刻蝕設備與工藝介紹

一、安全二、電池工藝流程三、刻蝕設備與工藝介紹目前一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點一、安全安全?。。F，HNO3，H2SO4，KOH，NaOH，HCl都是強腐蝕性的化學藥品，其中HF腐蝕更是強烈，它們的固體顆粒、溶液、蒸汽會傷害到人的皮膚、眼睛、呼吸道，所以操作人員要按照規(guī)定穿戴防護服、防護面具、防護眼鏡、長袖膠皮手套，遵守安全操作規(guī)程。一旦有化學試劑傷害了員工的身體，馬上用純水沖洗30分鐘，送醫(yī)院就醫(yī)。

當然這里首先說明安全是讓大家引起足夠的重視，不是危言聳聽，保護好自己才能夠更好的生產。當然，也沒有必要因為危險就害怕，在做好安全防護的前提下，我們的生產安全是有保障的，這個已在各大型電池生產企業(yè)得到驗證。目前二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點二、電池生產工藝流程

硅片檢驗

制絨

磷擴散刻蝕PECVD

絲網(wǎng)印刷

燒結

分檔測試

檢驗包裝目前三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點

硅片擴散后電池的邊緣會有N型雜質與P型基底形成PN結，以及擴散的過程中在電池表面形成了一層很厚的磷硅玻璃層（PSG），因此需要周邊刻蝕將邊緣的PN結去除，而磷硅玻璃則通過HF酸短時間浸泡來去除。故擴散后要進行去周邊及去PSG工序，原來這道工序是分等離子刻蝕和HF酸洗設備兩步進行的，現(xiàn)在我們的設備可以一次進行，目前我們擁有兩種刻蝕機臺：RENAIn-oxside，SCHMID。三、刻蝕工藝的作用目前四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點三、刻蝕工藝的作用目前五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點三、RENA機臺外觀目前六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點三、SCHMID機臺外觀目前七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點三、SCHMIDSE機臺外觀目前八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點RENA刻蝕專輯目前九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點RENAInoxide大致構造

除刻蝕槽外，其它化學槽和水槽都是噴淋結構。去PSG氫氟酸槽是噴淋結構，而且片子浸入到溶液內部。上片刻蝕槽H2SO4/HNO3/HF水噴淋堿洗槽KOH水噴淋去PSG槽HF水噴淋下片吹干風刀目前十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點RENA刻蝕的機理盡管很復雜，但刻蝕反應不外分成兩步：硝酸/亞硝酸（HNO2）將硅氧化成二氧化硅（主要是亞硝酸將硅氧化）。二氧化硅和氫氟酸反應（快反應），生成四氟化硅和水（快反應），四氟化硅又和水化合成氟硅酸進入溶液。硫酸不參與反應，僅僅是增加氫離子濃度，加快反應，增加溶液黏度（增大溶液與PSG薄層間的界面張力）和溶液密度。目前十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點鏈的觸發(fā)：硝酸將硅氧化成二氧化硅，生成二氧化氮或一氧化氮Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O(慢反應)Si+2HNO3=SiO2+2NO+2H2O(慢反應)鏈的擴展：二氧化氮、一氧化氮與水反應，生成亞硝酸，亞硝酸很快地將硅氧化成二氧化硅2NO2+H2O=HNO2+HNO3(快反應)Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O(快反應)（第一步的主反應）4HNO3+NO+H2O=6HNO2(快反應)只要有少量的二氧化氮生成，就會和水反應變成亞硝酸。只要少量的一氧化氮生成，就會和硝酸、水反應很快地生成亞硝酸。亞硝酸會很快的將硅氧化，生成一氧化氮，一氧化氮又與硝酸、水反應。造成硅的快速氧化，硝酸則最終被還原成氮氧化物。最終硅片背面（與刻蝕溶液接觸）被氧化。

