硅片制绒和清洗.
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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。
制绒制绒的目的:去除硅片表面机械损伤层,形成起伏不平的绒面,增加太阳光吸收。
流程多晶制绒《上料——制绒(HF+HNO3)——H2O(清洗)——碱槽(NaOH/KOH)——H2O (清洗)——(HCL+HF)酸槽——H2O3清洗——吹干》单晶制绒《装片——制绒——清洗》作用HF(氢氟酸):去除制绒后残留在硅片表面的氧化物和硅酸钠。
HCL(盐酸):去除硅片表面的油污和金属离子。
HNO3(硝酸):起到氧化的作用,氧化剂和催化剂,将硅片氧化。
KOH(氢氧化钾)/NaOH(氢氧化钠): 去除表面损伤成。
C3H8O(异丙醇):增加氢气的挥发,起到消泡作用,同时增加硅片表面的可润湿性。
NaSiO3(硅酸钠):降低反应速率的作用。
化学式Si+2NaOH+H2O——Na2SiO3+2H2 (异丙醇)单晶的绒面呈金字塔装(温度控制在80正负2度。
单晶:原子在晶体内按固期性规则排列。
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。
3HF+HNO3+Si=H2SiF6+4NO2+H2O多晶绒面呈凹坑装。
多晶:由许多取向不同的单晶颗粒杂乱排列。
多晶主要化学品:H2O、HF、HCL、HNO3、NaOH/KOH制绒后硅片表面注意事项1、单晶制绒时请关闭所有玻璃窗户。
(注:因为在制绒时会产生氢气,在空气中达到一定的浓度与高温、明火会爆炸。
2、在生产中氢氧化钠与硅片反应时会有碱蒸汽。
3、盐酸是挥发性的强酸,没经过设备和工艺的允许严禁打开槽盖。
4、氢氟酸是强酸是无色透明有刺激性的液体。
5、用完的异丙醇和一些化学品要分区放置,严禁将用完的化学品空箱堆的很高以免倒塌发生安全事故。
6、生产过程中严禁员工及工序长擅自更改工艺参数或设备参数。
7、装片拆箱时应注意轻拿轻放,送片时双手应抓紧小推车轻忽拖拉或蹦跑。
8、配液前请用水枪冲洗槽体和槽盖。
9、橡胶手套必须保持干净、清洁,及时更换,接触硅片时必须戴上手套,且保证手套上无赃物。
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。
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。