《清洗工艺概述》PPT课件

清洗工艺概述制作人：陈功兵 一次清洗（制绒）工艺一次清洗的目的：1、去除硅片表面的机械损伤层；2、清楚硅片表面油污和金属杂质；3、形成起伏不平的绒面，增加硅片表面对光的吸收。一次清洗种类：1、酸制绒（多晶硅）；2、碱制绒（单晶硅）。 多晶制绒的历史多晶硅太阳电池的效率总体上没有单晶硅太阳电池的高，这主要是由于两个原因：1、多晶材料本身各类缺陷较单晶材料多，少数载流子寿命短；2、多晶硅材料表面绒面的陷光效果较单晶材料差。少数载流子寿命是由于材料本身的特性决定的，当材料选定后就很难改变，所以，要缩小多晶硅太阳电池与单晶硅太阳电池之间效率上的差距，提高多晶硅材料表面的陷光效果是最有希望的办法，也就是采用绒面技术。目前，已经出现的多晶硅绒面技术主要有：1、机械刻槽：对硅片的厚度要求很高，会增加材料成本；2、等离子蚀刻：陷光效果最好，但是对设备及加工系统要求较高； 3、酸腐蚀：成本最低，绒面的陷光效果在不断改善，已大量应用在多晶硅电池生产过程中，该技术国内最早申请专利是无锡尚德季敬佳博士、施正荣博士于2006年3月份申请的。 多晶硅片的制作流程 silicon ingotrollers steel wire硅片机械损伤层（10微米） 制绒工艺原理陷光原理图示：以HF-HNO3 为基础的酸腐蚀技术制备出的mc-Si 片的绒面是由很多半球形状的“ 凹陷”组成，这些凹陷具有很好的陷光作用，因此极大地提高了mc-Si 太阳电池的性能。 原始硅片表面制绒之后硅片表面 酸腐蚀机理：酸腐蚀液为HF、HNO3和去离子水按一定比例混合而成,其中HNO3为强氧化剂,在硅片表面形成SIO2；HF 的作用是与反应的中间产物SiO2反应生成络合物H2SiF6以促进反应进行;水对反应起缓冲作用;反应中还会生成少量的HNO2 ,它能促进反应的发生,因此这是一种自催化反应。1、Si + 4HNO3 = SiO2 + 4NO2 + 2H2O2、SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O3、SiF4 + HF= H2SiF61.1、NO2 + H2O = HNO3 + HNO21.2、Si + HNO2 = SiO2 + NO +H2O1.3、HNO3 + NO + H2O = HNO2 这种腐蚀方法是对多晶硅进行各向同性腐蚀与晶粒的晶向无关,因此可以在多晶硅表面形成均匀的多晶硅绒面。 工艺控制点1、腐蚀量，腐蚀量是影响反射率的重要因素，直观表现为绒面的大小，绒面越大，反射率越大，对我们来說也就越不好。2、反射率，在腐蚀量一定的情况下，溶液配比决定了反射率的大小，通常情况下，HNO3含量越多，腐蚀越平整，反射率较大，直接表现为片子较亮。 1819202122232425 2.7 3 3.2 3.57 3.61 3.63 3.66 3.82 3.98 4.01 4.31 4.46 4.48 4.85 5.01 5.44 5.58 5.63反射率 腐 蚀 厚 度反 射 率 随 腐 蚀 度 变 化 反 射 率 随 腐 蚀 度 变 化一定溶液配比下反射率随腐蚀深度变化曲线 一次清洗工艺各槽体作用槽 位 使 用 化 学 试 剂 功 能M01 上 片M02 HF/HNO3 去 损 伤 、 制 绒M03 H2O 漂 洗M04 KOH 中 和 残 留 酸M05 H 2O 漂 洗M06 HClHF 去 金 属 离 子 、 去 氧 化 层M701 H2O 漂 洗M702 空 气 干 燥M08 下 片 RENA工艺控制规范（参考）制绒槽碱洗槽酸洗槽 一次清洗工艺 异常生产中主要异常情况有：1、腐蚀深度异常2、制绒后硅片表面有滚轮印3、硅片表面没吹干4、表面没洗干净 一次清洗工艺 安全注意事项1、生产、工艺和设备人员在日常工作中应穿好无尘服，戴好手套和口罩，避免腐蚀性药液溅到皮肤或眼睛。正常生产时应盖上各槽体盖板，关上窗户，防止挥发的腐蚀性药液对人体的损害。 2、设备人员维护时应戴好相应的防护用具，工艺和生产人员在冲洗槽体的时候也应戴好防护用具，避免溅出的腐蚀性药液对人体造成伤害。3、被药液溅到的紧急处理：在流动的水下冲洗十至十五分钟(直到疼痛感缓解)，保持干燥与清洁，注意观察伤口变化。不可使用油膏、油脂类涂剂；不要使用黏性敷料，不要弄破水泡。然后立即就近就医治疗。 4、前清洗所使用的化学药品的特性及发生泄漏时的处理步骤详见MSDS资料。5、发生火灾或者爆炸时，快速切断电源，按指定线路逃生。 二次清洗（蚀刻）工艺 二次清洗目的1、去除背面及边缘PN结2、去PSG（磷硅玻璃）二次清洗反应机理：同一次清洗注：此溶液配比并非绝对，每家公司的工艺不一样，配比也就不一样，另外和使用哪 家的化学品也有一定关系。具体到我们的工艺配比要到实际生产的时候才能确定。 二次清洗工艺各槽体作用槽 位 使 用 化 学 试 剂 功 能上 料 排 放 硅 片 上 片喷 淋 H2O 喷 淋 水 膜刻 蚀 槽 HF/HNO3/H2SO4 去 除 非 扩 散 面 PN结冲 洗 1 H 2O 漂 洗碱 洗 KOH 中 和 残 留 酸冲 洗 2 H2O 漂 洗酸 洗 HF 去 除 扩 散 面 磷 硅 玻 璃 层冲 洗 3 H2O 漂 洗风 刀 空 气 热 风 吹 干下 料 无 下 片 RENA工艺控制规范（参考）蚀刻槽碱洗槽酸洗槽 二次清洗主要异常有：1、腐蚀深度异常2、边缘刻蚀异常3、硅片表面有滚轮印4、硅片表面未洗干净5、表面吹不干 二次清洗工艺 安全事项1、生产、工艺和设备人员在日常工作中应穿好无尘服，戴好手套和口罩，避免腐蚀性药液溅到皮肤或眼睛。正常生产时应盖上各槽体盖板，关上窗户，防止挥发的腐蚀性药液对人体的损害。 2、设备人员PM时应戴好相应的防护用具，工艺和生产人员在冲洗槽体的时候也应戴好防护用具，避免溅出的腐蚀性药液对人体造成伤害。3、被药液溅到的紧急处理：在流动的水下冲洗十至十五分钟(直到疼痛感缓解)，保持干燥与清洁，注意观察伤口变化。不可使用油膏、油脂类涂剂；不要使用黏性敷料，不要弄破水泡。然后立即就近就医治疗。4、前清洗所使用的化学药品的特性及发生泄漏时的处理步骤详见MSDS资 料。5、发生火灾或者爆炸时，快速切断电源，按指定线路逃生。