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1、清洗工藝概述制作人：陳功兵 一次清洗（制絨）工藝一次清洗的目的：1、去除硅片表面的機(jī)械損傷層；2、清楚硅片表面油污和金屬雜質(zhì)；3、形成起伏不平的絨面，增加硅片表面對(duì)光的吸收。一次清洗種類(lèi)：1、酸制絨（多晶硅）；2、堿制絨（單晶硅）。 多晶制絨的歷史多晶硅太陽(yáng)電池的效率總體上沒(méi)有單晶硅太陽(yáng)電池的高，這主要是由于兩個(gè)原因：1、多晶材料本身各類(lèi)缺陷較單晶材料多，少數(shù)載流子壽命短；2、多晶硅材料表面絨面的陷光效果較單晶材料差。少數(shù)載流子壽命是由于材料本身的特性決定的，當(dāng)材料選定后就很難改變，所以，要縮小多晶硅太陽(yáng)電池與單晶硅太陽(yáng)電池之間效率上的差距，提高多晶硅材料表面的陷光效果是最有希望的辦法，也就是
2、采用絨面技術(shù)。目前，已經(jīng)出現(xiàn)的多晶硅絨面技術(shù)主要有：1、機(jī)械刻槽：對(duì)硅片的厚度要求很高，會(huì)增加材料成本；2、等離子蝕刻：陷光效果最好，但是對(duì)設(shè)備及加工系統(tǒng)要求較高； 3、酸腐蝕：成本最低，絨面的陷光效果在不斷改善，已大量應(yīng)用在多晶硅電池生產(chǎn)過(guò)程中，該技術(shù)國(guó)內(nèi)最早申請(qǐng)專(zhuān)利是無(wú)錫尚德季敬佳博士、施正榮博士于2006年3月份申請(qǐng)的。 多晶硅片的制作流程 silicon ingotrollers steel wire硅片機(jī)械損傷層（10微米） 制絨工藝原理陷光原理圖示：以HF-HNO3 為基礎(chǔ)的酸腐蝕技術(shù)制備出的mc-Si 片的絨面是由很多半球形狀的“ 凹陷”組成，這些凹陷具有很好的陷光作用，因此極大
3、地提高了mc-Si 太陽(yáng)電池的性能。 原始硅片表面制絨之后硅片表面 酸腐蝕機(jī)理：酸腐蝕液為HF、HNO3和去離子水按一定比例混合而成,其中HNO3為強(qiáng)氧化劑,在硅片表面形成SIO2；HF 的作用是與反應(yīng)的中間產(chǎn)物SiO2反應(yīng)生成絡(luò)合物H2SiF6以促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行;水對(duì)反應(yīng)起緩沖作用;反應(yīng)中還會(huì)生成少量的HNO2 ,它能促進(jìn)反應(yīng)的發(fā)生,因此這是一種自催化反應(yīng)。1、Si + 4HNO3 = SiO2 + 4NO2 + 2H2O2、SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O3、SiF4 + HF= H2SiF61.1、NO2 + H2O = HNO3 + HNO21.2、Si + HNO2 =
4、SiO2 + NO +H2O1.3、HNO3 + NO + H2O = HNO2 這種腐蝕方法是對(duì)多晶硅進(jìn)行各向同性腐蝕與晶粒的晶向無(wú)關(guān),因此可以在多晶硅表面形成均勻的多晶硅絨面。 工藝控制點(diǎn)1、腐蝕量，腐蝕量是影響反射率的重要因素，直觀表現(xiàn)為絨面的大小，絨面越大，反射率越大，對(duì)我們來(lái)說(shuō)也就越不好。2、反射率，在腐蝕量一定的情況下，溶液配比決定了反射率的大小，通常情況下，HNO3含量越多，腐蝕越平整，反射率較大，直接表現(xiàn)為片子較亮。 1819202122232425 2.7 3 3.2 3.57 3.61 3.63 3.66 3.82 3.98 4.01 4.31 4.46 4.48 4.85
