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太阳电池工艺文件太阳电池工艺文件单晶硅片清洗工艺1. 插片：1) 主要原材料：l 合格品单晶硅片2) 工装、设备l 承片盒l 清洗花篮3) 工艺过程（右手操作）l 每个承片盒插片25片。插片过程中对硅片进行检验，不合格硅片挑出。然后，每个清洗花篮中放置34个插片后的承片盒。2. 超声清洗：1) 主要原材料：l 油污比较严重的硅片l 清洗剂l 自来水2) 工装、设备l 超声波清洗机l 承片盒l 清洗花篮3) 工艺过程（右手操作）l 表面油污比较严重的硅片，需要在25%清洗剂40的水溶液中，利用超声波震荡清洗15min。清洗功率和超声频率根据使用的设备调整。清洗液可以反复使用。l 经过清洗液超声的硅片，转移到清洗槽中，使用大量的自来水冲洗超声后的硅片，直至无清洗液。3. 八槽清洗机清洗1) 主要原材料：l 清洁的硅片l NaOHl 自来水l NaSiO2l 异丙醇l 去离子水2) 工装、设备l 8槽清洗机l 承片盒l 清洗花篮3) 工艺过程（右手操作）l 去除损伤层：8槽清洗机中的第一槽，100g/L NaOH 80的自来水溶液，腐蚀5min。减薄量约0.5g。l 去除腐蚀液：8槽清洗机中的第二槽，使用大量的自来水冲洗腐蚀后的硅片，直至无碱液。约2min。l 腐蚀绒面：8槽清洗机中的第三、四、五和六槽，11g/L NaOH+7.5g/L NaSiO2+55g/L异丙醇的去离子水溶液，80，腐蚀2535min，腐蚀槽保持盖严防止异丙醇散发。l 去除腐蚀液（一）：8槽清洗机中的第七槽，流动去离子水清洗，去除碱腐蚀液。5min。l 去除腐蚀液（二）：8槽清洗机中的第八槽，流动去离子水清洗，去除碱腐蚀液。5min。4. 六槽清洗机清洗1) 主要原材料：l 清洗的硅片l HFl HN4Fl HCll 去离子水2) 工装、设备l 6槽清洗机l 承片盒l 清洗花篮3) 工艺过程（右手操作）l 去除表面氧化层：6槽清洗机中的第一槽，40g/L HF加 5g/L HN4F去离子水溶液， 5min，注意避光操作。l 去除HF酸：6槽清洗机中的第二槽，流动去离子水清洗，3min。l 酸洗，去除重金属离子（一）：6槽清洗机中的第三槽，100g/L HCl去离子水溶液，5min。l 酸洗，去除重金属离子（二）：6槽清洗机中的第四槽，30g/L HCl去离子水溶液，5min。l 去除酸溶液：6槽清洗机中的第五槽，流动去离子水清洗，3min。l 喷淋：6槽清洗机中的第六槽，去离子水喷淋8min。5. 甩干：1) 主要原材料：l 清洗的硅片2) 工装、设备l 甩干机l 承片盒3) 工艺过程（右手操作）l 将承片盒装入甩干机的卡槽内，依据甩干机的操作说明甩干硅片。l 将甩干后的硅片，连同承片盒一起送入密闭扩散间的转移窗口，等待扩散。6. 绒面的检验：1) 主要原材料：l 甩干的硅片2) 工装、设备l 显微镜3) 工艺过程（右手操作）l 目视硅片表面呈均匀的灰黑色，没有明显的斑点。显微镜下，金字塔形貌均匀，金字塔的高度约为35m。