清洗和制绒工艺55764课件

制绒和清洗工艺

2目录硅片表面损伤层的形成及处理方法绒面腐蚀的原理影响绒面质量的关键因素及分析工艺控制方法化学清洗原理安全注意事项3概述形成起伏不平的绒面，增加硅片对太阳光的吸收去除硅片表面的机械损伤层清除表面油污和金属杂质硅片表面处理的目的：5硅片表面的机械损伤层（二）多线切割6硅片表面的机械损伤层

（三）机械损伤层硅片机械损伤层（10微米）7硅片表面的机械损伤层

（三）切割损伤层的腐蚀（初抛）线切割损伤层厚度可达10微米左右。一般采用20%的碱溶液在90℃条件腐蚀0.5～1min以达到去除损伤层的效果,此时的腐蚀速率可达到4～6um/min。初抛时间在达到去除损伤层的基础上尽量减短，以防硅片被腐蚀过薄。对于NaOH浓度高于20%W/V的情况，腐蚀速度主要取决于溶液的温度，而于实际浓度关系不大。9金属杂质对电池性能的影响10制绒：表面织构化单晶硅片表面的金字塔状绒面单晶硅片表面反射率11绒面腐蚀原理利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌，就称为表面织构化。角锥体四面全是由〈111〉面包围形成。反应式为：

Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑13绒面光学原理制备绒面的目的：减少光的反射率，提高短路电流（Isc），最终提高电池的光电转换效率。陷光原理：当光入射到一定角度的斜面，光会反射到另一角度的斜面，形成二次或者多次吸收，从而增加吸收率。14绒面光学原理陷光原理图示：15影响绒面质量的关键因素NaOH浓度无水乙醇或异丙醇浓度制绒槽内硅酸钠的累计量制绒腐蚀的温度制绒腐蚀时间的长短槽体密封程度、乙醇或异丙醇的挥发程度17关键因素的分析

——NaOH的影响维持制绒液中乙醇的含量为10vol%，温度85℃，时间30分钟条件下：NaOH浓度5g/l时绒面形貌

18关键因素的分析

——NaOH的影响NaOH浓度15g/l时绒面形貌19关键因素的分析

——NaOH的影响NaOH浓度55g/l时绒面形貌21关键因素的分析

——硅酸钠的影响硅酸钠在溶液中呈胶体状态，大大的增加了溶液的粘稠度。对腐蚀液中OH离子从腐蚀液向反应界面的输运过程具有缓冲作用，使得大批量腐蚀加工单晶硅绒面时，溶液中NaOH含量具有较宽的工艺容差范围，提高了产品工艺加工质量的稳定性和溶液的可重复性。

硅酸钠在制绒溶液中的含量从2.5%～30%wt的情况下，溶液都具有良好的择向性，同时硅片表面上能生成完全覆盖角锥体的绒面。

22关键因素的分析

——硅酸钠的影响随着硅酸钠含量的增加，溶液粘度会增加，结果在硅片与片匣边框接触部位会产生“花篮印”，一般浓度在30%以下不会发生这种变化（NaOH浓度达到一定程度的基础上）。硅酸钠来源大多是反应的产物，要调整它的浓度只能通过排放溶液。若要调整溶液的粘稠度，则采用加入添加剂乙醇或异丙醇来调节。23关键因素的分析

——乙醇或异丙醇的影响气泡的直径、密度和腐蚀反应的速率限定了硅片表面织构的几何特征。气泡的大小以及在硅片表面停留的时间，与溶液的粘度、表面张力有关系。所以需要乙醇或异丙醇来调节溶液的粘滞特性。乙醇的含量在3vol%至20vol%的范围内变化时，制绒反应的变化不大，都可以得到比较理想的绒面，而5vol%至10vol%的环境最佳。

25关键因素的分析

——乙醇或异丙醇的影响乙醇浓度3vol%时的绒面形貌26关键因素的分析

——乙醇或异丙醇的影响乙醇浓度10vol%时的绒面形貌27关键因素的分析

——乙醇或异丙醇的影响乙醇浓度30vol%时的绒面形貌29关键因素的分析

——不同制绒时间表面形貌的图片制绒液中含有15克/升的NaOH和10vol%的乙醇，温度85℃经过1min制绒的表面形貌30关键因素的分析

——不同制绒时间表面形貌的图片经过5min制绒的表面形貌31关键因素的分析

——不同制绒时间表面形貌的图片经过10min制绒的表面形貌32关键因素的分析

——不同制绒时间表面形貌的图片经过30min制绒的表面形貌33关键因素的分析

——不同制绒时间绒面反射率的比较不同时间制绒后，硅片的反射谱

34工艺控制方法若出现雨点状的斑点，只要加入少量乙醇或异丙醇即可消除。若硅片上端一部分光亮，表明液位不够或溶液粘稠度太大，使篮框漂浮起来。若硅片表面有流水印，说明溶液内硅酸钠过量，适当加大NaOH的用量；还有可能喷淋效果不理想。若硅片表面光亮且角锥体颗粒较小，说明反应不够。35滴定管使用以及滴定技术滴定管是滴定时准确测量溶液体积的容器，分酸式和碱式两种。酸式滴定管的下部带有磨口玻璃活塞，用于装酸性、氧化性、稀盐类溶液；碱式滴定管的下端用橡皮管连接一个带尖嘴的小玻璃管，橡皮管内有一玻璃球，以控制溶液的流出速度。36NaOH浓度的检测NaOH+HCl=NaCl+H2O40：36.5MNaOH×VNaOH：MHCl×VHCl其中MHCl已知，VNaOH=10毫升，VHCl通过测量可知，则未知的氢氧化钠溶液浓度MNaOH可以由计算得到。

MNaOH=0.011×MHCl×VHCl（克/升）37硅酸钠含量的检测硅酸钠具体含量测量是没必要的，只要判定它的含量是否过量即可。实验是用100%的浓盐酸滴定，若滴定一段时间后出现少量絮状物，说明硅酸钠含量适中；若滴定开始就出现一团胶状固体且随滴定的进行变多，说明硅酸钠过量。38化学清洗原理

HF去除硅片表面氧化层：

HCl去除硅片表面金属杂质：

盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与Pt2+、Au3+、Ag+、Cu+、Cd2+、Hg2+等金属离子形成可溶于水的