晶体硅太阳能电池生产线清洗制绒工序.ppt

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,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；,1、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：,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。,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+2H2O,SiO2+4HFSiF4+2H2O,SiF4 +4HFH2SiF6,此反应为各向同性反应，形成蠕虫状绒面,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 %；,清洗制绒可有效提升对光线的吸收效率，提升电池性能。,2.1 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,槽体布局及工艺：,操作方向,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,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,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,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,槽体布局及基本工艺：,2、清洗制绒的工艺设备及操作流程工艺,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,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:,3、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：,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,4、常见问题及解决方法,5、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