5、 5.01 5.44 5.58 5.63反射率 腐 蝕 厚 度反 射 率 隨 腐 蝕 度 變 化 反 射 率 隨 腐 蝕 度 變 化一定溶液配比下反射率隨腐蝕深度變化曲線 一次清洗工藝各槽體作用槽 位 使 用 化 學(xué) 試 劑 功 能M01 上 片M02 HF/HNO3 去 損 傷 、 制 絨M03 H2O 漂 洗M04 KOH 中 和 殘 留 酸M05 H 2O 漂 洗M06 HClHF 去 金 屬 離 子 、 去 氧 化 層M701 H2O 漂 洗M702 空 氣 干 燥M08 下 片 RENA工藝控制規(guī)范（參考）制絨槽堿洗槽酸洗槽 一次清洗工藝 異常生產(chǎn)中主要異常情況有：1、腐蝕深度異常2
6、、制絨后硅片表面有滾輪印3、硅片表面沒(méi)吹干4、表面沒(méi)洗干凈 一次清洗工藝 安全注意事項(xiàng)1、生產(chǎn)、工藝和設(shè)備人員在日常工作中應(yīng)穿好無(wú)塵服，戴好手套和口罩，避免腐蝕性藥液濺到皮膚或眼睛。正常生產(chǎn)時(shí)應(yīng)蓋上各槽體蓋板，關(guān)上窗戶(hù)，防止揮發(fā)的腐蝕性藥液對(duì)人體的損害。 2、設(shè)備人員維護(hù)時(shí)應(yīng)戴好相應(yīng)的防護(hù)用具，工藝和生產(chǎn)人員在沖洗槽體的時(shí)候也應(yīng)戴好防護(hù)用具，避免濺出的腐蝕性藥液對(duì)人體造成傷害。3、被藥液濺到的緊急處理：在流動(dòng)的水下沖洗十至十五分鐘(直到疼痛感緩解)，保持干燥與清潔，注意觀察傷口變化。不可使用油膏、油脂類(lèi)涂劑；不要使用黏性敷料，不要弄破水泡。然后立即就近就醫(yī)治療。 4、前清洗所使用的化學(xué)藥品的特
7、性及發(fā)生泄漏時(shí)的處理步驟詳見(jiàn)MSDS資料。5、發(fā)生火災(zāi)或者爆炸時(shí)，快速切斷電源，按指定線路逃生。 二次清洗（蝕刻）工藝 二次清洗目的1、去除背面及邊緣PN結(jié)2、去PSG（磷硅玻璃）二次清洗反應(yīng)機(jī)理：同一次清洗注：此溶液配比并非絕對(duì)，每家公司的工藝不一樣，配比也就不一樣，另外和使用哪 家的化學(xué)品也有一定關(guān)系。具體到我們的工藝配比要到實(shí)際生產(chǎn)的時(shí)候才能確定。 二次清洗工藝各槽體作用槽 位 使 用 化 學(xué) 試 劑 功 能上 料 排 放 硅 片 上 片噴 淋 H2O 噴 淋 水 膜刻 蝕 槽 HF/HNO3/H2SO4 去 除 非 擴(kuò) 散 面 PN結(jié)沖 洗 1 H 2O 漂 洗堿 洗 KOH 中 和
8、殘 留 酸沖 洗 2 H2O 漂 洗酸 洗 HF 去 除 擴(kuò) 散 面 磷 硅 玻 璃 層沖 洗 3 H2O 漂 洗風(fēng) 刀 空 氣 熱 風(fēng) 吹 干下 料 無(wú) 下 片 RENA工藝控制規(guī)范（參考）蝕刻槽堿洗槽酸洗槽 二次清洗主要異常有：1、腐蝕深度異常2、邊緣刻蝕異常3、硅片表面有滾輪印4、硅片表面未洗干凈5、表面吹不干 二次清洗工藝 安全事項(xiàng)1、生產(chǎn)、工藝和設(shè)備人員在日常工作中應(yīng)穿好無(wú)塵服，戴好手套和口罩，避免腐蝕性藥液濺到皮膚或眼睛。正常生產(chǎn)時(shí)應(yīng)蓋上各槽體蓋板，關(guān)上窗戶(hù)，防止揮發(fā)的腐蝕性藥液對(duì)人體的損害。 2、設(shè)備人員PM時(shí)應(yīng)戴好相應(yīng)的防護(hù)用具，工藝和生產(chǎn)人員在沖洗槽體的時(shí)候也應(yīng)戴好防護(hù)用具，避免濺出的腐蝕性藥液對(duì)人體造成傷害。3、被藥液濺到的緊急處理：在流動(dòng)的水下沖洗十至十五分鐘(直到疼痛感緩解)，保持干燥與清潔，注意觀察傷口變化。不可使用油膏、油脂類(lèi)涂劑；不要使用黏性敷料，不要弄破水泡。然后立即就近就醫(yī)治療。4、前清洗所使用的化學(xué)藥品的特性及發(fā)生泄漏時(shí)的處理步驟詳見(jiàn)MSDS資 料。5、發(fā)生火災(zāi)或者爆炸時(shí)，快速切斷電源，按指定線路逃生。
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