8槽清洗机的工艺条件槽位12345678时间5 min2 min40 min5 min5 min溶液100g/L NaOH 80的自来水溶液大量的自来水11g/L NaOH+7.5g/L NaSiO2+55g/L异丙醇的去离子水溶液,80去离子水清洗去离子水清洗目的去除损伤层去除腐蚀液腐蚀绒面去除腐蚀液去除腐蚀液6槽清洗机的工艺条件槽位123456时间5 min2 min5 min5 min3 min8 min溶液40g/L HF+5 g/L HN4F去离子水溶液流动去离子水清洗100g/L HCl去离子水溶液30g/L HCl去离子水溶液去离子水清洗去离子水喷淋清洗目的去除表面氧化层，避光去除腐蚀液去除重金属离子去除重金属离子去除腐蚀液精洗说明：每12小时更换一次腐蚀液。具体操作过程由现场工艺人员处理。多晶硅片清洗工艺1. 插片：1) 主要原材料：l 合格品多晶硅片2) 工装、设备l 承片盒l 清洗花篮3) 工艺过程（右手操作）l 每个承片盒插片25片。插片过程中对硅片进行检验，不合格硅片挑出。然后，每个清洗花篮中放置34个插片后的承片盒。2. 超声清洗：1) 主要原材料：l 油污比较严重的硅片l 清洗剂l 自来水2) 工装、设备l 超声清洗机l 承片盒l 清洗花篮3) 工艺过程（右手操作）l 表面油污比较严重的硅片，放置在超声清洗机的超声槽中，需要在25%清洗剂60的水溶液中，利用超声波震荡清洗15min。清洗功率和超声频率根据使用的设备调整。清洗液可以反复使用。l 经过清洗液超声的硅片，转移到清洗槽中，使用大量的自来水冲洗超声后的硅片，直至无清洗液。3. 八槽清洗机清洗去1) 主要原材料：l 清洗的硅片l NaOHl 自来水l 硝酸l HFl 去离子水2) 工装、设备l 清洗槽l 承片盒l 清洗花篮3) 工艺过程（右手操作）l 除损伤层：8槽清洗机中的第一槽，100g/L NaOH 80的自来水溶液，腐蚀5min。减薄量约0.5g。l 去除腐蚀液（一）：8槽清洗机中的第二槽，使用大量的自来水冲洗腐蚀后的硅片，直至无碱液。约2min。l 去除腐蚀液（二）：8槽清洗机中的第三槽，使用大量的自来水冲洗腐蚀后的硅片，直至无碱液。约2min。l 酸腐蚀绒面：8槽清洗机中的第四、五、六槽，硝酸15g/L，HF150g/L的去离子水溶液,冷却2530，腐蚀时间1525min。l 去除腐蚀液（一）：8槽清洗机中的第七槽，流动去离子水清洗，去除酸腐蚀液。5min。l 去除腐蚀液（二）：8槽清洗机中的第八槽，流动去离子水清洗，去除酸腐蚀液。5min。4. 六槽清洗机清洗1) 主要原材料：l 清洗的硅片l HFl HN4Fl HCll 去离子水2) 工装、设备l 清洗槽l 承片盒l 清洗花篮3) 工艺过程（右手操作）l 去除表面氧化层：6槽清洗机中的第一槽，40g/L HF+5g/L HN4F去离子水溶液，5min，注意避光操作。l 去除HF酸：6槽清洗机中的第二槽，流动去离子水清洗，3min。l 酸洗，去除重金属离子（一）：6槽清洗机中的第三槽，100g/L HCl去离子水溶液，5min。l 酸洗，去除重金属离子（二）：6槽清洗机中的第四槽，30g/L HCl去离子水溶液，5min。l 去除酸溶液：6槽清洗机中的第五槽，流动去离子水清洗，3min。l 喷淋：6槽清洗机中的第六槽，去离子水喷淋8min。5. 甩干：1) 主要原材料：l 清洗的硅片2) 工装、设备l 甩干机l 承片盒3) 工艺过程（右手操作）l 将承片盒装入甩干机的卡槽内，依据甩干机的说明操作甩干硅片。l 将甩干后的硅片，连同承片盒一起送入密闭扩散间的转移窗口，等待扩散。6. 绒面的检验：1) 主要原材料：l 甩干的硅片2) 工装、设备l 显微镜3) 工艺过程（右手操作）l 目视硅片表面呈均匀的灰黑色，没有明显的斑点，多晶晶界不明显。