多晶硅清洗工藝

多晶硅清洗工藝第1頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一摘要1概述2一次清洗（擴(kuò)散前清洗）3二次清洗（去磷硅玻璃清洗）4各溶液的濃度檢測(cè)5安全注意事項(xiàng)第2頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)工藝流程：分選測(cè)試PECVD一次清洗二次清洗燒結(jié)印刷電極刻蝕檢驗(yàn)入庫(kù)擴(kuò)散概述第3頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一次清洗2.1一次清洗的目的：a.清除硅片表面的油類分子及金屬雜質(zhì)。

b.去除切片時(shí)在硅片表面產(chǎn)生的損傷層。硅片機(jī)械損傷層（10微米）圖2多晶硅表面損傷層去除第4頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一c形成孔狀絨面圖3a單晶硅片表面的金字塔狀絨面圖3b多晶硅片表面的孔狀絨面第5頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖3b多晶硅片表面的孔狀絨面第6頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一制備絨面的目的及機(jī)理：

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。解釋機(jī)理：當(dāng)光入射到一定角度的斜面或粗糙的表面，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。一次清洗圖5絨面減少反射的機(jī)理第7頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.2一次清洗設(shè)備一次清洗第8頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一次清洗設(shè)備的主要組成：清洗主體、傳送滾輪、抽風(fēng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和PLC電控及操作系統(tǒng)。設(shè)備所需動(dòng)力及其他：電源：380/220V，60Hz

控制電壓：24V直流電源額定電流：29A

冷卻功率：10KWDI水：壓力4bar

工水：壓力3bar

壓縮空氣：壓力4-6kg/cm2，流量50m3/h。環(huán)境要求：空氣溫度5-40℃，相對(duì)濕度：＜80%。滿足的工藝節(jié)拍要求：

正常速度（0.8m/min)且標(biāo)準(zhǔn)間距(15mm)：1400片/小時(shí)。一次清洗第9頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第10頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第11頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第12頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一硅片檢驗(yàn)上料input下料output檢驗(yàn)刻蝕槽etchbath一次清洗2.3一次清洗工藝流程：圖8一次清洗工藝流程

干燥1：

dry1漂洗槽1rinse1堿洗槽alkalinebath漂洗2rinse2

酸洗槽acidicbath

漂洗槽3rinse3

干燥2dry2

第13頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一次清洗2.4一次清洗各槽位腐蝕原理刻蝕槽：HF-HNO3溶液，去除表面油污、切割損傷層以及制備絨面；反應(yīng)如下：

Si+2HNO3+6HF=H2[SiF6]+2HNO2+2H2O

3Si+4HNO3+18HF=3H2[SiF6]+4NO+8H2O3Si+2HNO3+18HF=3H2[SiF6]+2NO+4H2O+3H2

5Si+6HNO3+30HF=5H2[SiF6]+2NO2+4NO+10H2O+3H2

第14頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一堿洗槽：KOH溶液，主要中和殘留在硅片表面的酸，也可能發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：一次清洗Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2酸洗槽：HF去除硅片在清洗過(guò)程中形成的很薄的SiO2層，反應(yīng)如下：

SiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2OHCl去除硅表面金屬雜質(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絡(luò)合物。第15頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二次清洗3.1二次清洗的目的：

在形成PN結(jié)的擴(kuò)散過(guò)程中，在硅片表面生長(zhǎng)了一層一定厚度的磷硅玻璃，磷硅玻璃不導(dǎo)電，為了形成良好的歐姆接觸，減少光的反射，在沉積減反射膜之前，必須把磷硅玻璃腐蝕掉。第16頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3.2二次清洗設(shè)備

二次清洗設(shè)備與一次清洗基本相同，都是由德國(guó)RENA公司研制生產(chǎn)。二次清洗第17頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二次清洗設(shè)備的主要組成：清洗主體、傳送滾輪、抽風(fēng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和PLC電控及操作系統(tǒng)。設(shè)備所需動(dòng)力及其他：電源：230/400V，50Hz

控制電壓：24V直流電源

額定電流：28A

冷卻功率：2KWDI水：壓力4bar

工水：壓力3bar

壓縮空氣：壓力6bar，流量20m3/hr。環(huán)境要求：空氣溫度5-40℃，相對(duì)濕度：＜80%。滿足的工藝節(jié)拍要求：

正常速度（1m/min)且標(biāo)準(zhǔn)間距（15mm)：2600片/小時(shí)。二次清洗第18頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二次清洗3.3二次清洗的工藝流程：二次清洗二次清洗第19頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二次清洗3.4二次清洗腐蝕原理：刻蝕槽：擴(kuò)散中磷硅玻璃的形成：

4POCl3

+3O2=2P2O5+6Cl2在較高的溫度的時(shí)候，P2O5作為磷源與Si發(fā)生了如下反應(yīng)：

2P2O5+5Si=5SiO2+4P所以去磷硅玻璃清洗實(shí)質(zhì)上就是去除硅片表面的SiO2。第20頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

在二次清洗過(guò)程中，HF對(duì)二氧化硅的腐蝕發(fā)生如下反應(yīng)：

SiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2O

HNO3主要是用來(lái)刻蝕硅片邊緣處的P-N結(jié)的，相當(dāng)于等離子刻蝕。溶液中加入H2SO4的目的是增大溶液的黏度，使溶液與硅片更好的接觸。

二次清洗第21頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4各溶液的濃度檢測(cè)4.1檢測(cè)設(shè)備

生產(chǎn)過(guò)程中使用的各種溶液的濃度，是根據(jù)酸堿滴定原理自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的。我們使用的檢測(cè)設(shè)備，是由德國(guó)生產(chǎn)的Metrohm檢測(cè)儀。它可以根據(jù)我們的需要，對(duì)各種溶液進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

溶液濃度檢測(cè)第22頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4.2HF濃度的檢測(cè)：NaOH+HF=NaF+H2O40：20MNaOH×VNaOH：MHF×VHF其中MNaOH=80克/升，VHF=10毫升，VNaOH通過(guò)測(cè)量可知，則未知的氫氟酸溶液濃度MHF可以由計(jì)算得到。

MHF=50×MNaOH×VNaOH溶液濃度檢測(cè)第23頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4.3KOH濃度的檢測(cè)：KOH+HCl=NaCl+H2O40：36.5MKOH×VKOH

：MHCl×VHCl其中MHCl已知，VKOH=10毫升，VHCl通過(guò)測(cè)量可知，則未知的氫氧化鈉溶液濃度MKOH可以由計(jì)算得到。

MKOH=0.011×MHCl×VHCl（克/升）溶液濃度檢測(cè)第24頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4.4HCl濃度的檢測(cè)：NaOH+HCl=NaCl+H2O40：36.5MNaOH×VNaOH

：MHCl×VHCl其中MNaOH已知為80克/升，VHCl=10毫升，VNaOH通過(guò)測(cè)量可知，則未知的鹽酸溶液濃度MHCl可以由計(jì)算得到。

M

HCl

=91.25×MNaOH×V

NaOH溶液濃度檢測(cè)第25頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4.5各種溶液的濃度要求一次清洗：

KOH：正常30g/L；允許范圍：25~50g/LHF:正常50g/L；允許范圍：40~60g/LHCl:正常100g/L；允許范圍：80~120g/L二次清洗：

KOH：正常范圍：30~50g/LHF：正常范圍：40~60g/L

溶液濃度檢測(cè)第26頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一安全注意事項(xiàng)HNO3、HF、KOH、HCl、都是強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)藥品，其溶液、蒸汽會(huì)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、