刻蝕設(shè)備與工藝介紹

一、平安二、電池工藝流程三、刻蝕設(shè)備與工藝介紹一、平安平安！?。F，HNO3，H2SO4，KOH，NaOH，HCl都是強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)藥品，其中HF腐蝕更是強(qiáng)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(hù)服、防護(hù)面具、防護(hù)眼鏡、長袖膠皮手套，遵守平安操作規(guī)程。一旦有化學(xué)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(dāng)然這里首先說明平安是讓大家引起足夠的重視，不是危言聳聽，保護(hù)好自己才能夠更好的生產(chǎn)。當(dāng)然，也沒有必要因為危險就害怕，在做好平安防護(hù)的前提下，我們的生產(chǎn)平安是有保障的，這個已在各大型電池生產(chǎn)企業(yè)得到驗證。二、電池生產(chǎn)工藝流程

硅片檢驗

制絨

磷擴(kuò)散刻蝕PECVD

絲網(wǎng)印刷

燒結(jié)

分檔測試

檢驗包裝硅片擴(kuò)散后電池的邊緣會有N型雜質(zhì)與P型基底形成PN結(jié)，以及擴(kuò)散的過程中在電池外表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(jié)去除，而磷硅玻璃那么通過HF酸短時間浸泡來去除。故擴(kuò)散后要進(jìn)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(shè)備兩步進(jìn)行的，現(xiàn)在我們的設(shè)備可以一次進(jìn)行，目前我們擁有兩種刻蝕機(jī)臺：RENAIn-oxside，SCHMID。三、刻蝕工藝的作用三、刻蝕工藝的作用三、RENA機(jī)臺外觀三、SCHMID機(jī)臺外觀三、SCHMIDSE機(jī)臺外觀RENA刻蝕專輯RENAInoxide大致構(gòu)造

除刻蝕槽外，其它化學(xué)槽和水槽都是噴淋結(jié)構(gòu)。去PSG氫氟酸槽是噴淋結(jié)構(gòu)，而且片子浸入到溶液內(nèi)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(fēng)刀RENA刻蝕的機(jī)理盡管很復(fù)雜，但刻蝕反響不外分成兩步：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響〔快反響〕，生成四氟化硅和水〔快反響〕，四氟化硅又和水化合成氟硅酸進(jìn)入溶液。硫酸不參與反響，僅僅是增加氫離子濃度，加快反響，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。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(慢反響)Si+2HNO3=SiO2+2NO+2H2O(慢反響)鏈的擴(kuò)展：二氧化氮、一氧化氮與水反響，生成亞硝酸，亞硝酸很快地將硅氧化成二氧化硅2NO2+H2O=HNO2+HNO3(快反響)Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O(快反響)〔第一步的主反響〕4HNO3+NO+H2O=6HNO2(快反響)只要有少量的二氧化氮生成，就會和水反響變成亞硝酸。只要少量的一氧化氮生成，就會和硝酸、水反響很快地生成亞硝酸。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、水反響。造成硅的快速氧化，硝酸那么最終被復(fù)原成氮氧化物。最終硅片反面〔與刻蝕溶液接觸〕被氧化。

RENA刻蝕的機(jī)理RENA刻蝕的機(jī)理第二步、二氧化硅的溶解二氧化硅生成以后，很快與氫氟酸反響SiO2+4HF=SiF4+2H2O;(四氟化硅是氣體)SiF4+2HF=H2SiF6?？偡错慡iO2+6HF=H2SiF6+2H2O最終刻蝕掉的硅以氟硅酸的形式進(jìn)入溶液。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。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。如果屢次出現(xiàn)這種情況，必須檢查堿洗槽是否堵堿?？涛g線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(chǎn)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(chǎn)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(dǎo)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(chǎn)生任何影響?？涛g不合格片時可能會將一些雜質(zhì)引入刻蝕溶液，污染刻蝕溶液，但這與變綠無關(guān)。RENA刻蝕的機(jī)理——溶液變綠RENA刻蝕槽外觀傳說中的裘千仞的“水上漂〞，想擁有嗎？