RENA刻蝕的機理目前十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點RENA刻蝕的機理第二步、二氧化硅的溶解二氧化硅生成以后，很快與氫氟酸反應SiO2+4HF=SiF4+2H2O;(四氟化硅是氣體)SiF4+2HF=H2SiF6。總反應SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O最終刻蝕掉的硅以氟硅酸的形式進入溶液。目前十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點刻蝕線一個程度有點重的微過刻的片子正常情況下刻蝕線到邊緣的距離控制在1.5mm以下，最寬不得超過1.5mm?？涛g線對于直接RENA的片子，刻蝕后有時會有刻蝕線——一條靠近邊緣的淡淡的一條黑線。目前十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點

刻蝕線一般是淡淡的一條黑線。有時在邊緣會有很顯眼的很黑很黑的線或黑區(qū)，這些東西就不是刻蝕線了，而是沒有洗干凈的酸，此時需要在堿槽手動補堿來解決。如果多次出現(xiàn)這種情況，必須檢查堿洗槽是否堵堿?？涛g線目前十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點亞硝酸本身并不是特別穩(wěn)定，它會慢慢分解。在時刻時停的小批量生產時，溶液中的亞硝酸濃度的平衡點不會超過一定的限度，刻蝕溶液會一直保持無色。大批量生產時，亞硝酸濃度平衡點會有所上升，亞硝酸濃度的略微增加，會導致有一個有趣的現(xiàn)象——溶液顏色變成淡綠色和綠色。只要刻蝕正常，溶液顏色變綠不會對片子效率產生任何影響?？涛g不合格片時可能會將一些雜質引入刻蝕溶液，污染刻蝕溶液，但這與變綠無關。RENA刻蝕的機理——溶液變綠目前十六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點RENA刻蝕槽外觀目前十七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點傳說中的裘千仞的“水上漂”，想擁有嗎？

絕對給力！??！目前十八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點EdgeisolationthroughbacksideemitterremovalInOxSide目前十九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點RENA刻蝕槽——輕功“水上漂”目前二十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點

Sawdamageetching+texturingDiffusionEdgeisolation+Phosphorglass

etchingAR-coating

printing

firingFrontGridAR-coatingSi-WaferPSGn+SiAlp+Sin+SiEdgeIsolationProcess目前二十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點酸洗HF和HCl，中和掉硅片表面殘余的堿，去除殘存的氧化物和重金屬HF去除硅片表面氧化物鹽酸具有酸和絡合劑的雙重作用，氯離子能與Pt2+、Au3+、Ag+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等金屬離子形成可溶于水的絡合物。酸堿槽的清洗原理堿洗：NaOH或KOH中和掉硅片表面殘余的酸,去除多孔硅。目前二十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點SCHMID專輯目前二十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點SCHMID機臺刻蝕的原理與RENA相同，所以這里不再重復對化學反應的探討，主要關注的是一些不同點。目前二十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點RENA刻蝕槽采用“水上漂”的原理進行硅片背表面和四周的刻蝕；SCHMID采用滾輪帶液的原理進行刻蝕。目前二十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點SCHMID滾輪帶液目前二十六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點SCHMID滾輪帶液目前二十七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點SCHMID滾輪帶液目前二十八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點RENA刻蝕較SMD刻蝕耗酸量小

Rena刻蝕Nox易于溶解充分反應

Rena刻蝕工藝溫度低不易揮發(fā)90°滾輪刻蝕目前二十九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點一、水膜形成過程模擬前邊沿位于水龍頭正下方：1——硅片后邊沿2——傳感器位置3——硅片沿邊沿噴水膜開始：4——噴水膜延遲距離噴水膜結束：5——水膜區(qū)域6——提前結束距離目前三十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點SCHMID

RENARENA堿結晶堵塞噴淋引起黃斑片吹液風刀口堵塞引起堿濃度不足易卡片SMD電導率適時控制保證堿濃度

寖漠式工藝減少不合格片堿槽目前三十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點SCHMID

RENARENA碎片多非適時酸濃度監(jiān)測SMD電導率控制保證酸濃度酸槽目前三十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點SCHMID

