单晶制绒工艺培训

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1、单晶制绒工艺培训工艺部主要内容制绒目的制绒原理RENA制绒工艺流程工艺常见问题以及解决方法制绒工序岗位职责注意事项制绒目的?消除表面硅片表面有机沾污（HF）和金属杂质（HCL）?去除硅片表面的机械损伤层，减少表面复合中心?在硅片表面形成绒面，增加太阳光的吸收减少反射，增加PN结面积，提高短路电流（Isc），最终提高电池光电转换效率绒面不仅仅是腐蚀坑洞，也是改善表面态的有效手段，绒面制作不好表面态难以补偿，悬挂键大幅度增加，少子寿命复合严重，Isc的提高几乎不可能。多晶硅切割过程切割过程中会形成机械损伤层，约10

2、微米陷光原理光在光滑半导体薄片表面陷光原理图上的反射、折射和透射当入射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吸收或者多次吸收，从而增加吸收率。在绒面硅片上制成PN结太阳电池，它有以下特点:绒面电池比光面电池的反射损失小，如果再加减反射膜，其反射率可进一步降低。入射光在光锥表面多次折射，改变了入射光在硅中的前进方向，不仅延长了光程，增加了对红外光子的吸收，而且有较多的光子在靠近PN结附近产生光生载流子，从而增加了光生载流子的收集几率。在同样尺寸的基片上，绒面电池的PN结面积比光面大得多，因而可以

3、提高短路电流，转换效率也有相应提高。绒面也带来了一些缺点:一是工艺要求提高了；二是由于它减反射的无选择性，不能产生电子空穴对的有害红外辐射也被有效地耦合入电池，使电池发热；三是易造成金属接触电极与硅片表面的点接触，使接触电阻损耗增加。好的织构化效果7很好的织构化可以加强减反射膜的效果左图中蓝色线为抛光后的Si的反射图，经过不同织构化处理之后的反射图。右图为在织构后再沉积SiNx:H薄膜的反射光谱图。8二、制绒原理单晶制绒利用低浓度碱溶液对硅片的不同晶面各项异性腐蚀形成金字塔结构。化学反应如下：9腐蚀速率快慢由下

4、列三个反应速度来决定。1、腐蚀液流至被腐蚀物表面的移动速率；2、腐蚀液与被腐蚀物表面产生化学反应的反应速率；3、生成物从被腐蚀物表面离开的速率。10腐蚀的反应物和生成物是利用腐蚀液之浓度梯度然产生的扩散现象来达到传质的目的。所以，1、3又可称为扩散限制溶解过程（diffusion－limiteddissolution），通过搅拌可以提高。2的速率取决于腐蚀温度、材料、腐蚀液种类及浓度，和搅拌方式无关，被成为反应限制溶解过程（reaction－ratelimiteddissolution）。各向异性就是由化学反应

5、的各向速率不同造成的。原理——各项异性原因11Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H21、水分子的屏蔽效应（screeningeffect）阻挡了硅原子与OH根离子的作用，而水分子的屏蔽效应又以原子排列密度越高越明显。2、在{111}晶面族上，每个硅原子具有三个共价健与晶面内部的原子健结及一个裸露于晶格外面的悬挂健，{100}晶面族每一个硅原子具有两个共{111}{100}价健及两个悬挂健，当刻蚀反应进行时，刻蚀液中的OH－会跟悬挂健健结而形成刻蚀，所以晶格上的单位面积悬挂健越多，会造成表面的化学反应

6、自然增快。原理-腐蚀速度差别形成金字塔12较快的腐蚀速度较慢的腐蚀速度原理-各因素分析硅的刻蚀速率与表面原子密度、晶格方向、掺杂浓度、腐蚀液成分、浓度、温度、搅拌等参数有关NaOH浓度无水乙醇或异丙醇浓度制绒槽内硅酸钠的累计量制绒腐蚀的温度制绒腐蚀时间的长短槽体密封程度、乙醇或异丙醇的挥发程度13原理-各因素分析14NaOH溶液浓度反应温度制绒的根本IPA浓度NaSiO3浓度提高溶液浓稠度，控制反应速度硅片表面原始状态氢气泡密度及大小以及在硅片表面停留的时间决定金字塔形貌搅拌提高反应物疏运速度，提高氢气泡脱附作

7、用图4氢气泡作用反应控制过程扩散控制过程原理-各因素影响温度越高腐蚀速度越快腐蚀液浓度越高腐蚀速度越快IPA浓度越高腐蚀速率越慢Na2SiO3浓度越高腐蚀速率越慢15原理-氢氧化钠影响160.5%1.5%5.5%原理-温度影响1780℃85℃90℃原理—IPA影响180％5％10％什么样的是“好的”金字塔19小而均匀布满整个硅片表面20LowdensitytextureHighdensitytexture21怎样得到“好”的金字塔关键：降低硅片表面/溶液的界面能两个方面实现：1、提高硅片表面的浸润能力，如添加I

8、PA或者把硅片进行酸或碱的腐蚀。2、减少溶液的张力，如添加添加剂。添加剂有很多极性或非极性的功能团来降低腐蚀液表面的张力。添加剂的作用22增加反应速度减缓反应速度不影响反应速度单晶和多晶绒面单晶绒面多晶绒面显微镜下观察绒面三、RENA制绒工艺流程水洗槽热水水洗槽制绒机预清洗槽吹干槽传递过程插片仓库来料接收制绒槽水洗槽酸洗槽下片上料单晶制绒设备262728工艺流程粉色:称重;蓝色:预清洗