清洗和制絨工藝55764課件

制絨和清洗工藝

2目錄硅片表面損傷層的形成及處理方法絨面腐蝕的原理影響絨面質(zhì)量的關(guān)鍵因素及分析工藝控制方法化學(xué)清洗原理安全注意事項(xiàng)3概述形成起伏不平的絨面，增加硅片對(duì)太陽光的吸收去除硅片表面的機(jī)械損傷層清除表面油污和金屬雜質(zhì)硅片表面處理的目的：5硅片表面的機(jī)械損傷層（二）多線切割6硅片表面的機(jī)械損傷層

（三）機(jī)械損傷層硅片機(jī)械損傷層（10微米）7硅片表面的機(jī)械損傷層

（三）切割損傷層的腐蝕（初拋）線切割損傷層厚度可達(dá)10微米左右。一般采用20%的堿溶液在90℃條件腐蝕0.5～1min以達(dá)到去除損傷層的效果,此時(shí)的腐蝕速率可達(dá)到4～6um/min。初拋時(shí)間在達(dá)到去除損傷層的基礎(chǔ)上盡量減短，以防硅片被腐蝕過薄。對(duì)于NaOH濃度高于20%W/V的情況，腐蝕速度主要取決于溶液的溫度，而于實(shí)際濃度關(guān)系不大。9金屬雜質(zhì)對(duì)電池性能的影響10制絨：表面織構(gòu)化單晶硅片表面的金字塔狀絨面單晶硅片表面反射率11絨面腐蝕原理利用低濃度堿溶液對(duì)晶體硅在不同晶體取向上具有不同腐蝕速率的各向異性腐蝕特性，在硅片表面腐蝕形成角錐體密布的表面形貌，就稱為表面織構(gòu)化。角錐體四面全是由〈111〉面包圍形成。反應(yīng)式為：

Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑13絨面光學(xué)原理制備絨面的目的：減少光的反射率，提高短路電流（Isc），最終提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。陷光原理：當(dāng)光入射到一定角度的斜面，光會(huì)反射到另一角度的斜面，形成二次或者多次吸收，從而增加吸收率。14絨面光學(xué)原理陷光原理圖示：15影響絨面質(zhì)量的關(guān)鍵因素NaOH濃度無水乙醇或異丙醇濃度制絨槽內(nèi)硅酸鈉的累計(jì)量制絨腐蝕的溫度制絨腐蝕時(shí)間的長(zhǎng)短槽體密封程度、乙醇或異丙醇的揮發(fā)程度17關(guān)鍵因素的分析

——NaOH的影響維持制絨液中乙醇的含量為10vol%，溫度85℃，時(shí)間30分鐘條件下：NaOH濃度5g/l時(shí)絨面形貌

18關(guān)鍵因素的分析

——NaOH的影響NaOH濃度15g/l時(shí)絨面形貌19關(guān)鍵因素的分析

——NaOH的影響NaOH濃度55g/l時(shí)絨面形貌21關(guān)鍵因素的分析

——硅酸鈉的影響硅酸鈉在溶液中呈膠體狀態(tài)，大大的增加了溶液的粘稠度。對(duì)腐蝕液中OH離子從腐蝕液向反應(yīng)界面的輸運(yùn)過程具有緩沖作用，使得大批量腐蝕加工單晶硅絨面時(shí)，溶液中NaOH含量具有較寬的工藝容差范圍，提高了產(chǎn)品工藝加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和溶液的可重復(fù)性。

硅酸鈉在制絨溶液中的含量從2.5%～30%wt的情況下，溶液都具有良好的擇向性，同時(shí)硅片表面上能生成完全覆蓋角錐體的絨面。

22關(guān)鍵因素的分析

——硅酸鈉的影響隨著硅酸鈉含量的增加，溶液粘度會(huì)增加，結(jié)果在硅片與片匣邊框接觸部位會(huì)產(chǎn)生“花籃印”，一般濃度在30%以下不會(huì)發(fā)生這種變化（NaOH濃度達(dá)到一定程度的基礎(chǔ)上）。硅酸鈉來源大多是反應(yīng)的產(chǎn)物，要調(diào)整它的濃度只能通過排放溶液。若要調(diào)整溶液的粘稠度，則采用加入添加劑乙醇或異丙醇來調(diào)節(jié)。23關(guān)鍵因素的分析

