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,此時的腐蝕速率可達(dá)到4～6um/min。初拋時間在達(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)硅酸鈉的累計量制絨腐蝕的溫度制絨腐蝕時間的長短槽體密封程度、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℃，時間30分鐘條件下：NaOH濃度5g/l時絨面形貌

18關(guān)鍵因素的分析

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

——NaOH的影響NaOH濃度55g/l時絨面形貌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，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，溶液粘度會增加，結(jié)果在硅片與片匣邊框接觸部位會產(chǎn)生“花籃印”，一般濃度在30%以下不會發(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，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%時的絨面形貌29關(guān)鍵因素的分析

——不同制絨時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

——不同制絨時間絨面反射率的比較不同時間制絨后，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)滴定管是滴定時準(zhǔn)確測量溶液體積的容器，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NaOH+HCl=NaCl+H2O40：36.5MNaOH×VNaOH：MHCl×VHCl其中MHCl已知，VNaOH=10毫升，VHCl通過測量可知，則未知的氫氧化鈉溶液濃度MNaOH可以由計算得到。

MNaOH=0.011×MHCl×VHCl（克/升）37硅酸鈉含量的檢測硅酸鈉具體含量測量是沒必要的，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