材料設備概論

1、晶體硅的清洗與制絨重點：晶體硅清洗制絨過程對藥液濃度的控制清洗制絨分為：表面化學清洗和表面的腐蝕難點：對清洗制絨過程溫度控制內容：1多晶硅絨面技術主要有機械刻槽：要求硅片厚度在以上，因為訓槽的深度一般在的量級上，所以硅片厚度要求很高，而又會增加技術成本。等離子刻蝕（）：制備出的硅片表面陷光，效果非常好，但需要相對復雜的工序和昂貴的加工系統(tǒng)。各向同性酸腐蝕：比較容易的整合到當前太陽電池工序，制作成本最低，適合大規(guī)模生產。2晶體硅表面減反射原理能量損失的類型：光學損失，電學損失光學損失主要方式 硅表面的反射損失，反射率可達以上 上電極的遮光損失，金屬柵線要遮掉的入射光 進入硅片能量大于禁帶寬度的光

2、子在電池背面的投射3清洗表面的目的取出硅片表面的機械損傷層（來自硅棒切割的物理損傷）清除表面油污及金屬離子雜質對表面凹凸面進行處理，增加光在太陽電池片表面折射次數(shù)，有利于電池片對光的吸收，已達到電池片對太陽能價值的最大利用率4多晶硅的酸腐蝕（制絨）（）酸對硅的腐蝕速度與晶粒取向無關，所以酸腐蝕又稱為各向性酸腐蝕目的：減少光的反射次數(shù)，提高短路電流（）最終提高原理：多晶硅太陽電池采用酸腐蝕多晶硅片的方法，獲得各向同性的表面結構，（通過對加不同配方的酸腐蝕液與硅片在一定溫度條件下進行反應，實際反應非常復雜，酸腐蝕液是由兩種酸與水以適當比例混合而成）。腐蝕機訓：作氧化劑，在表面形成層 反應方程式：

3、酸作為絡合劑，去除層 總方程式：酸堿比較，酸表面反射率明顯下降在，波長范圍內反射率由下降到，堿只能下降到。影響絨面的因素 的混合溶液濃度（1:3） 制絨槽內及的累積量 制絨腐蝕的溫度：，最大偏差 腐蝕的時間長短 工業(yè)化學分為：一般溶劑，化學溶劑，電子極，半導體極因為化學品污染主要是的金屬離子，通常必須限制在0.01級或更低，十億分之一。5堿洗槽清洗（）目的：去除表面多孔硅（在腐蝕過程中會產生多孔硅層，盡管其具有低的反射率，但其高電阻和高表面復合率，不適合太陽電池生產，用稀去除） 中和前道殘留在硅片表面的腐蝕液反應方程式6酸洗槽清洗（）目的：中和前道殘留在硅片表面的堿液 利用去除硅片表面氧化物形

4、成疏水面，便于吹干 中的有攜帶金屬離子能力，可用于去除表面金屬離子，具有酸和絡合劑雙重作用，能與金屬離子形成可溶于水的絡合物（），金屬離子對硅片轉換效率也會產生影響。擴散制作結重點：要說明在擴散工藝中需要重點關注的化學品（），并說明相關的注意事項難點：對擴散過程中爐管內溫度，抽風等工藝配方參數(shù)的控制內容：1的性質 無色透明液體，具有刺激性氣體，在純度不高則呈紅黃色，其比重為1.67，熔點，沸點，在潮濕空氣中發(fā)煙，很容易發(fā)生水解，極易揮發(fā)，高溫下蒸氣壓很高2擴散是物質分子運動或原子運動引起的一種自然現(xiàn)象3擴散的目的：在P型襯底硅片表面高溫擴散主族元素磷，形成N型硅，制作結，的 制作是生產太陽電池

5、的核心工藝步驟4制結的方法熱擴散法 離子注入法 外延法 激光法及高頻電注入法5熱擴散法分為 涂布源擴散 液態(tài)源擴散 固態(tài)源擴散等 5.1熱擴散制的方法 利用加熱的方法使V族（P）雜質摻入P型硅或族（B）雜質摻入N型硅，如圖5-1-1 對擴散工藝的要求是獲得適合太陽電池結需要的結深（）和擴散層方塊電阻，淺結死層小，電池短波相應好，而淺結引起的串聯(lián)電阻增加，只有提高柵電極的密度，才能有效提高電池的填充因子（），這樣增加了工藝難度，結深太深死層比較明顯，如擴散濃度太大，則引起重摻雜效應，使電池開路電壓與短路電流均下降，實際電池制作中考慮到各個因素，太陽電池的結深一般控制在，方阻。6液態(tài)源擴散原理利用

6、小攜帶并通入適量的氧氣與硅片在左右爐溫的石英管里進行反應，將磷原子擴散到硅片中，形成完整的結。液態(tài)源擴散方法具有生產效率高，得到結均勻、平整和擴散層表面良好等優(yōu)點，這對制作具有大面積的太陽電池非常重要。6.1反應機制在高溫下（）分解生成和生成的在擴散溫度下與硅反應，生成和原子由以上方程可以看出熱分解時，如果沒有外來的氧參與分解是不充分的，生成的是不易分解的，并對硅片有腐蝕作用，破壞硅片表面狀態(tài)，但有了外來的存在的情況下，會進一步分解成并放出氯氣。生成的有進一步與硅作用，生成和原子，由此可見，在磷擴散時，為了促進充分分解和避免與對硅片表面的腐蝕作用，必須在通的同時通入一定流量的氯氣，在有氧氣的存