絕對給力?。?！EdgeisolationthroughbacksideemitterremovalInOxSideRENA刻蝕槽——輕功“水上漂〞

Sawdamageetching+texturingDiffusionEdgeisolation+Phosphorglass

etchingAR-coating

printing

firingFrontGridAR-coatingSi-WaferPSGn+SiAlp+Sin+SiEdgeIsolationProcess酸洗HF和HCl，中和掉硅片外表剩余的堿，去除殘存的氧化物和重金屬HF去除硅片外表氧化物鹽酸具有酸和絡(luò)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(luò)合物。酸堿槽的清洗原理堿洗：NaOH或KOH中和掉硅片外表剩余的酸,去除多孔硅。SCHMID專輯SCHMID機(jī)臺刻蝕的原理與RENA相同，所以這里不再重復(fù)對化學(xué)反響的探討，主要關(guān)注的是一些不同點。RENA刻蝕槽采用“水上漂〞的原理進(jìn)行硅片背外表和四周的刻蝕；SCHMID采用滾輪帶液的原理進(jìn)行刻蝕。SCHMID滾輪帶液SCHMID滾輪帶液SCHMID滾輪帶液RENA刻蝕較SMD刻蝕耗酸量小Rena刻蝕Nox易于溶解充分反響Rena刻蝕工藝溫度低不易揮發(fā)90°滾輪刻蝕一、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(jié)束：5——水膜區(qū)域6——提前結(jié)束距離SCHMID

RENARENA堿結(jié)晶堵塞噴淋引起黃斑片吹液風(fēng)刀口堵塞引起堿濃度缺乏易卡片SMD電導(dǎo)率適時控制保證堿濃度寖漠式工藝減少不合格片堿槽SCHMID

RENARENA碎片多非適時酸濃度監(jiān)測SMD電導(dǎo)率控制保證酸濃度酸槽SCHMID

RENARENA水刀沖洗徹底SMD海綿滾輪易臟污，更換本錢高水噴淋吹干模塊SCHMIDRENARENA風(fēng)刀導(dǎo)致碎片CDA本錢高SMD碎片低本錢低吹干SCHMIDRENA刻蝕沒有配裝HF濃度監(jiān)測器HF檢測SE刻蝕設(shè)備與工藝簡介二、工藝介紹制約傳統(tǒng)電池光電轉(zhuǎn)換效率的環(huán)節(jié)最重要的是擴(kuò)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(kuò)散工序，低參雜濃度可以降低少數(shù)載流子的體復(fù)合幾率，且可以進(jìn)行較好的外表鈍化，降低少數(shù)載流子的外表復(fù)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外表，光生載流子的產(chǎn)生率越高，而越靠近擴(kuò)散結(jié)光生載流子的收集率越高，故淺擴(kuò)散結(jié)可以在高載流子產(chǎn)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、反面需要印刷銀漿和鋁漿，從而需要高的外表參雜濃度來獲得好的歐姆接觸。低的外表參雜濃度，在制作電極時使金屬和硅接觸局部形成高的接觸電阻，而且擴(kuò)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(jìn)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(zhuǎn)換率下降。因此，在傳統(tǒng)硅太陽電池中，擴(kuò)散的濃度要適應(yīng)印刷電極的要求，通常要求擴(kuò)散有較高的參雜濃度，在較高的參雜濃度下，硅片外表載流子復(fù)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(yīng)當(dāng)進(jìn)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(yīng)當(dāng)進(jìn)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，是在電池片外表制作選擇性發(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。

一、SE刻蝕生產(chǎn)流程上料印刷掩膜濕法刻蝕水洗拋結(jié)水洗去掩膜多孔硅水洗去磷硅玻璃水洗+吹干下料一、SE刻蝕生產(chǎn)流程特點：1、相對于傳統(tǒng)PSG〔經(jīng)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%〕一、傳統(tǒng)PSG生產(chǎn)流程特點：1、采用旋轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)的吹干過程；4、經(jīng)濟(jì)適用。一、上料臺與DOD機(jī)臺一、DOD掩膜機(jī)——印刷質(zhì)量監(jiān)控

生產(chǎn)過程中，需要按時檢查掩膜印刷質(zhì)量，有無虛印或者斷柵等問題。該操作可以在硅片進(jìn)入濕法刻蝕機(jī)臺時進(jìn)行監(jiān)控。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(jié)束：5——水膜區(qū)域6——提前結(jié)束距離一、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(shè)備人員清理，不能生產(chǎn)。一、下料臺下料機(jī)臺圖示一、下料臺——碎片處理1、碎片：普通碎片，設(shè)備識別后會自動將碎片放入下料臺中的碎片盒。局部碎片由于缺損較少，設(shè)備可能難以識別，如缺角等類型碎片，可以直接從設(shè)備取出，操作中注意平安；二、工藝介紹二、工藝介紹-掩膜印刷二、工藝介