硅片制绒工艺和清洗 制绒工艺.ppt

关键因素的分析 ——不同制绒时间表面形貌的图片 * 经过5min制绒的表面形貌 关键因素的分析 ——不同制绒时间表面形貌的图片 * 经过10min制绒的表面形貌 关键因素的分析 ——不同制绒时间表面形貌的图片 * 经过30min制绒的表面形貌 关键因素的分析 ——不同制绒时间绒面反射率的比较 * 不同时间制绒后，硅片的反射谱 工艺控制方法 * 若出现雨点状的斑点，只要加入少量乙醇或异丙醇即可消除。 若硅片上端部分光亮，表明液位不够或溶液粘稠度过大，使篮框漂浮起来。 若硅片表面有流水印，说明溶液内硅酸钠过量，适当加大NaOH的用量；还有可能喷淋效果不理想。 * 化学清洗原理 HF去除硅片表面氧化层： HCl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 Pt 2+、Au 3+、 Ag +、Cu +、Cd 2+、Hg 2+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。 * * 硅片制绒和清洗 * 概 述 形成起伏不平的绒面，增加硅片对 太阳光的吸收 去除硅片表面的机械损伤层 清除表面油污和金属杂质 硅片表面处理的目的： 硅片表面沾污主要包括： 有机杂质沾污 颗粒沾污 金属离子沾污 硅片经过不同工序加工后，其表面已受到严重沾污，一般讲硅片表面沾污大致可分在三类： A. 有机杂质沾污： 可通过有机试剂的溶解作用，结合超声波清洗技术来去除。　B. 颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或超声波清洗技术来去除粒径 ≥ 0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除 ≥ 0.2 μm颗粒。??　　C. 金属离子沾污：必须采用化学的方法才能清洗其沾污. * 硅片表面的机械损伤层 （一）硅锭的铸造过程 单晶硅 多晶硅 * 硅片表面的机械损伤层 （二）多线切割 硅片表面的机械损伤层（三）机械损伤层 * 硅片 机械损伤层（10微米） 硅片表面的机械损伤层（三）切割损伤层的腐蚀（初抛） 线切割损伤层厚度可达10微米左右。 一般采用20%的碱溶液在90℃条件腐蚀 0.5～1min以达到去除损伤层的效果,此时的 腐蚀速率可达到6～10um/min 。 初抛时间在达到去除损伤层的基础上尽量减短，以防硅片被腐蚀过薄。 对于NaOH浓度高于20%W/V的情况，腐蚀速度主要取决于溶液的温度，而与碱溶液实际浓度关系不大。 * * 制绒：表面织构化 单晶硅片表面的 金字塔状绒面 单晶硅片表面反射率 角锥体形成原理 * 角锥体的密度和它们的几何特征同时影响着太阳电池的陷光效率和前表面产生反射损失的最低限。尺寸一般控制在3～15微米。 推测腐蚀反应期间的产物氢气泡的发展对角锥体的形成起着重要的作用 。气泡粘附在硅片表面，它们的掩蔽作用导致了溶液的侧向腐蚀，这是角锥体形成过程的要素 。 绒面光学原理 * 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。 绒面光学原理 * 陷光原理图示： 影响绒面质量的关键因素 * 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 关键因素的分析 ——NaOH的影响 * 制绒液中的乙醇或异丙醇、NaOH、硅酸纳三者浓度比例决定着溶液的腐蚀速率和角锥体形成情况。 溶液温度恒定在80℃时发现腐蚀液NaOH浓度在1.5～4%范围之外将会破坏角锥体的几何形状 。 当NaOH处于合适范围内时，乙醇或异丙醇的浓度的上升会使腐蚀速率大幅度下降。 关键因素的分析 ——NaOH的影响 * 维持制绒液中乙醇的含量为10 vol%，温度85 ℃，时间30分钟条件下： NaOH浓度5g/l时绒面形貌 关键因素的分析 ——NaOH的影响 * NaOH浓度15g/l时绒面形貌 关键因素的分析 ——NaOH的影响 * NaOH浓度55g/l时绒面形貌 关键因素的分析 ——NaOH的影响 * 绒面的平均反射率随NaOH浓度的变化 关