7、在時，熱分解的反應式為分解產生淀積在硅片表面，與硅片反應生成和原子，并在硅片表面形成一層磷硅玻璃，然后原子再向硅中進行擴散。6.2液態(tài)源擴散裝置擴散工藝過程清洗飽和裝片送片回溫擴散關源退舟卸片測量 清洗： 初次擴散前，擴散爐石英管首先連接裝置，當爐溫開至設定溫度，已設定流量通60分鐘清洗石英管， 清洗開始時，先開再開；清洗結束后，先關在關，清洗結束后，將石英管連接擴散源瓶待擴散。 飽和： 每班生產前，必須對石英管進行飽和， 爐溫開至設定溫度時，以設定流量通?。〝y帶源）和，使石英管飽和20分鐘后，關閉小和， 初次擴散前，或停產一段時間后恢復生產時，需使石英管在通源1小時以上。 回溫：打開，等待石

8、英管開溫至設定溫度。 擴散：打開小，以設定流量通小進行擴散。擴散工藝條件清洗飽和爐溫1050900時間 3030小0.32 102.5大18磷擴散STP 103ESTP 125E爐溫875882源溫2020操作狀態(tài)進爐回溫磷擴散出爐STP 103E320403STP 125E325403流量大大,大,小大STP 103E181818 2.5 1.825STP 125E181818 2.5 1.8257擴散層薄層電阻及其測量薄層電阻（方塊電阻）是反映擴散層質量是否符合設計要求的重要工藝指標之一，方阻是標志擴散到半導體中的雜質總量的一個參數(shù)7.1方塊電阻的定義指表面為正方形的半導體薄層，在電流方向

9、（電流方向平行于正方形的某邊）所呈現(xiàn)的電阻 如上圖薄層材料的電阻率為，則該整個薄層的電阻為 當（即為一個方塊時），可見代表一個方塊的電阻，故為方塊電阻，特記為：。7.2擴散層薄層電阻的測試測試方法 常用探針法，外邊兩探針通電流，中間兩探針測電壓，（C為修正因子，值大小與樣品型狀和大小有關，還與樣品是單層擴散還是雙層擴散等因素有關）。越小，表明擴入硅片的凈雜質越多，反之，擴入的就越小，薄層電阻的大小與薄層的平均電阻成正比，與薄層的厚度成反比，與薄正方形的吧邊長無關。檢驗標準。擴散方塊電阻控制在之間，同爐擴散不均勻度，同硅片擴散不均勻度，表面無明顯因偏磷酸滴落或其他原因引起的污染。8影響擴散的因素

10、管內氣體中雜質源的濃度擴散溫度擴散時間刻蝕去除重點：講述N型區(qū)域對太陽電池的影響，及去除N型區(qū)域的原理和刻蝕槽抽風的控制。難點：著重介紹該工藝參數(shù)的控制，和刻蝕線的平整度。內容：1刻蝕：利用化學或物理的方法，有選擇性地從半導體材料表面去除不需要材料的過程。2刻蝕的目的：就是進行濕法刻蝕和去除。3濕法刻蝕原理利用和的混合液體對擴散后硅片下表面和邊緣進行腐蝕，去除邊緣的N型硅，使硅片的上下面相互絕緣。反應方程式：4刻蝕中容易產生的問題及檢測方法刻蝕不足：邊緣漏電，下降，嚴重可導致失效。 檢測方法：測絕緣電阻。過刻：正面金屬柵線與P型硅接觸造成短路。 檢測方法：稱重及目測控制:當硅片從設備流出來。需

11、檢查硅片表面狀態(tài)，絨面無明顯斑跡，無藥液殘留，腐蝕深度控制在范圍內，刻蝕寬度不超過同時需要保證刻蝕邊緣電阻大于。5堿槽作用：利用噴淋中和并沖掉硅片背面（和刻蝕溶液接觸的一面）和邊緣沾附的酸，由于堿吸收空氣中的，生成碳酸鉀析出，造成結晶堵堿，溫度低和長時間不用時，需用DI水沖洗。反應方程式：6去除磷硅玻璃的目的 在硅片表面形成一層含P元素的，稱為PSGPSG的存在使得硅片在空氣中表面容易受潮，導致電流的降低和功率的衰減。死層的存在大大增加了發(fā)射區(qū)電子的復合，會導致少子壽命的降低，進而降低了和。PSG的存在使PEVCVD后產生色差 反應方程式： 去除PSG的檢測方法：當硅片從槽出來，觀察表面是否脫

12、水，如脫水表明PSG已去除干凈，如表面沾有水珠，表明未被去除干凈，可在槽適當補些?？涛g設備構造工藝步驟：邊緣刻蝕堿洗酸洗吹干Etch bathRinse1Alkaline RinseRinse2HF bathRinse 3Drger 2各槽作用：Etch bath:刻蝕槽，用于邊緣刻蝕，所用溶液為作用：邊緣刻蝕，除去邊緣PN結，使電流朝向一個方向流動。注意：擴散面須向上放，的作用主要是增大液體浮力，使硅片很好的浮于反應液上。Alkalinr Rinse:堿洗槽,所用溶液為。作用：中和前道刻蝕后殘留在硅片表面的酸液。HF bath:HF酸槽，所用溶液為HF。作用：中和前道堿洗后殘留在硅片表面的堿液去。等離子體增強化學氣相沉積重點：講述鍍膜原理，及