硅晶片清洗工艺流程课件

太阳能电池的应用太阳能电池的应用太阳能电池的应用太阳能电池的应用太阳能电池分类太阳能电池分类单晶硅太阳电池：

1、表面规则稳定，通常呈黑色

2、光电转换率最高，可达14-17%

左右,而且其发电效率稳定可靠。

3、不能弱光发电。

4、因单晶硅衬底造价高，成本较贵。

5、光电单元间的空隙可透部分光。单晶硅太阳电池：多晶硅太阳电池

1、结构通常清晰，不透明

2、转化率略低于单晶硅太阳电池，约10-12%

3、稳定性不如单晶硅

4、不能弱光发电

5、成本低于单晶硅，多晶硅太阳电池正在逐步取代单晶硅太阳电池。多晶硅太阳电池非晶硅太阳电池1、具有透光性，透光度可从5%到75%,运用到建筑上的最理想的透光度为5%2、转化率较低（6%-10%）3、具备弱光发电的性能，日发电时间可以从早上6点延续到晚上7点4、材料和制造工艺成本低，易于形成大规模生产5、承受的工作温度比晶体硅要高非晶硅太阳电池

太阳能电池分为单晶电池和多晶电池，但是它们的结构基本一样，都有以下部分组成单晶电池多晶电池铝硅形成背面硅基体扩散层蓝色氮化硅绒面表面主栅线表面细栅线太阳能电池的结构太阳能电池分为单晶电池和多晶电池，但是它们的结构光伏发电的本质是“光--电转换”。

简单讲，主要是以半导体材料为基础，利用光照产生电子-空穴对，在PN结上可以产生光电流和光电压的现象，从而实现太阳能光电转换的目的。太阳能电池的工作原理光伏发电的本质是“光--电转换”。简单讲，完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价健

Si

Si

Si

Si价电子PN结及原理完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。

Si

Si

Si

Sip+多余电子磷原子

在N

型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。SiSiSiSip+多余电子磷原子在N型半导体

Si

Si

Si

Si

在P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。B–硼原子空穴SiSiSiSi在P型半导体中空穴是多数载流PN结及其单向导电性多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半导体内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。扩散的结果使空间电荷区变宽。空间电荷区也称PN结扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－动画形成空间电荷区PN结及其单向导电性多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差工作原理：当太阳光照射到太阳电池上并被吸收时，其中能量大于禁带宽度的光子能把价带中电子激发到导带上去，形成自由电子，价带中留下带正电的自由空穴，即电子一空穴对；自由电子和空穴在不停的运动中扩散到P-N结的空间电荷区，被该区的内建电场分离，电子被扫到电池的N型一侧，空穴被扫到电池的P型一侧，从而在电池上下两面(两极)分别形成了正负电荷积累，产生“光生电压”，即“光伏效应”，若在电池两侧引出电极并接上负载，负载中就有“光生电流”通过。太阳能电池的工作原理工作原理：当太阳光照射到太阳电池上并被吸收时，工业硅6N以上高纯多晶硅单晶硅棒多晶硅锭物理化学处理高温熔融单晶硅片多晶硅片组件系统组件太阳能电池的产业链工业硅6N以上高纯多晶硅单晶硅棒多晶硅锭物理化学处理高温熔融硅片生产流程硅锭粘结开方机开方后的硅块硅块检测硅块截断硅块平磨倒角硅块玻璃板和工件板粘结预清洗脱胶排片清洗机切割后硅片清洗好的硅片机器检片人工检片硅片包装硅片生产流程硅锭粘结开方机开方后的硅块硅块检测硅块截断硅块平硅棒粘胶硅棒粘胶硅片切割硅片切割切好后的硅片切好后的硅片硅片的清洗硅片的清洗硅片分检硅片分检21硅片上污垢的组成晶片表面层原子因垂直切片方向的化学键被破坏而成为悬空键，形成表面附近的自由力场，极易吸附各种杂质表面，可能沾污的杂质可归纳为三类：①油脂、松香、蜡、环氧树脂、聚乙二醇等有机物；②金属、金属离子及一些无机化合物；③自然氧化层及尘埃及其他颗粒（硅，碳化硅）等。21硅片上污垢的组成晶片表面层原子因垂直切片方向的化学键被破一、污垢附着力：

