制绒原理及相应问题的对策

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1、单晶制绒原理及相应对策中科院电工所王文静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。C.J.J.Tool,Presentedatthe20thEuropeanPhotovoltaicSolarEnergyConferenceandExhibition,Barcelona,Spain,6-10June2005很好的织构化可以加强减反射膜的效果好的织构化的效果绒面作用：1、减少表面反射2、提高内部光吸收T=200usT=2us绒面产生原理腐蚀速率快慢由下列三个反应速度来决定。1、腐蚀液

2、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。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的各向速率不同造成的。1、水分子的屏蔽效应（screeningeffect）阻挡

3、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自然增快。各向异性的原因图3悬挂健对反应的影响{111}{100}Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2腐蚀速度的差别造成金字塔的形状较快的腐蚀速度较慢的腐蚀速度影响因素分析NaOH浓度无水乙醇或异丙醇浓度

4、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、搅拌等参数有关各个因素作用扩散控制过程反应控制过程NaOH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，提高氢气泡脱附作用图4氢气泡作用图5不同IPA浓度下温度和NaOH溶液浓度对反应速度的影响对反应速度的影响图6一定温度下NaOH溶液浓度和IPA含量对反应速率的影响温

5、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对反射率的影响绒面的平均反射率随NaOH浓度的变化图7NaOH浓度对反射率的影响图8一定条件下NaOH浓度和IPA含量对反射率的影响KOHonlyKOH＋IPAKOH＋SisolvedKOH＋IPA＋Sisolved对形貌的影响反应15分钟时反射率反应45分钟时反射率和金字塔尺寸和均匀性没有密切关系，取决于金字塔有没有布满关键因素的分析——NaOH的影响0.5%1.5%5.5%关键因素的分析——温度的影响80℃85℃90℃关键因素的分析——IPA浓度的

6、影响0％5％10％制绒方法归纳有机溶剂腐蚀：TMAH等无机溶剂腐蚀：KOH/NaOH+IPA/乙醇溶液等新方法：腐蚀液＋超声有利于获得更均匀更小的金字塔等离子体刻蚀等离子体法刻蚀形貌图怎样是“好”的金字塔布满整个硅片表面小而均匀LowdensitytextureHighdensitytexture怎样得到“好”的金字塔两个方面实现：1、提高硅片表面的浸润能力，如添加IPA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。关键：降低硅片表面/溶液的界面能增加反应速度减缓反应速度不影响反应速

7、度添加剂作用工业制绒常见问题及对策影响绒面均匀性的因素：1、原始硅片表面均匀性2、反应溶液均匀性工艺控制方法增加IPA雨点状斑点斑点白斑绒面没有制满减少NaSiO3或加大NaOH水印硅酸钠过量喷林效果不理想黑斑硅酸钠附着没有及时清洗(碱腐蚀后暴露空气时间过长)云雾状白斑硅片沾污手指印脂肪酸沾污预清洗硅片表面沾污的来源硅片有手指印，在清洗前看不见，但是清洗后却清晰可见；硅片切割后清洗工艺中的有机物沾污；硅片表面的碳沾污；硅片切割时润滑剂的粘污。如果润滑剂过粘，会出现无法有效进入刀口的现象，如润滑剂过稀则冷却效果不好。这些润滑剂在高温下有可能碳化粘附在硅片表

8、面。硅片经过热碱处理后提出在空气中，时间过长会与空气中的氧反应形成一层氧化层，这