何垚温度对多晶酸制绒的影响

EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 报告人： 何垚 梁雪美 温度对多晶酸制绒的影响 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 内容提要 前言 多晶酸制绒反应的原理 多晶酸制绒的影响因素 温度对多晶酸制绒影响的改善实验 总结 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 前言 提高太阳电池转换效率的一个重要任务是减小硅片表面的光损 ； 多晶硅 与单晶硅晶向结构不同，表面制绒方式有区别； 已经 报道过的多晶表面制绒 技术，如：机械 刻蚀 、 等离子刻蚀 、 电火花刻蚀 、 激光束刻蚀 、化学 腐蚀等技术等 ； 在大规模工业化生产中，化学腐蚀 （酸性腐蚀） 是比较理想的 多晶 表面 制绒 方法 ； EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 酸性腐蚀 酸对硅的腐蚀速度 与晶粒取向无关， 遵循各向同性腐蚀 酸性制绒的过程 中会产生大量的 热量，从而使反应 温度上升很快 基于 HF/HNO3体系的 酸性 腐蚀液，在 富 HNO3情况下实现腐蚀， 反应缓蚀剂为 CH3COOH，并寻找一种解决制绒过程中温度上升 过快的方法。 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 多晶酸制绒反应的原理 反应 试剂 HNO3 HF 附加剂 氧化剂 SiO2 NO 溶解 SiO2 络合物H 2SiF6 降低反 应速率 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 当气泡在表面附着 足够长的时间并使被遮 盖和未被遮盖区域的腐 蚀产生相当的差别，就 会产生凸凹不平的表面。 硅片腐蚀后表面有 很多腐蚀坑，大的腐蚀 坑中由于反应的进行又 会生成很多无规则的小 腐蚀坑。 多晶酸制绒反应的原理 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 如果入射光角度合适，入射光经 大腐蚀坑和小腐蚀坑后，会经过 4次或 更多次反射。多次反射后，最终使一 小部分光反射到大气中，大部分光将 被硅片吸收，起到了减反射的效果。 h - 绒面坑洞的深度 D - 绒面坑洞的宽度 多晶酸制绒反应的原理 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 硅片表 面质量 溶液温度 搅拌 附加 化学品 反应速率 影响反应速率的因素 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 根据阿伦尼乌斯方程 （ k=Aexp（ -Ea/RT） ） ， 温度 升高， 反应速度常数会 成指数 增大。 液体的粘度 也 与温度成指数关系，液体的粘度和密度 随温度的升高而减小，而粘度反映了液体的传输性质。 因此，腐蚀液的温度能影响动力学阻，也可影响物质 -传 输阻。温度升高，反应物的扩散系数增大，物质 -传输速 度增大 。 影响反应速率的因素 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 不同温度下多晶酸制绒面光学显微镜照片 40 ， 60s， 31.2% 30 ， 60s， 24.6% 10 ， 60s， 20.1% 8 ， 90s， 19.8% EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 由于反应时的温度 不 是固定不变的，较难使反应温度 固定在某一个值。故我们在讨论下面不同温度时仅指初 始反应温度。而反应时均进行热交换处理。 我们通过测量反应前与反应后的硅片重量，计算重量 差。其与时间的比值即为反应速率。 温度对多晶制绒影响的改善实验 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 不同温度下反应速 率 ： 从图 上 可以看出， 不同起始温度时， 硅片的反应速度相 差很大，反应温度 越高反应速率越快。 温度对多晶制绒影响的改善实验 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 我们 设计 了 一种 循环冷却系统 对槽式多晶制绒进行 降温 。 补液槽 补液槽毛 细管冷却 循环泵从 底部抽取 反应槽 溢流 温度对多晶制绒影响的改善实验 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 为了证明 这种热交换循环系统 的效果，我们对多晶酸 制绒时采用热 交换 与不采用热 交换 进行了 多 次对比实验 ： 反应时间为 120s， 我们对进行热交换与不进行热交换 的反应温度每隔 20s进行一次测试，并绘制了不同情况下 反应温度随时间变化的曲线。如下图所示： 温度对多晶制绒影响的改善实验 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 温度随时间变化的曲线 从对比曲线上可以 证明 对溶液进行热交换处理可以 有效抑制温度的上升，使反 应更易于控制。 实验 也 表明， 多晶硅片在 酸槽制绒的时间 越长 ， 温度 上升越快，呈非线性变化。 温度对多晶制绒影响的改善实验 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 未进行热交换的多晶绒面 反射率为 26%-27% 减重 0.52g 进行热交换的多晶绒面 反射率为 21%-22% 减重 0.43g 横 截 面 正 面 温度对多晶制绒影响的改善实验 EGING PV FOR THE WORLD 常州 亿晶光电 科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电 EGING PV 总结 1. 通过实验数据 表明了温度对多晶酸制绒分反应速率的影响， 温度越高，反应 速度越快 ； 2. 为了便于对于工艺的控制， 在槽式多晶制绒设备上采用了 热交换循环的方式来降低多晶酸制绒过程中产生的高温， 达到了很好的效果。并通过对热交换循环的对比来验证 这一结论。