硅片地清洗与制绒

《硅片地清洗与制绒》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实用标准文案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1.清洗的目的经切片、研磨、倒角、抛光等多道工序加工成的硅片，其表面已吸附了各种杂质，如颗粒、金属粒子、硅粉粉尘及有机杂质，在进

2、行扩散前需要进行清洗，消除各类污染物，且清洗的洁净程度直接影响着电池片的成品率和可靠率。清洗主要是利用NaOH、HF、HCL等化学液对硅片进行腐蚀处理，完成如下的工艺：①去除硅片表面的机械损伤层。②对硅片的表面进行凹凸面(金字塔绒面）处理，增加光在太阳电池片表面的折射次数，利于太阳电池片对光的吸收，以达到电池片对太阳能价值的最大利用率。③清除表面硅酸钠、氧化物、油污以及金属离子杂质。文档大全实用标准文案图1金属杂质对电池性能的影响2．清洗的原理①HF去除硅片表面氧化层。②文档大全实用标准文案HCl去除硅片表

3、面金属杂质：盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与溶解片子表面可能沾污的杂质，铝、镁等活泼金属及其它氧化物。但不能溶解铜、银、金等不活泼的金属以及二氧化硅等难溶物质。3．安全提示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．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

4、效率。原理：①单晶硅：制绒是晶硅电池的第一道工艺，又称“表面织构化”。对于单晶硅来说，制绒是利用碱对单晶硅表面的各向异性腐蚀，在硅表面形成无数的四面方锥体。目前工业化生产中通常是根据单晶硅片的各项异性特点采用碱与醇的混合溶液对<100>晶面进行腐蚀，从而在单晶硅片表面形成类似“金字塔”状的绒面，如图2所示。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。文档大全实用标准文案图2电子显微镜下的多晶硅表面绒面效

5、果图3电子显微镜下的多晶硅表面绒面效果以单晶硅绒面为例，金字塔形角锥体的表面积S等于四个边长为a的正三角形面积之和，可计算得表面积s为：即绒面表面积比平面提高了1．732倍。如图4所示，光线在表面的多次反射，有效增强了入射太阳光的利用率，从而提高光生电流密度。既可获得低的表面反射率，又有利于太阳能电池的后续制作工艺。文档大全实用标准文案图4光线在绒面中的多次反射图5单晶硅片制绒前后的表面反射率对比2.制绒工艺目前在大工业生产中一般采用成本较低的氢氧化钠或氢氧化钾稀溶液(浓度为1%～2%)来制备绒面，腐蚀温度

6、为80℃±5℃。另外，为了有效地控制反应速度和绒面的大小，会添加一定量的IPA作为缓释剂和络合剂。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。图6较为理想的绒面效果图文档大全实用标准文案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

7、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3vol%至20vol%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5vol%至10vol%的环境最佳。图7乙醇浓度3vol%（左）和10vol%（右）时的绒面形貌（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

8、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的情况下，溶液都具有良好的择向性，同时硅片表面上能生成完全覆盖角锥体的绒面。随着硅酸钠含量的增加，溶液粘度会增加，结果在硅片与片匣边框接触部位会产生“花篮印”，一般浓度在30%以下不会发生这种变化（NaOH浓度达到一定程度的基础上）。硅酸钠来源大多是反应的生成物，要调整它的浓度只能通过排放溶液。若要