晶体硅太阳能电池生产线清洗制绒工序

晶体硅太阳能电池生产线清洗制绒工序培训王大男光伏电池评测中心confidentialconfidential目录1、清洗制绒的作用及方法；2、清洗制绒的工艺设备及操作流程；3、主要检测项目及标准；4、常见问题及解决方法；5、未来工艺的发展方向；confidentialconfidential1、清洗制绒的作用及方法太阳电池生产流程：清洗制绒扩散去PSG印刷刻蚀PECVD硅片烧结电池电池生产线硅片生产线组件生产线清洗制绒作为太阳电池生产中的第一道工序，其主要作用有两个：损伤层1）祛除硅片表面的杂质损伤层：损伤层是在硅片切割过程中形成的表面（10微米左右）晶格畸变，具有较高的表面复合。2）形成陷光绒面结构：光线照射在硅片表面通过多次折射，达到减少反射率的目的。confidentialconfidential绒面制作方法：目前，晶体硅太阳电池的绒面一般的是通过化学腐蚀的方法制作完成，针对不同的硅片类型，有两种不同的化学液体系：1、清洗制绒的作用及方法2）多晶硅绒面制作：多晶硅绒面单晶硅绒面1）单晶硅绒面制作：Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑此反应为各向异性反应，也是形成金字塔绒面的原因3Si+4HNO3→3SiO2+4NO+2H2OSiO2+4HF→SiF4+2H2OSiF4+4HF→H2SiF6此反应为各向同性反应，形成蠕虫状绒面confidentialconfidential绒面反射率：1、清洗制绒的作用及方法制绒前：硅片表面的反射率一般为20%左右；制绒后：单晶的反射率可降至10%；多晶可降至15%；00.10.20.30.40.50.60.730040050060070080090010001100Wavelength(nm)Reflectancesmoothtexture清洗制绒可有效提升对光线的吸收效率，提升电池性能。confidentialconfidential2.1单晶硅制绒设备设备架构：槽式制绒设备，分为制绒槽、水洗槽、喷淋槽、酸洗槽等。设备特点：可根据不同清洗工艺配置相应的清洗单元；清洗功能单元模块化，各部分有独立的控制单元，可随意组合；结构紧凑，净化占地面积小，造型美观、实用，操作符合人机工程原理。生产能力：边长125：1000pcs/h边长156：2、清洗制绒的工艺设备及操作流程工艺confidentialconfidential槽体布局及工艺：操作方向1#槽2#槽3#槽4#槽5#槽6#槽7#槽8#槽9#槽作用去杂质颗粒去杂质颗粒形成金字塔绒面形成金字塔绒面去除碱液去除金属杂质去除酸液使硅片更易脱水去除酸液溶液纯水纯水IPA、添加剂、NaOHIPA、添加剂、NaOH纯水盐酸纯水氢氟酸纯水温度60℃60℃78℃78℃常温常温常温常温常温时间300S300s900s900s180s180s180s180s180s辅助超声鼓泡鼓泡喷淋喷淋水槽水槽制绒槽制绒槽2、清洗制绒的工艺设备及操作流程工艺上片水槽水槽水槽HCL槽HF槽confidentialconfidential各种药液的作用1.异丙醇：降低硅片表面张力，减少气泡在硅片表面的吸附，使金字塔更加均匀一致。2.添加剂：-降低硅表面张力，促进氢气泡的释放，是金字塔更加均匀一致。-增加溶液的粘稠度，减弱NaOH溶液对硅片的腐蚀力度，增强腐蚀的各向异性3.HF酸：去除硅的氧化物，使硅片更易脱水4.HCL：去除金属离子单晶制绒遵循原则：小而均匀，布满整个硅片表面2、清洗制绒的工艺设备及操作流程工艺单晶制绒过程中影响因素1.碱液浓度2.溶液的温度3.制绒腐蚀时间的长短4.异丙醇的浓度5.制绒槽内硅酸钠的累积量6.槽体密封程度、异丙醇的挥发程度confidentialconfidential领料插片配槽制绒清洗甩干单晶制绒生产流程:注意事项：1.进入制绒车间佩戴好防酸碱手套、围裙、口罩等；2.