太阳能电池刻蚀.pptx

太阳能电池生产 之 刻蚀去PSG;目录;一、刻蚀的作用及方法 （一）太阳电池生产流程： 硅片生产线 电池生产线 组件生产线 刻蚀作为太阳能电池生产中的 N型 第三道工序其主要作用就是 去除扩散后硅片四周的N型硅， 防止漏电。 去PSG顾名思义就是去除扩散工 P型 序产生的磷硅玻璃层。反映方程 式如下： 扩散后硅片P的分布 SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O ;什么是PSG 意为含有P、P2O5的二氧化硅，由于在扩散过程中干氧的通入，在硅片表面形成一层二氧化硅，在高温下POCL3与O2形成P2O5后，部分P原子进入Si取代部分晶格上的Si原子形成N型层，部分则留在了SiO2中形成PSG PSG的影响 1、磷硅玻璃的存在使得硅片在空气中表面容易受潮，导致电流的降低和功率的衰减。 2、死层的存在大大增加了发射区电子的复合，会导致少子寿命的降低，进而降低了Voc和Isc。 ;（二）刻蚀的制作方法： 目前晶体硅太阳能电池一般采用干法和湿法两种刻蚀方法。 1、干法刻蚀原理 干法刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物而被去除。它的优势在于快速的刻蚀速率同时可获得良好的物理形貌（这是各向同性反应）。 2、湿法刻蚀原理 通过化学反应，由滚轮的携带药液在硅片非绒面刻蚀，经过一次硅片180 °的旋转从而形成一个刻痕，将所处位置的PN结刻断，以达到正面与背面绝缘的目的，同时进行选择性的刻蚀将扩散深的PN结变成一定深度的浅PN结，最后经过HF酸槽去除扩散工序产生的磷硅玻璃层。 大致的腐蚀机制是HNO3氧化生成SiO2，HF再去除SiO2。下面为化学反应式： （水在张力的作用下吸附在硅片表面） 3Si+4HNO3+18HF 3H2SiF6+4NO+8H2O 3Si+4HNO3 3SiO2+4NO+2H2O SiO2+4HF SiF4+2H2O SiF4+2HF H2SiF6 ;二、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品 （一）刻蚀的工艺设备： SCHMID刻蚀机 ;（二）湿法刻蚀的流程及常用化学药品 槽体布局及工艺： 上片 操作方向 带速1.58m/min ;（三）设备工作及工艺原理 M1：硅片首先经过1#模组的水流，水流将绒面覆盖，方才进入2#模组，目的是防止酸腐蚀绒面； M2：通过化学反应，由滚轮的携带药液在硅片非绒面刻蚀，经过一次硅片180 °的旋转从而形成边缘刻痕，将所处位置的PN结刻断，以达到正面与背面绝缘的目的； M3：清洗； M4：通过KOH溶液去除硅片表面的多孔硅，并将从刻蚀模组中携带的未冲洗干净的酸除去； M5：清洗； M601：利用HF将硅片正面的磷硅玻璃层去除； M602：抛光硅片下表面，使能与铝背场形成好的欧姆接触； M7：清洗；;M8：烘干，它是通过两台空气压缩泵，通过两次过滤（粗过滤、细过滤），最终送到两组风刀中对硅片进行烘干，空气最终温度可达到40度，它的工作原理是一个物理变化过程，就是气体分子之间的距离由小变大的过程，也就是一个散热的过程； M9：检测出片 ;（四）常用化学品的物理化学性质 ;（五）影响工艺的因素及调试方法 ;三、主要检测项目及标准 1、新换药液后需等到槽温实际值到设定值时方可进行投产（如药液温度，M8烘干温度，液面高度，电导率等）即电脑屏幕显示正常的绿色时。 2、批量投产前需先投入测试片，以观察实际腐蚀深度。当工艺稳定后每两小时进行一次腐蚀量测试，具体测量方式如下： 先利用电子天平称量一片腐蚀前的重量，将此重量填写在工序腐蚀深度记录表中，同时记录好日期、班次、称重时间、传送速度，然后投入腐蚀槽运行工艺。刻蚀后取出此称重片再称量腐蚀后硅片的重量，填入表格，利用电子表格的公式直接求出腐蚀深度值。注：前后两次称量前都要将电子天平置于零，且称量中要关好天平两侧的小门。 硅片单面腐蚀深度平均值为