电池片各工序影响因素及异常情况

1、一次清洗影响因素1.温度温度过高，首先就是IPA不好控制，温度一高，IPA的挥发很快，气泡印就会随之出现，这样就大大减少了PN结的有效面积，反应加剧，还会出现片子的漂浮，造成碎片率的增加。可控程度：调节机器的设置，可以很好的调节温度。2.时间金字塔随时间的变化：金字塔逐渐冒出来；表面上基本被小金字塔覆盖，少数开始成长；金字塔密布的绒面已经形成，只是大小不均匀，反射率也降到比较低的情况；金字塔向外扩张兼并，体积逐渐膨胀，尺寸趋于均等，反射率略有下降。可控程度：调节设备参数，可以精确的调节时间。3.IPA1协助氢气的释放。2减弱NaOH溶液对硅片的腐蚀力度，调节各向因子。纯NaOH溶液在高温下对原

2、子排列比较稀疏的100晶面和比较致密的111晶面破坏比较大，各个晶面被腐蚀而消融，IPA明显减弱NaOH的腐蚀强度，增加了腐蚀的各向异性，有利于金字塔的成形。乙醇含量过高，碱溶液对硅溶液腐蚀能力变得很弱，各向异性因子又趋于1。可控程度：根据首次配液的含量，及每次大约消耗的量，来补充一定量的液体，控制精度不高。4. NaOH形成金字塔绒面。NaOH浓度越高，金字塔体积越小，反应初期，金字塔成核密度近似不受NaOH浓度影响，碱溶液的腐蚀性随NaOH浓度变化比较显著，浓度高的NaOH溶液与硅反映的速度加快，再反应一段时间后，金字塔体积更大oNaOH浓度超过一定界限时，各向异性因子变小，绒面会越来越差

3、，类似于抛光。可控程度：与IPA类似，控制精度不高。5. Na2SiO3SI和NaOH反应生产的Na2SiO3和加入的Na2SiO3能起到缓冲剂的作用，使反应不至于很剧烈，变的平缓。Na2SiO3使反应有了更多的起点，生长出的金字塔更均匀，更小一点Na2SiO3多的时候要及时的排掉，Na2SiO3导热性差，会影响反应溶液的粘稠度也增加，容易形成水纹、花蓝印和表面斑点。可控程度：很难控制。4#酸洗HCL去除硅片表面的金属杂质盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与多种金属离子形成可溶与水的络合物。6#酸洗HF去除硅片表面氧化层，SiO2+6HF=H2siF6+2H2Oo控制点1减薄量定义：硅片制

4、绒前后的前后重量差。控制范围单晶125，硅片厚度在200±25微米以上，减薄量在0.5±0.2g；硅片厚度在200±25微米以上，减薄量在0.4±0.2g。单晶156,首篮减薄量在0.7±0.2g；以后减薄量在0.6±0.2g。2绒面判断标准：成核密度高，大小适当，均匀。控制范围：单晶：金字塔尺寸310um。3外观无缺口，斑点，裂纹，切割线，划痕，凹坑，有无白斑，赃污。异常处理问题原因解决方法硅片表面大部分发白，发白区域未出绒面l.NaOH含量偏低，不能充分进行反应，或者IPA含量过高，抑止反应进行。1首先判断原因。2.增加NaOH的

5、浓度，减少IPA的用量。3如果不能调节，重新配制溶液。2.如果表现后续返工可以处理发白区域，则可以断定NaOH浓度不够。米用稀碱超声。3.表面清洁度不好。延长超声时间。4溶液状态不够均匀。1对溶液进行充分搅拌，补加溶液必须先溶解,加入之后必须进行溶液充分搅拌，使用烧杯或竿进行“8”字形状搅拌溶液。2.查看电源控制柜相应的加热开关是否都在正常工作。硅片表面有白斑，部分白斑区域出现在不同硅片同一位置，白斑区域明显表现为被覆盖没有出绒现象硅片表面的有机物等污染物粘附于硅片表面，阻止硅片制绒。只使用柠檬酸进行超声，中间对超声槽溶液进行更换。硅片过腐，表现为绒面角锥体过大，减薄量过大碱浓度过大或反应温度