禁止裸手接触硅片；3.甩干后保持硅片表面干燥；4.及时将甩干后硅片送入扩散车间，滞留时间不超过1h。2、清洗制绒的工艺设备及操作流程工艺confidentialconfidential上料位下料位2、清洗制绒的工艺设备及操作流程工艺2.2多晶制绒设备：设备架构：链式制绒，槽体根据功能不同分为入料段、湿法刻蚀段、水洗段、碱洗段、水洗段、酸洗段、溢流水洗段、吹干槽。所有槽体的功能控制在操作电脑中完成。产品特点：有效减少化学药品使用量高扩展性模块化制程线拥有完善的过程监控系统和可视化操作界面优化流程，降低人员劳动强度通过高可靠进程降低碎片率自动补充耗料实现稳定过程控制产能：125mm*125mm硅片：2180片/小时156mm*156mm硅片：1800片/小时confidentialconfidential槽体布局及基本工艺：1#2#3#4#5#6#7#8#9#InputWetEtchingDIWaterRinseAlkalineCleaningDIWaterRinseAcidCleaningCascadeRinseDryerOutputBlowOffBlowOffBlowOffBlowOffBlowOffBlowOff作用腐蚀硅的表面，使其形成多孔结构去除多孔硅、中和残留酸去除金属杂质和二氧化硅（二氧化硅具有亲水性，去除二氧化硅使片子更容易脱水吹干）1400mm900mm1000mm300L50L200L50L200L50L*2HF+HNO3NaOHHF+HCl3℃RT25℃RTRTRT2、清洗制绒的工艺设备及操作流程工艺confidentialconfidential多晶制绒的影响因素：1.温度对氧化反应的影响比较大，对扩散及溶解反应的影响比较小。温度升高，反应速度常数会增大，物质传输速度也增大。2.水的加入主要降低了硝酸的浓度，从而减小了酸液对硅片的氧化能力3.硫酸能提高溶液粘度，也不参加腐蚀反应，可以稳定反应速度，增加腐蚀均匀性。（rena刻蚀设备加硫酸而kuttler并不加）2、清洗制绒的工艺设备及操作流程工艺confidentialconfidential注意事项：1.禁止裸手接触硅片；2.上片时保持硅片间距40mm左右；3.制绒时带速禁止随意改动；4.下片时注意硅片表面是否吹干；5.制绒清洗完硅片要尽快扩散，滞留时间不超过1h。2、清洗制绒的工艺设备及操作流程工艺多晶制绒生产流程:领料上片制绒水洗碱洗水洗酸洗水洗吹干confidentialconfidential3、主要检测项目及保准表面结构：金相显微镜电子扫描显微镜单晶绒面-金字塔多晶绒面-沟槽金字塔为3微米左右蠕虫状细坑为3微米左右绒面标准：confidentialconfidential反射率：3、主要检测项目及标准所用仪器：标准8度角绒面积分式反射仪(D8)减薄量：反射率标准：在保持硅片减薄量的前提下，反射率越低越好，单晶不能大于10%，多晶不能大于15%减薄量标准：单晶0.3克左右多晶0.4克左右所用仪器：电子天平confidentialconfidential4、常见问题及解决方法类别现象原因解决方法备注单晶制绒白斑绒面没有制满延长制绒时间、增加NaOH小雨点H2没有及时脱离硅片表面增加IPA水痕硅酸钠含量过大重新配槽、改善喷淋手指印脂肪酸玷污规范生产操作手法多晶制绒黑绒反应过于剧烈增加2#槽HNO3表面发亮反应过多增加2#槽HF扩散后发蓝没有完全吹干改善吹风、增加6#槽HF含量减重不在范围之内反应速度过快或过慢手动添加2#槽的药液含量confidentialconfidential5、未来工艺的发展方向单晶碱腐蚀的改进技术现有工艺改进：单晶小绒面，减少漏电流、减少磨损的几率。设备改进，一体化设备：制绒后烘干。制绒新技术：激光制绒，形成规则金字塔表面。多晶酸腐蚀的改进技术酸腐蚀溶液配方的优化控制反应速度的缓冲剂，H2SO4在现有工艺的基础上，增加一些辅助技术，如蒸气制绒。规则金字塔表面Thanks！