晶體硅太陽能電池生產(chǎn)線清洗制絨工序.ppt

晶體硅太陽能電池生產(chǎn)線 清洗制絨工序培訓(xùn),王大男,光伏電池評測中心,目錄,1、清洗制絨的作用及方法； 2、清洗制絨的工藝設(shè)備及操作流程； 3、主要檢測項目及標(biāo)準； 4、常見問題及解決方法； 5、未來工藝的發(fā)展方向；,1、清洗制絨的作用及方法,太陽電池生產(chǎn)流程：,清洗制絨,擴散,去PSG,印刷,刻蝕,PECVD,硅片,燒結(jié),電池,電池生產(chǎn)線,硅片生產(chǎn)線,組件生產(chǎn)線,清洗制絨作為太陽電池生產(chǎn)中的第一道工序，其主要作用有兩個：,1）祛除硅片表面的雜質(zhì)損傷層：損傷層是在硅片切割過程中形成的表面（10微米左右）晶格畸變，具有較高的表面復(fù)合。 2）形成陷光絨面結(jié)構(gòu)：光線照射在硅片表面通過多次折射，達到減少反射率的目的。,絨面制作方法： 目前，晶體硅太陽電池的絨面一般的是通過化學(xué)腐蝕的方法制作完成，針對不同 的硅片類型，有兩種不同的化學(xué)液體系：,1、清洗制絨的作用及方法,2）多晶硅絨面制作：,多晶硅絨面,單晶硅絨面,1）單晶硅絨面制作： Si+2NaOH+H2O Na2SiO3 +2H2,此反應(yīng)為各向異性反應(yīng)，也是形成金字塔絨面的原因,3Si+4HNO3 3SiO2+4NO+2H2O,SiO2+4HFSiF4+2H2O,SiF4 +4HFH2SiF6,此反應(yīng)為各向同性反應(yīng)，形成蠕蟲狀絨面,絨面反射率：,1、清洗制絨的作用及方法,制絨前：硅片表面的反射率一般為20%左右； 制絨后：單晶的反射率可降至10% ；多晶可降至15 %；,清洗制絨可有效提升對光線的吸收效率，提升電池性能。,2.1 單晶硅制絨設(shè)備 設(shè)備架構(gòu)： 槽式制絨設(shè)備，分為制絨槽、水洗槽、噴淋槽、酸洗槽等。 設(shè)備特點： 可根據(jù)不同清洗工藝配置相應(yīng)的清洗單元； 清洗功能單元模塊化，各部分有獨立的控制單元，可隨意組合； 結(jié)構(gòu)緊湊，凈化占地面積小，造型美觀、實用，操作符合人機工程原理。 生產(chǎn)能力： 邊長125：1000pcs/h 邊長156：,2、清洗制絨的工藝設(shè)備及操作流程工藝,槽體布局及工藝：,操作方向,水槽,水槽,制絨槽,制絨槽,2、清洗制絨的工藝設(shè)備及操作流程工藝,上片,水槽,水槽,水槽,HCL槽,HF槽,各種藥液的作用 1.異丙醇：降低硅片表面張力，減少氣泡在硅片表面的吸附，使金字塔更加均勻一致。 2.添加劑： -降低硅表面張力，促進氫氣泡的釋放，是金字塔更加均勻一致。 -增加溶液的粘稠度，減弱NaOH溶液對硅片的腐蝕力度，增強腐蝕的各向異性 3.HF酸：去除硅的氧化物，使硅片更易脫水 4.HCL：去除金屬離子,單晶制絨遵循原則： 小而均勻，布滿整個硅片表面,2、清洗制絨的工藝設(shè)備及操作流程工藝,單晶制絨過程中影響因素 1.堿液濃度 2.溶液的溫度 3.制絨腐蝕時間的長短 4.異丙醇的濃度 5.制絨槽內(nèi)硅酸鈉的累積量 6.槽體密封程度、異丙醇的揮發(fā)程度,單晶制絨生產(chǎn)流程:,注意事項： 1.進入制絨車間佩戴好防酸堿手套、圍裙、口罩等； 2.禁止裸手接觸硅片； 3.甩干后保持硅片表面干燥； 4. 及時將甩干后硅片送入擴散車間，滯留時間不超過1h。,2、清洗制絨的工藝設(shè)備及操作流程工藝,上料位,下料位,2、清洗制絨的工藝設(shè)備及操作流程工藝,2.2多晶制絨設(shè)備： 設(shè)備架構(gòu)： 鏈式制絨，槽體根據(jù)功能不同分為入料段、濕法刻蝕段、水洗段、堿洗段、水洗段、酸洗段、溢流水洗段、吹干槽。所有槽體的功能控制在操作電腦中完成。 產(chǎn)品特點： 有效減少化學(xué)藥品使用量 高擴展性模塊化制程線 擁有完善的過程監(jiān)控系統(tǒng)和可視化操作界面 優(yōu)化流程，降低人員勞動強度 通過高可靠進程降低碎片率 自動補充耗料實現(xiàn)穩(wěn)定過程控制 產(chǎn)能： 125mm*125mm硅片：2180片/小時 156mm*156mm硅片：1800片/小時,槽體布局及基本工藝：,2、清洗制絨的工藝設(shè)備及操作流程工藝,多晶制絨的影響因素： 1.溫度對氧化反應(yīng)的影響比較大，對擴散及溶解反應(yīng)的影響比較小。溫度升高，反應(yīng)速度 常數(shù)會增大，物質(zhì)傳輸速度也增大。 2.水的加入主要降低了硝酸的濃度，從而減小了酸液對硅片的氧化能力 3. 硫酸能提高溶液粘度，也不參加腐蝕反應(yīng)，可以穩(wěn)定反應(yīng)速度，增加腐蝕均勻性。（rena刻蝕設(shè)備加硫酸而kuttler并不加）,2、清洗制絨的工藝設(shè)備及操作流程工藝,注意事項： 1.禁止裸手接觸硅片； 2.上片時保持硅片間距40mm左右； 3.制絨時帶速禁止隨意改動； 4.下片時注意硅片表面是否吹干； 5.制絨清洗完硅片要盡快擴散，滯留時間不超過1h。,2、清洗制絨的工藝設(shè)備及操作流程工藝,多晶制絨生產(chǎn)流程:,3、主要檢測項目及保準,表面結(jié)構(gòu)：,金相顯微鏡,電子掃描顯微鏡,單晶絨面-金字塔,多晶絨面-溝槽,金字塔為3微米左右,蠕蟲狀細坑為3微米左右,絨面標(biāo)準：,反射率：,3、主要檢測項目及標(biāo)準,所用儀器：標(biāo)準8度角絨面積分式反射儀(D8),減薄量：,反射率標(biāo)準：在保持硅片減薄量的前提下，反射率越低越好，單晶不能大于10%，多晶不能大于15%,減薄量標(biāo)準：單晶0.3克左右多晶0.4克左右,所用儀器：電子天平,4、常見問題及解決方法,5、未來工藝的發(fā)展方向,單晶堿腐蝕的改進技術(shù) 現(xiàn)有工藝改進：單晶小絨面，減少漏電流、減少磨損的幾率。 設(shè)備改進，一體化設(shè)