6、过大，导致在100面上反应速率远大于vlll面上反应速率。测试温度，确定是否为80度；稀释溶液浓度，同时保证溶液的均匀性；降低下次碱配制的浓度。晶硅片四边都有白边仍有白边部份硅片反应不够充分，这部份对中间无白边部份偏厚。换言之，整个硅片化学反应不够均匀，中间部份反应放热不易，导致反应激烈。保证溶液均匀，控制硅片中心速度，增加缓冲剂。硅酸钠溶液可视为缓冲剂。硅片两侧出现“花蓝印”的白边由于溶液中硅酸钠的浓度过大，粘稠度增加，使得承片盒与硅片接触的地方得不到充分反应。视花蓝印的严重程度和数量。通常需要对溶液进行部分排放,并进行补对。鼓泡此时一定要开启。雨点氢气泡粘附或氢气泡移动缓慢形成。雨点处的绒

7、面相对正常区域主要表现为制绒不够。1、及早发现，并进行IPA补加，通常会去掉或消弱痕迹。2、即使形成雨点状不必继续返工，镀完减反射膜，可以盖住。但这并不是成为做出雨点而不加以改善的理由。制绒时槽内硅片区域性发白溶液不均匀或硅片本身原因导致。长时间制绒未见效果，对相应区域进行少许NaOH补充，撒在相应槽区域即可;下次制绒之前需要对溶液搅拌均匀。制绒时硅片漂浮制绒IPA量不足，导致氢气粘附于硅片表面，没有及时被带走。补加相应IPA量即可。扩散影响因素1.温度温度T越高，扩散系数D越大，扩散速度越快。2.时间对于恒定源：时间t越长结深越深，但表面浓度不变。对于限定源：时间t越长结深越深，表面浓度越小

8、。3. 浓度决定浓度的因素：氮气流量、源温。表面浓度越大，扩散速度越快。4. 第三组元主要是掺硼量对扩散的影响，杂质增强扩散机制。在二元合金中加入第三元素时，扩散系数也会发生变化。掺硼量越大，扩散速率越快。即电阻率越小，越容易扩散。48所扩散过程中问题解决方案问题原因解决方法扩散不到1炉门没关紧，有源被抽风抽走。2携带气体大氮量太小，不能将源带到管前。3管口抽风太大。1由设备人员将炉门重新定位，确保石英门和石英管口很好贴合。2.增大携带气体大氮的流量。3将石英门旁边管口抽风减小。扩散方块电阻偏高/偏低偏高：1.扩散温度偏低。2.源量不够，不能足够掺杂。3源温较低于设置20度。4.石英管饱和不够

9、。1升高扩散温度，加大源量.2延长扩散时间。3.增加淀积温度。偏低。1扩散温度偏高。2.源温较咼于20度。1减小扩散温度。2减少扩散时间。3减少淀积温度。扩散片与片间方块电阻不均匀扩散温度不均匀重新拉扩散炉管恒温扩散后单片上方块电阻不均匀扩散气流不均匀，单片上源沉积不均匀。1调整扩散气流量，加匀流板。2调整扩散片与片之间距离。扩散后硅片上有色斑甩干机扩散前硅片没甩干调整甩干机设备及工艺条件扩散过程中偏磷酸滴落长时间扩散后对扩散管定期进行HF浸泡清洗环境湿度过大增大除湿机功率太阳能电池效率忽高忽低扩散间或石英管被污染，特别是在生产线被改造时最明显。清洗石英管及石英制品，加强扩散间工艺卫生，强化T