静电力，范德华力，化学键等二、污垢的危害：

造成硅片易发生变花、发蓝、发黑、影响制绒等现象，使硅片不合格。三、清洗剂的主要成分：

1、碱（氢氧化钠、氢氧化钾）2、表面活性剂3、螯合剂

4、有机溶剂

5、其他原料一、污垢附着力：三、清洗剂的主要成分：1、有机物污垢：利用表面活性剂的渗透、润湿、乳化作用，解吸、包裹油脂、环氧树脂、聚乙二醇等有机物颗粒离开硅片表面，并成为悬浮的自由粒子。同时在硅片表面形成致密的吸附层，防止二次污染，从而保证了硅片表面的清洁度。

清洗机理1、有机物污垢：清洗机理2、金属杂质：A、由于金属离子和硅表面终端的氢原子之间的电荷交换和硅结合，难以去除。B、去除方法：使金属原子氧化变成可溶性离子可以将碱金属离子及Al3＋、Fe3＋和Mg2＋形成的不溶的氢氧化物反应成溶于水的络合物C、进一步去除残留的重金属污染（如Au）

MMz++ze-还原氧化2、金属杂质：还原氧化3、自然氧化层及大颗粒A、带来的问题：接触电阻增大难实现选择性的CVD或外延成为金属杂质源难以生长金属硅化物B、无机碱对硅有腐蚀作用，缓慢溶解原始氧化层，并再氧化去除颗粒OH－OH－OH－OH－OH－OH－3、自然氧化层及大颗粒OH－OH－OH－OH－OH－OH－超声波清洗原理超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的直径为50-500μm的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区，当声压达到一定值时，气泡迅速增大，然后突然闭合，并在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压，振荡污物而使他们分散于清洗液中，从而达到清洗件净化的目的。超声波清洗机如图：辅助清洗方法超声波清洗原理辅助清洗方法清洗流程1、预清洗

为保证硅片清洗的洁净度，在脱胶前的喷淋冲洗时间最好控制在30分钟以上。清洗流程1、预清洗二、脱胶

A、目前各生产厂家脱胶工艺不同，主要使用机器有两种：手动脱胶机和全自动脱胶机。B、目前主要的脱胶工艺为：

①55~70℃清水脱胶

②55~70℃加乳酸脱胶

③55~70℃加柠檬酸脱胶C、脱胶过程中的注意事项①脱胶过程保证硅片表面不能干燥，防止砂浆干在硅片表面，影响硅片表面的清洗。②脱胶温度不能过高，防止硅片表面氧化。

清洗流程二、脱胶清洗流程3、清洗：①循环水清洗

②循环水清洗

③清洗剂清洗④清洗剂清洗

⑤循环水漂洗⑥循环水漂洗⑦慢拉⑧烘干或甩干清洗流程3、清洗：清洗流程1、清洗操作规程：

A、清洗剂配比方案：

第三槽：3%复配第四槽：3%复配B、各清洗槽温度控制：第三槽：温度设定50~55℃

第四槽：温度设定50~55℃

第五槽：温度设定40~50℃

第六槽：温度设定40~50℃2、各清洗槽清洗时间：不低于3分钟；4~6分钟为宜。3、清洗剂更换周期：清洗片数8000~1000片后更换三、四槽清洗剂。典型的清洗工艺典型的清洗工艺一、脏污片产生原因：⑴清洗剂质量异常⑵设备异常⑶预清洗时间不够⑷清洗剂清洗能力不足解决方案：⑴查看清洗剂批次所对应的质保书，检测清洗剂指标是否正常⑵检查超声波清洗机超声频率、清洗槽温度、溢流是否正常⑶增加预清洗时间，一般正常预清洗时间20-30分钟⑷喷淋和脱胶过程是否有问题

⑸切片后是否长时间没有进行喷淋和脱胶常见的问题及对策一、脏污片常见的问题及对策二、花斑片大多数是由于硅片在清洗前表面被氧化造成的，产生原因：⑴脱胶温度太高⑵预清洗到清洗间隔时间过长⑶切片后到预清洗时间过长⑷清洗前硅片表面在空气中自然干燥解决方案：⑴调整脱胶温度⑵预清洗后尽快清洗，时间间隔不得超过4小时⑶切片后尽快预清洗，时间间隔不得超过6小时⑷硅片在清洗前保持湿润