RENARENA水刀沖洗徹底SMD海綿滾輪易臟污，更換成本高水噴淋吹干模塊目前三十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點SCHMIDRENARENA風刀導致碎片

CDA成本高SMD碎片低

成本低吹干目前三十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點SCHMIDRENA刻蝕沒有配裝HF濃度監(jiān)測器HF檢測目前三十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點SE刻蝕設備與工藝簡介目前三十六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點二、工藝介紹制約傳統(tǒng)電池光電轉換效率的環(huán)節(jié)最重要的是擴散和絲網(wǎng)印刷兩道工序，這兩道工序是相互制約的一對矛盾。

在擴散工序，低參雜濃度可以降低少數(shù)載流子的體復合幾率，且可以進行較好的表面鈍化，降低少數(shù)載流子的表面復合幾率，從而減小電池的反向飽和電流，提高電池的開路電壓和短路電流。另外，因越靠近太陽電池的表面，光生載流子的產生率越高，而越靠近擴散結光生載流子的收集率越高，故淺擴散結可以在高載流子產生率的區(qū)域獲得高的收集率，提高電池的短路電流。

金屬化工序，電池正、背面需要印刷銀漿和鋁漿，從而需要高的表面參雜濃度來獲得好的歐姆接觸。低的表面參雜濃度，在制作電極時使金屬和硅接觸部分形成高的接觸電阻，而且擴散區(qū)的薄層電阻較大，也增加了對光生電流的阻力，從而進一步增加太陽電池的串聯(lián)電阻，降低電池的填充因子，最終使電池光電轉換率下降。因此，在傳統(tǒng)硅太陽電池中，擴散的濃度要適應印刷電極的要求，通常要求擴散有較高的參雜濃度，在較高的參雜濃度下，硅片表面載流子復合率較高，會減小短路電流密度，從而使效率下降

。從電池開路電壓和短路電流角度考慮，應當進行低濃度參雜；從填充因子及電極與電池片接觸角度考慮，應當進行高濃度參雜。那么，能夠很好解決二者之間矛盾的工藝方法，是在電池片表面制作選擇性發(fā)射極：即在電極接觸區(qū)域采用高濃度參雜，在光吸收區(qū)域采用低濃度參雜。

目前三十七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點一、SE刻蝕生產流程上料印刷掩膜濕法刻蝕水洗拋結水洗去掩膜多孔硅水洗去磷硅玻璃水洗+吹干下料目前三十八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點目前三十九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點一、SE刻蝕生產流程特點：1、相對于傳統(tǒng)PSG（經適型）增加了極性刻蝕槽和去掩膜槽；2、所有水洗槽都采用瀑布式水噴淋；3、一定的效率提升潛力（多晶：0.2%；單晶：0.5%）目前四十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點一、傳統(tǒng)PSG生產流程特點：1、采用旋轉臺實現(xiàn)周邊刻蝕；2、簡單的去PSG工藝，附流量式加熱裝置；3、標準的吹干過程；4、經濟適用。目前四十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點一、上料臺與DOD機臺目前四十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點一、DOD掩膜機——印刷質量監(jiān)控

生產過程中，需要按時檢查掩膜印刷質量，有無虛印或者斷柵等問題。該操作可以在硅片進入濕法刻蝕機臺時進行監(jiān)控。目前四十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點一、水膜形成過程模擬前邊沿位于水龍頭正下方：1——硅片后邊沿2——傳感器位置3——硅片沿邊沿噴水膜開始：4——噴水膜延遲距離噴水膜結束：5——水膜區(qū)域6——提前結束距離目前四十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點一、下料臺——外觀檢查下料時檢查硅片有無外觀異常。石蠟清洗效果監(jiān)控判斷方法：使用紫外燈檢測石蠟是否清洗干凈，石蠟殘留處在紫外燈照射下顯示熒光色。掩膜覆蓋良好時沒有硅片本色露出，如果發(fā)現(xiàn)掩膜覆蓋的地方有硅片本色顯露，說明噴頭堵塞，需找設備人員清理，不能生產。目前四十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點一、下料臺