10、CA。扩散方块电阻正常，但填充因子偏低。品质因子有问题，n趋向于2，J02偏大，表明结区复合严重。方法同上Tempress扩散过程中问题解决方案问题原因解决方法方块电阻在源一侧低，炉口处高1. 炉门与炉管的密封性不好2. 尾部排气严重3. 假片数量太少1. 调整炉门密封性2. 减少尾部排气气流3. 使用更多的假片单片（交叉）方块电阻在源一侧低，炉口处高1. 炉门与炉管的密封性不好2. 尾部排气严重3. 假片数量太少1. 调整炉门密封性2. 减少尾部排气气流3. 使用更多的假片单片（交叉）方块电阻均匀性差1. POCl3不够2. 排气压力过高3. 沉积温度过高1. 增加小n2流量2. 降低排气压

11、力3. 降低沉积温度顶部的方块电阻低，底部的高1. 舟被污染2. 校准硅片不是最好的（可能被磨光）3. 硅片在炉管中的位置太高4. 桨比硅片和炉管温度低1. 使用新的干净的舟2. 使用好的校准硅片，而不是磨光。3. 使用低脚的舟。4. 在升温步后插入回温步骤。边缘处方块电阻低，中心高1. 假片被污染2. 校准硅片不是最好的（可能1. 使用新的假片2. 使用好的校准硅片，而被磨光）3. 硅片在炉管中的位置太高4. 桨比硅片和炉管温度低不是磨光3. 使用低脚的舟4. 在升温步后插入稳定温度步骤方块电阻均匀性不连续1. 炉管和舟没有饱和2. 假片被污染3. 校准硅片不是最好的（可能被磨光）4. 石英

12、件或硅片脏5. 沿着扩散炉通风6. 气流不足1.预先处理炉管和舟2使用新的假片3. 使用好的校准硅片，而不是磨光4. 清洗炉管、舟、隔热包块和匀流挡板5使用干净的硅片6.通过关闭可能的通风孔减小通风或者减小洁净室的过压。7增加N2和干02流量整管方块电阻太高1. 沉积时间过短2. 沉积温度过低3. 推进时间太短4. 推进温度太低1. 增加沉积时间2. 增加沉积温度3. 增加推进温度4. 增加推进温度整管方块电阻太低1. 沉积时间过长2. 沉积温度过高3. 推进时间太长4. 推进温度太高1. 减少沉积时间2. 减少沉积温度3. 减少推进温度4. 减少推进温度二次清洗影响因素1. 射频功率射频功率

13、过高：等离子体中离子的能量较高会对硅片边缘造成较大的轰击损伤，导致边缘区域的电性能差从而使电池的性能下降。在结区（耗尽层）造成的损伤会使得结区复合增加射频功率太低：会使等离子体不稳定和分布不均匀，从而使某些区域刻蚀过度而某些区域刻蚀不足，导致并联电阻下降。2.时间刻蚀时间过长：刻蚀时间越长对电池片的正反面造成损伤影响越大，时间长到一定程度损伤不可避免会延伸到正面结区，从而导致损伤区域高复合。刻蚀时间过短：刻蚀不充分，没有把边缘鳞去干净，PN结依然有可能短路造成并联电阻降低。3.压力压力越大，气体含量越少，参与反应的气体也越多，刻蚀也越充份。工序故障表现诊断措施刻蚀硅片边缘呈现暗色（刻通正常为金

14、属色）工艺一般不会有问题，主要是刻蚀机器出现故障，通常伴有压力不稳定、辉光颜色不正常、功率和反射功率超出范围、气体流量偏出设定值等现象停止使用，要求设备进行检修。有效刻蚀宽度过大（钻刻、刻过现象）硅片没有被夹具加紧，存在缝隙；硅片没有被对其；环氧板变形，边缘向里延伸；加强员工意识，要求操作规范；更换出现问题的环氧板。去PSGPECVD工序存在水纹印清洗后的硅片没有及时甩干清洗之后的硅片必须立刻甩干，不能滞留在空气中。PECVD工序有镀膜发白现象清洗不十净；甩干后的硅片在空气中暴露时间过长，导致氧化做返工处理，对硅片必须清洗干净，甩干之后的硅片不能放置于空气中，必须及时镀膜，否则重新清洗。PEC

