作过程3.2.1 把DI水装入制绒槽中，使水位到达预定的刻度，盖上槽盖，开启加热。

3.2.2 当屏幕显示制绒槽温度达到，先按工艺规定的配液比例加入 NaOH, 盖上盖子，无篮循环，鼓泡数分钟，使溶液混合均匀。

3.2.3 制绒槽持续加热溶液，直到控制屏幕实际显示温度达到工艺规定要求。

3.2.4 按工艺配液比例要求加入IPA、添加剂,盖上盖子。

3.2.5 当温度稳定后，开始投料生产，改为有篮鼓泡。

3.2.6 正式生产时，当硅片从制绒槽中提出后，在漂洗槽检查硅片质量（外观与重量检查，标准见质量检查一项）。

3.2.7在每个槽中做完一批后，需要定量补料，补料范围为：根据实际生产出片制绒效果结合工艺参数。

3.2.8 如果当班在下班时制绒槽如果没有做满20批，则不需要将药液放掉，下个班次可以继续使用10个批次。

B：其它辅助槽的操作过程3.2.9 预清洗、HF、HCL槽将水位加到预定刻度处（在相应的槽中有标定刻度），溢流槽加满水。

TOPCon工艺流程详细解读一、清洗制绒1.1 清洗目的去除硅片表面的污垢和杂质，保证硅片表面的洁净度和均匀性，以便后续工艺的正常进行。

1.2 制绒原理利用硝酸和氢氟酸的混合溶液对硅片进行腐蚀，形成绒面结构，以增加硅片表面的陷光效应，提高太阳能电池的光电转换效率。

二、正面硼扩散2.1 硼扩散目的将硼元素注入硅片正面，形成P型半导体层，为后续的电极接触和钝化层沉积做准备。

2.2 硼扩散原理利用高温条件下的硼源扩散作用，将硼元素注入硅片正面。

三、BSG去除3.1 BSG去除目的去除硅片正面和背面的BSG（硼硅酸盐玻璃），以暴露出硅片的晶体结构，便于进行后续的工艺处理。

3.2 BSG去除原理利用化学腐蚀或机械研磨的方式，去除硅片正面和背面的BSG。

四、背面刻蚀4.1 背面刻蚀目的对硅片的背面进行机械研磨或化学腐蚀，以形成背面场结构，降低电池片的串联电阻，提高电池片的电流输出。

4.2 背面刻蚀原理利用机械研磨或化学腐蚀的方式，对硅片的背面进行减薄处理，形成背面场结构。

五、氧化层钝化接触制备5.1 氧化层钝化接触制备目的在硅片的正面形成氧化层，以钝化接触表面，同时增加一层绝缘层，防止电流短路。

5.2 氧化层钝化接触制备原理利用高温氧化作用，在硅片的正面形成一层氧化层，实现钝化接触表面的目的。

六、正面氧化铝沉积6.1 正面氧化铝沉积目的在硅片的正面沉积一层氧化铝薄膜，以提高硅片的抗反射能力和耐候性，同时保护硅片不受环境因素的影响。

6.2 正面氧化铝沉积原理物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）的方式，在硅片的正面沉积一层氧化铝薄膜。

七、正背面氮化硅沉积 7.1 正背面氮化硅沉积目的在硅片的正面和背面沉积一层氮化硅薄膜，以提高硅片的抗反射能力和耐候性八、丝网印刷8.1 丝网印刷目的利用丝网印刷技术将电极材料印涂在硅片表面，形成电极结构九、烧结 9.1 烧结目的通过高温烧结过程使电极材料与硅片表面形成良好的欧姆接触十、测试分选10.1 测试分选目的对太阳能电池片进行电性能测试和分选，保证产品的质量和性能一致性十一、其他注意事项在整个TOPCon工艺流程中，需要注意以下几点：1.严格控制各道工序的工艺参数和环境条件，确保工艺的稳定性和重复性；2.对于关键工艺步骤需进行严格的质量控制和检测，防止出现质量问题；3.不断优化工艺流程和设备配置，提高生产效率和产品质量；4.重视环境保护和安全生产，确保生产过程对环境不产生污染，同时保证员工的健康和安全。

多晶硅太阳电池清洗制绒过程中物料的用量控制太阳能是未来清洁能源的重要来源之一，而太阳电池则是太阳能利用的核心技术。

多晶硅太阳电池是目前市场上最常见的一种太阳电池，其制造过程中需要进行多道工序，其中清洗制绒过程尤为重要，而物料的用量控制也是制造过程中的关键因素之一。

清洗制绒过程介绍清洗制绒是多晶硅太阳电池制造过程中的一个关键环节，主要包括多道工序：清洗首先需要对硅片进行清洗处理，以去除表面的杂质和污垢，确保后续工序的顺利进行。

清洗过程中需要用到清洗溶液，其主要成分包括：去离子水、氢氧化钠和氢氟酸，其用量需要控制在一定范围内，以保证清洗效果的稳定性。

抛光对硅片进行抛光处理，以去除表面的微小凸起和瑕疵，提高硅片表面的平整度和光洁度。

抛光需要用到抛光液，其主要成分包括：氢氧化钠、氢氟酸等，其用量也需要控制在一定范围内。

制绒制绒是将硅片表面放置一层粗糙的硅质辊，通过旋转硅片使辊表面的硅颗粒划伤掉硅片表面上一部分的表现，从而形成一个微弧形的图形，以提高硅片的光电转换效率。

制绒需要用到划伤液和硅质辊，其用量也需要控制在一定范围内。

物料用量的控制在多晶硅太阳电池的制造过程中，各个环节所用到的物料都需要在一定的范围内进行控制，以确保产品质量和稳定性，并且控制过程也需要遵循以下规律：学习运用两型社会的思想当前国家全面贯彻“两型社会”建设，即资源节约型、环境友好型社会建设，企业在进行物料用量控制时有必要学习和运用两型社会的思想，提倡资源节约，减少浪费。