——乙醇或異丙醇的影響氣泡的直徑、密度和腐蝕反應(yīng)的速率限定了硅片表面織構(gòu)的幾何特征。氣泡的大小以及在硅片表面停留的時(shí)間，與溶液的粘度、表面張力有關(guān)系。所以需要乙醇或異丙醇來調(diào)節(jié)溶液的粘滯特性。乙醇的含量在3vol%至20vol%的范圍內(nèi)變化時(shí)，制絨反應(yīng)的變化不大，都可以得到比較理想的絨面，而5vol%至10vol%的環(huán)境最佳。

25關(guān)鍵因素的分析

——乙醇或異丙醇的影響乙醇濃度3vol%時(shí)的絨面形貌26關(guān)鍵因素的分析

——乙醇或異丙醇的影響乙醇濃度10vol%時(shí)的絨面形貌27關(guān)鍵因素的分析

——乙醇或異丙醇的影響乙醇濃度30vol%時(shí)的絨面形貌29關(guān)鍵因素的分析

——不同制絨時(shí)間表面形貌的圖片制絨液中含有15克/升的NaOH和10vol%的乙醇，溫度85℃經(jīng)過1min制絨的表面形貌30關(guān)鍵因素的分析

——不同制絨時(shí)間表面形貌的圖片經(jīng)過5min制絨的表面形貌31關(guān)鍵因素的分析

——不同制絨時(shí)間表面形貌的圖片經(jīng)過10min制絨的表面形貌32關(guān)鍵因素的分析

——不同制絨時(shí)間表面形貌的圖片經(jīng)過30min制絨的表面形貌33關(guān)鍵因素的分析

——不同制絨時(shí)間絨面反射率的比較不同時(shí)間制絨后，硅片的反射譜

34工藝控制方法若出現(xiàn)雨點(diǎn)狀的斑點(diǎn)，只要加入少量乙醇或異丙醇即可消除。若硅片上端一部分光亮，表明液位不夠或溶液粘稠度太大，使籃框漂浮起來。若硅片表面有流水印，說明溶液內(nèi)硅酸鈉過量，適當(dāng)加大NaOH的用量；還有可能噴淋效果不理想。若硅片表面光亮且角錐體顆粒較小，說明反應(yīng)不夠。35滴定管使用以及滴定技術(shù)滴定管是滴定時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量溶液體積的容器，分酸式和堿式兩種。酸式滴定管的下部帶有磨口玻璃活塞，用于裝酸性、氧化性、稀鹽類溶液；堿式滴定管的下端用橡皮管連接一個(gè)帶尖嘴的小玻璃管，橡皮管內(nèi)有一玻璃球，以控制溶液的流出速度。36NaOH濃度的檢測(cè)NaOH+HCl=NaCl+H2O40：36.5MNaOH×VNaOH：MHCl×VHCl其中MHCl已知，VNaOH=10毫升，VHCl通過測(cè)量可知，則未知的氫氧化鈉溶液濃度MNaOH可以由計(jì)算得到。

MNaOH=0.011×MHCl×VHCl（克/升）37硅酸鈉含量的檢測(cè)硅酸鈉具體含量測(cè)量是沒必要的，只要判定它的含量是否過量即可。實(shí)驗(yàn)是用100%的濃鹽酸滴定，若滴定一段時(shí)間后出現(xiàn)少量絮狀物，說明硅酸鈉含量適中；若滴定開始就出現(xiàn)一團(tuán)膠狀固體且隨滴定的進(jìn)行變多，說明硅酸鈉過量。38化學(xué)清洗原理

HF去除硅片表面氧化層：

HCl去除硅片表面金屬雜質(zhì)：

鹽酸具有酸和絡(luò)合劑的雙重作用，氯離子能與Pt2+、Au3+、Ag+、Cu+、Cd2+、Hg2+等金屬離子形成可溶于水的