15、VD影响因素1频率射频PECVD系统大都采用50kHz13.56MHz的工业频段射频电源。较高频率（4MHz）沉积的氮化硅薄膜具有更好的钝化效果和稳定性。2射频功率增加RF功率通常会改善SiN膜的质量。但是，功率密度不宜过大，超过1W/cm2时器件会造成严重的射频损伤。3衬底温度PECVD膜的沉积温度一般为250400°C。这样能保证氮化硅薄膜在HF中有足够低的腐蚀速率，并有较低的本征压力，从而有良好的热稳定性和抗裂能力。低于200C下沉积的氮化硅膜，本征应力很大且为张应力，而温度高于450C时膜容易龟裂。4气体流量影响氮化硅膜沉积速率的主要气体是SiH4。为了防止富硅膜，选择NH3

16、/SiH4=220（体积比）。气体总流量直接影响沉积的均匀性。为了防止反应区下游反应气体因耗尽而降低沉积速率，通常采用较大的气体总流量，以保证沉积的均匀性。5反应气体浓度SiH4的百分比浓度及SiH4/NH3流量比，对沉积速率、氮化硅膜的组分及物化性质均有重大影响。理想Si3N4的Si/N=0.75，而PECVD沉积的氮化硅的化学计量比会随工艺不同而变化，但多为富硅膜，可写成SiN。因此，必须控制气体中的SiH4浓度，不宜过高，并采用较高的SiN比。除了Si和N外，PECVD的氮化硅一般还包含一定比例的氢原子，即SixNyHZ或SiNx:H。6反应压力、和反应室尺寸等都是影响氮化硅薄膜的性能工

17、艺参数。故障表现诊断措施Roth&Rau整体镀膜颜色不符合要求氮化硅层厚度偏离正常范围调整带速至颜色符合要求，偏紫增加带速，偏蓝降低带速。石墨托盘两边和中间镀膜颜色有差异两边和中间沉积速率不同调节两边微波峰值功率或Ton,Toff使镀膜均匀。部分气孔堵塞用N2吹扫15-30分钟，严重的要打开腔室手工通孔，并每半年更换一次gasshower镀膜颜色不稳定微波反射功率异常，或微波有泄漏停止工艺，重新安装微波天线或更换石英管。沉压后颜色异常折射率不在范围内调整NH3和SiH4流量比例使折射率达到要求。压强达不到工艺要求腔体有漏气重新开腔擦拭密封圈或更换密封圈、更换或重装石英管或其管口密封圈，

18、严重时用氦检仪做漏气点检查并排除异常。膜层颜色黯淡无光泽反应腔室漏气或气压偏咼通知设备人员检修。SiH4流量过咼降低SiH4流量，但要保证折射率正常。腔体内有硅片碎片载板挂钩变形或传动轴异常有挂钩变形的载板要及时更换,传动轴擦拭或有异常请设备检修。Cart卡在腔体内传感器或传动轴异常请设备检修。CART某部位突然出现片子偏薄，位置固定加热腔体内有碎片清扫维护时，拿除腔体加热器上的碎片，偏薄现象就会消失。岛津整体镀膜颜色不符要求氮化硅层厚度偏离正常范围调整镀膜时间至颜色符合要求,偏蓝减少时间，偏红增加时间。CART上边缘片子严重偏薄，位置固定一般发生在清扫后，或更换泵、泵油等状况下，部分电极板特

19、气孔堵塞所致通过更长时间的工艺运行，打开特气孔后即会自行恢复正常。镀膜颜色不稳定气体流量不稳或电极板异常检修气体流量阀或电极板到了寿命，更换电极板。镀膜时颜色异常折射率不在范围内调整NH3和SiH4流量比例和总流量时折射率达到要求。某腔体由于温度过高，超出设定温度，造成CART滞留，不能进入下一腔体。测温装置（热电偶）或其附件有问题，造成测温偏差。设备需检验测温装置并更换备件。电池Rsh突然明显异常L/C或H/C腔漏气、电极板质量问题，未到了更换期限，提前到了使用寿命、清扫时带入污染源。若漏气需设备检漏并维修;若电极板原因，视情况严重，可协调缩短更换周期，安排更换电极板；若分析是清扫时污染的原