精益生产精益生产是指在制造过程中减少不必要的资源和步骤，提高生产效率和品质的一种生产管理方法，企业应学习和运用精益生产的思想，尝试减少不必要的物料用量及其成本，实现资源最大化利用。

有针对性的用量控制企业应该针对不同的制造环节，分析其用料特性及其对产品的影响程度，有针对性地对物料用量进行控制。

回收再利用一些物料可以进行回收再利用，如清洗溶液中的去离子水等。

企业应该尝试实现资源的再利用，提高资源的再生利用率。

硅片的清洗与制绒导语：硅片在经过一系列的加工程序之后需要进行清洗，清洗的目的是要消除吸附在硅片表面的各类污染物，并制做能够减少表面太阳光反射的绒面结构（制绒），且清洗的洁净程度直接影响着电池片的成品率和可靠率。

制绒是制造晶硅电池的第一道工艺，又称“表面织构化”。

有效的绒面结构使得入射光在硅片表面多次反射和折射，增加了光的吸收，降低了反射率，有助于提高电池的性能。

一．清洗二．制绒1.制绒的目的和原理目的：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。

原理：①单晶硅：制绒是晶硅电池的第一道工艺，又②多晶硅：利用硝酸的强氧化性和氢氟酸的络合性，对硅进行氧化和络合剥离，导致硅表面发生各向同性非均匀性腐蚀，从而形成类似“凹陷坑”状的绒面，如图3所示。

理想的绒面效果，应该是金字塔大小均匀，覆盖整个表面。

金子塔的高度在3～5μm 之间，相邻金字塔之间没有空隙，具有较低的表面反射率，如图6所示。

有效的绒面结构，有助于提高电池的性能。

由于入射光在硅片表面的多次反射和折射，增加了光的吸收，其反射率很低，主要体现在短路电流的提高。

3.影响绒面质量的关键因素（1） 无水乙醇或异丙醇浓度气泡的直径、密度和腐蚀反应的速率限定了硅片表面织构的几何特征。

气泡的大小以及在硅片表面停留的时间，与溶液的粘度、表面张力有关系。

所以需要乙醇或异丙醇来调节溶液的粘滞特性。

乙醇的含量在3 vol%至20 vol%的范围内变化时，制绒反应的变化不大，都可以得到比较理想的绒面，而5 vol%至10 vol%的环境最佳。

（2） 制绒槽内硅酸钠的累计量硅酸钠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。

硅酸钠在制绒溶液中的含量从2.5%～30%wt 的图9 不同时间制绒后，硅片的反射谱（5）制绒腐蚀的温度 根据阿伦尼乌斯方程（k=Aexp （-Ea/RT ）），温度升高，反应速度常数会成指数增大。

太阳能电池硅片清洗过程制绒-扩散-刻蚀-清先(去PSG)-沉积减反射膜-丝网印刷-烧结-分选-组装以下为制绒工艺1、去损伤层目的：用高温NaOH或KOH去除硅表面的切割损伤层，划痕、手印、杂质等要求：浓度20%，温度80C，时间5min达到：硅片表面减薄10-20μm注意事项：1、浓度保证为20%，要求有补液槽，补充每次清洗的消耗。

2、80C温度要有加热管。

3、30S时间准确控制。

4、有自动盖，减少挥发。

2、温水隔离目的：稀释硅表面或洗篮上残留的碱液。

要求：水50C，时间5min达到：浓碱被稀释注意事项：1、要有鼓泡2、鼓泡要均匀3、换水：a、溢流：1-2方/小时，快排7S，30S上水，补水管口径1寸，水压2kg。

3、A单晶制绒面目的：通过高温低浓度的NaOH/KOH将硅表面腐蚀出均匀的金字塔型表面，减少硅片对光的反射。

要求：在浓度为3%左右时，在80C上下的温度，约25min增加一定量的乙醇，加快溶液反应，起到消除气泡的作用。

达到：硅片表面形成金字塔，大小均匀，单体尺寸2-10μm之间，相邻金字塔之间没有空隙的完整绒面。

工艺要求：有鼓泡，有加热管，循环泵，使溶液均匀，温度均匀，浓度均匀。

注意事项：a、浓度、温度和清洗时间有一定的比例。

b、在制绒过程中不能有鼓泡。

c、测温点靠近硅片中部。

d、从制绒槽到水洗槽的时间控制在20s以内。

（否则在高温状态下残留的碱液会挥发留下硅表面。

B多晶制绒目的：通过恒定温度，较高浓度的酸液制绒（HNO3+HF）要求：浓度60%左右温度：15-20C，时间3-4min达到：硅片表面形成金字塔，大小均匀，单体尺寸2-10μm之间，相邻金字塔之间没有空隙的完整绒面。

注意事项：a、硅与酸反应是放热过程，需要降温，制冷。

b、有循环泵和溢流，保证温度。

工艺流程：注酸——放料——排酸——注水喷淋——鼓泡——提料——排水——注酸c、加自动盖和喷淋：HNO3+HF在高温下有很强的挥发性，有害酸气会会腐蚀设备和损害人体，加盖保护。