光伏电池制备工艺-项目二 清洗制绒新.ppt

项目二 一次清洗、制绒工艺 项目要求: 1．掌握制绒工艺的目的 2．掌握制绒工艺的原理 3．掌握制绒工艺操作流程 4．掌握常见制绒不良片的解决方法 5．能够制定单晶硅片、多晶硅片作业指导书 第一讲： 任务一 制绒工艺的目的与原理 1）制绒目的 2）制绒原理 任务一 ：制绒工艺的目的与原理 制绒目的： ① 去除硅片表面的机械损伤层； ② 并清除表面硅酸钠、氧化物、油污以及金属离子杂质 ③减少光的反射率，提高短路电流，最终提高电池的光电转换效率。 制绒的原理 　　晶硅电池分为单晶硅电池、多晶硅电池，在电池片的制备工艺中，由于单晶、多晶的晶颗排列不同，制绒工艺的原理也不同，单晶主要采用各向异性碱腐蚀、多晶主要采用各向同性酸腐蚀。 各向异性碱腐蚀 对于单晶硅而言，选择择优化学腐蚀剂，就可以在硅片表面形成金字塔结构，称为绒面结构，又称表面织构化。对于（100）的p型直拉硅片，最常用的是各向异性碱腐蚀，因为在硅晶体中，（111）面是原子最密排面，腐蚀速率最慢，所以腐蚀后4个与晶体硅（100）面相交的（111）面构成了金字塔结构。如下图所示，为单晶硅制绒后的SEM图，高10μm的峰时方形底面金字塔的顶。 制绒工艺的化学反应式与碱制绒硅片表面外貌 　　 碱腐蚀过程中，常用的原材料 碱腐蚀过程中，主要仪器设备 碱制绒设备 花篮承载框 清洗小花篮 推车 电子秤 显微镜 橡胶手套 碱制绒的工艺要求 ① 硅片减薄重量为0.25g～0.45g。 ② 制绒后硅片目视当为黑色，不同角度观察呈均匀绒面，无绒面不良现象。 ③ 制绒后硅片在显微镜下观察，金字塔分布呈均匀致密，相邻金字塔之间没有间隙。 任务二 单晶制绒操作工艺 1. 装片 ： 　　1）戴好防护口罩和干净的橡胶手套，以200片为一个生产批次,把硅片插入清洗小花篮， 对来料中如有缺角、崩边、隐裂等缺陷的硅片不能流入生产线，及时报告品管员，将这些硅片分类放置、集中处理；有缺片现象时，要在缺片记录上记录缺片的批号、厂商、箱号和缺片数。 　　3）在“工艺流程卡”上准确记录硅片批号、生产厂家、电阻率、投入数和投入时间和主要操作员。 4）装完一个生产批次后把“工艺流程卡”随同硅片一起放在盒架上，等待制绒。 2. 开机　 3. 生产过程 5）配制溶液　 6）生产过程控制 a. 机械手将承载框平移依次送到各处理工位，对硅片进行超声预清洗、制绒、盐酸中和、氢氟酸去氧化层，经过11(10)个处理工位全过程处理后，承载框由自动机械手移到出料工位，再由操作员将小花篮取出。 　　11(10)个处理工位具体为：超声预清洗→温水漂洗→腐蚀制绒（→喷淋）→漂洗→HCl处理→漂洗→HF处理→漂洗→喷淋→漂洗。 　　b. 每制绒一篮，粗抛液、制绒液内都要补充NaOH，补充量根据消耗量确定，并适当补充去离子水。 工艺卫生要求 　　1）不允许用手直接接触硅片，插片时配戴一次性手套，插完硅片后，应立即更换，不得重复使用。 　　2）制绒车间要保持清洁，地面常有碱液或干碱，要经常打扫。 　　3）盛过碱液或乙醇的塑料桶要及时刷洗，不可无标识长时间用桶盛碱液或乙醇。 　　4）物品和工具定点放置，用过的工具要放回原位，严禁乱放，保持硅片盒和小花篮清洁。 　　5）每班下班前要对制绒设备进行卫生清理。 注意事项 　　1）停做滞留的硅片要用胶带封好箱，标签注明材料批号、供应商和实际数目。 2）每批投片前要检查化学腐蚀槽中的液位，不合适的要及时调整。 3）小花篮和承载框任何时候不能放在地上。 4）严格控制标准检查绒面质量，绒面不合格的硅片要按照检验卡片和工序控制点操作，按照规定的程序进行处置。 5）硅片在制绒槽时，绝不能拿出硅片检查绒面情况，要进入漂洗槽后再查看绒面情况。 　　6）操作化学药品时，一定要带好防护手套。 　　7）制绒设备的窗户在不必要时不要打开，机器设备在运行时，不得把头、手伸进机器内，以防造成伤害事故。 　　8）制绒机卫生保养时，要防止电线浸水短路，擦洗槽盖时要防止制溶液的污染 　 各原料在制绒中的规律 各向同性酸腐蚀 对于由不同晶粒构成的铸造多晶硅片，由于硅片表面具有不同的晶向，择优腐蚀的碱性溶液显然不再适用。研究人员提出利用非择优腐蚀的酸性腐蚀剂，在铸造多晶硅表面制造类似的绒面结构，增加对光的吸收。到目前为止，人们研究最多的是HF和HNO3的混合液。 分析 　　经过腐蚀，在多晶硅片的表面形成大小不等的腐蚀坑，从而使太阳光的光程增加，降低表面反射率，增加对光的吸收。 酸腐蚀的化学式很简单，但是球面绒面形成的机理仍然没有解决。部分研究者认为，在硅与硝酸的反