20、因，可通过空跑一定时间，带出污染源。清扫后效率突然严重下降。清扫时带入污染源所致。正常工艺空跑一段时间，带出污染源。丝印影响因素1. 印刷压力的影响在印刷过程中刮胶要对丝网保持一定的压力，且这个力必须是适当的。印刷压力过大，易使网版、刮胶使用寿命降低，使丝网变形，导致印刷图形失真。印刷压力过小，易使浆料残留在网孔中，造成虚印和粘网。在适当的范围内加大印刷压力，透墨量会减小（浆料湿重减小），栅线高度下降，宽度上升。2. 印刷速度的影响印刷速度的设定必须兼顾产量和印刷质量。对印刷质量而言，印刷速度过快，浆料进入网孔的时间就短，对网孔的填充性变差，印刷出的栅线平整性受损，易产生葫芦状栅线。印刷速度上

21、升，栅线线高上升，线宽下降。印刷速度变慢，下墨量增加，湿重上升。3. 丝网间隙的影响在其他条件一定的情况下，丝网间隙与湿重大致有如右图的关系：最初两者几乎呈比例上升，之后丝网间隙加大，湿重降低，最后突然变为零。丝网印刷时使用的是曲线的前半段（即呈比例上升段）。由此可知，丝网间隙加大，下墨量多，湿重增大。丝网间隙过大，易使印刷图形失真；过小，容易粘网。刮胶硬度的影响刮胶材料一般为聚胺脂或氟化橡胶，硬度60-90A。刮胶硬度越大，印刷的图形越精确，原图的重现性越好。因此，正面栅线的印刷就需要选用硬度较高刮胶。刮胶硬度小，其他参数不变的情况下湿重就大，线高增加，线宽变大。4. 刮胶角度的影响刮胶角度

22、的调节范围为45-75度。实际的刮胶角度与浆料有关，浆料黏度越高，流动性越差，需要刮胶对浆料向下的压力越大，刮胶角度接就越小。在印刷压力作用下，刮胶与丝网摩擦。开始一刷时近似直线，刮胶刃口对丝网的压力很大，随着印刷次数增加，刃口呈圆弧形，作用于丝网单位面积的压力明显减小，刮胶刃口处与丝网的实际角度小于45度，易使印刷线条模糊，粘网。在可调范围内，减小刮胶角度，下墨量增加，湿重加大。刮胶刃口钝，下墨量多，线宽大。5. 浆料黏度的影响印刷时浆料黏度的变化（触变性）如右图所示：浆料的黏度与流动性呈反比，黏度越低，流动性越大，可在一定程度保证印刷的质量。浆料黏度过大，透墨性差，印刷时易产生桔皮、小孔。

23、浆料黏度过小，印刷的图形易扩大（栅线膨胀），产生气泡、毛边。6. 纱厚、膜厚的影响一般情况下，丝网目数越低，线径越粗，印刷后的浆料层越高，因此丝网目数较高时，印刷后浆料层就低一些。对于同目数的丝网，纱厚越厚，透墨量越少。在一定范围内，感光胶膜越厚，下墨量越大，印刷的栅线越高。但膜厚增大，易造成感光胶脱落。7. 印刷台面的影响印刷台面的水平度：印刷时电池片被吸附于印刷台面，若台面不平，电池片在负压下易破裂。一般电池片水平度应小于0.02mm。印刷台面与网版的平行度：决定了印刷浆料的一致性。一般二者平行度应小于0.04mm。印刷台的重复定位精度：太阳能电池片印刷台的重复定位精度需达到0.01mm。

24、参数相互关系1. 压力与间距：压力越大时，间距也大；因为压力大时，刮刀与网板接触的地方凸出来也多，间距小的话，硅片承受的压力加大，碎片的概率会加大。两个参数当中的一个改变,另外一个不改,就可能加大硅片碎的可能性或影响印刷质量。2. 印刷速度影响到产能,同时也影响到印刷到硅片浆料的多少。印刷参数的调整1.先把印刷速度改小，以方便在调试时能很好的观察（如印刷速度为50mm）。完全松开锁定螺丝，并保证刮刀和回刮刀左右的固定螺丝未锁，能自由活动。2. 先设定印刷间距：印刷间距以浆料能很好的印刷到硅片为宜，无粘片和虚印。（推荐为：1.5+0.3）3. 在间距定下后，设定印刷压力。压力由小到大慢慢加，加到

25、在印刷时浆料能收干净就可以参数的调整4. 在压力和间距设定好后，印刷一片看看印刷是否合格，否则再作微调。（印刷速度未改）5. 合格后，慢慢朝下拧锁定螺丝，在感觉到锁定螺丝刚碰到东西时，把锁定螺丝锁住。这个动作相当于找到了一个刮胶下降的一个限位，保证刮刀在压力加大时不会再下压。6. 然后加快印刷速度，并测印刷重量，如过大，则减速，过小，则加速。（推荐170mm）。烧结过程1.室温300度，溶剂挥发。2.300500度，有机树脂分解排出，需要氧气。3.400度以上，玻璃软化。4.600度以上，玻璃与减反层反应，实现导电。控制点1.印刷湿重型号背面电极印刷（g）背电场印刷（g）正面电极印刷（g）M1

26、250.09-0.120.90-1.000.13-0.16P1250.09-0.130.95-1.050.13-0.16M1560.14-0.201.25-1.450.16-0.20P1560.14-0.201.30-1.500.18-0.22工序故障表现诊断措施印刷烧结外观铝珠印刷过厚降低印刷厚度，调整印刷参数一一提高印刷压力、减小丝网间距绒面过大提醒制绒工序改善浆料不匹配更换其他型号浆料铝疱印刷厚度偏薄增大印刷厚度，调整印刷参数一一降低印刷压力、增大丝网间距印刷不均匀网版破损更换网版刮胶磨损更换刮胶刮胶安装不良重新安装刮胶绒面过大提醒制绒工序改善浆料问题浆料不均匀重新搅拌浆料异常更换另一个

27、批次的浆料浆料型号更换其他型号浆料翘曲刮胶安装不良重新安装刮胶或者更换新刮胶印刷过厚降低印刷厚度，调整印刷参数一一提高印刷压力、减小丝网间距硅片过薄更换抗弯曲浆料网版张力不均匀更换网版硅片厚薄不均原材料问题虚印断线印刷头在印刷行进过程中抖动需请设备人员进行相应调整解决网版制版不良更换网版，反馈供应商印刷参数设置不合理调整印刷参数一加大压力，减小丝网间隙刮胶翘曲或者破损重新安装刮胶或者更换新刮胶网版张力不均更换网版堵网擦拭网版或更换网版印刷台面或者网框支架不平需请设备人员进行相应调整解决印刷J烧结士烧结印刷J烧结士烧结外观部分区域过厚或者过薄甚至缺印硅片本身厚度不均匀原材料问题印刷台面或者网框支架不平需请设备人员进行相应调整解决印刷参数降低丝网间隙、加大压力刮胶安装不良重新安装刮胶印刷头在印刷行进过程中压力或者速度不均匀需请设备人员进行相应调整解决浆料不够工艺规定禁止节点网版制版不良更换网版，反馈供应商印刷参数设置不合理降低压力刮胶不良更换刮胶或使用方型刮胶漏浆网版制版不良更换网版，反馈供应商网版破损修补或更换网版印刷台面、传送皮带等有浆料残留清理印刷台面、传送皮带等印刷偏移设备问题需请设备人员进行相应调整解决网版未对好重新校对网版网版制版不良更换网版，反馈供应商印刷碎片印刷参数设置不合理降低压力，提高丝网间隙定位夹具过紧调整定位夹具