显微镜下，金字塔形貌均匀，金字塔的高度约为35微米。8槽清洗机的工艺条件槽位12345678时间5 min2 min2 min1525 min5 min5 min溶液100g/L NaOH 80的自来水溶液大量的自来水大量的自来水硝酸15g/L，HF150g/L去离子水溶液,冷却2530。去离子水清洗去离子水清洗目的去除损伤层去除腐蚀液去除腐蚀液腐蚀绒面去除腐蚀液去除腐蚀液6槽清洗机的工艺条件槽位123456时间5 min2 min5 min5 min3 min8 min溶液40g/L HF + 5g/L HN4F去离子水溶液流动去离子水清洗100g/L HCl去离子水溶液30g/L HCl去离子水溶液去离子水清洗去离子水喷淋清洗目的去除表面氧化层，避光去除腐蚀液去除重金属离子去除重金属离子去除腐蚀液精洗说明：每12小时更换一次腐蚀液。具体操作过程由现场工艺人员处理。清洗液浓度的检测和调整1 氢氧化钠（NaOH）浓度的检测a. 每隔8小时，对去除损伤的槽测量氢氧化钠浓度的变化。b. 用塑料勺取少量氢氧化钠溶液，在玻璃量筒中准确量取10mL待测。将待测溶液倒入玻璃锥形瓶中。量筒用少量清水清洗，第一遍的清洗液也倒入锥形瓶中。c. 向锥形瓶中加入3滴酚酞作为指示剂，此时氢氧化钠溶液呈红色。有时因氢氧化钠溶液碱性过强使红色褪去，随着中和反应的进行，红色会中间恢复。d. 用已知浓度的盐酸标准溶液滴定待测氢氧化钠溶液至无色（滴定操作见5），记录所使用盐酸的体积。e. 计算氢氧化钠溶液的浓度：根据化学反应式： NaOH + HCl = NaCl + H2O氢氧化钠浓度 氢氧化钠浓度氢氧化钠体积 = 盐酸浓度 盐酸浓度盐酸体积可以得出：由此可以计算出氢氧化钠的浓度。2 盐酸（HCl）浓度的检测a. 每隔8小时，测量盐酸腐蚀槽溶液的浓度。b. 在盐酸溶液中滴入酚酞指示剂后，应该仍然是无色透明。c. 在盐酸溶液中再滴入氢氧化钠标准溶液，使其变为红色。d. 具体方法参考氢氧化钠（NaOH）浓度的检测。3 氢氟酸（HF）浓度的检测a. 每隔8小时，测量氢氟酸溶液的浓度。测量过程严禁使用玻璃器皿，全部使用塑料器皿。b. 在氢氟酸溶液中滴入酚酞指示剂后，应该仍然是无色透明。c. 在氢氟酸溶液中再滴入氢氧化钠标准溶液，使其变为红色。d. 测量的具体方法参考氢氧化钠（NaOH）浓度的检测。4 清洗液浓度的调整在生产过程中，清洗液的浓度会发生波动，在不影响电池片性能的前提下，各槽清洗液的浓度允许有一定的变化范围。在测定清洗液的浓度之后，加入适量的化学试剂，使清洗液的浓度保持在正常的范围。5 滴定管的使用和滴定技术a. 滴定管分为酸式和碱式两种。酸式滴定管的下部带有磨口玻璃活塞，用于装酸性、氧化性和稀盐类溶液。碱式滴定管的下端用橡皮管与一个带尖嘴的小玻璃管连接，橡皮管内有一个玻璃球用于控制溶液的流出速度。b. 使用清洗干净的滴定管，确保不漏水，装入滴定液至0刻度以下，排除活塞或橡皮管附近的气泡。c. 注意滴定管的0刻度线在顶端，读数时应该从上往下读取。将滴定管下端插入锥形瓶口约1cm，右手操作活塞或者橡皮管，使滴定液缓慢滴入。左手持锥形瓶不断摇动并注意观测颜色的变化。d. 滴定至规定的要求，读取滴定管上的读数并记录。注意滴定管内的剩余溶液不得少于最低刻度线。扩散工艺1 插片：1) 主要原材料：l 甩干的硅片l N2l O2l 三氯氧磷2) 工装、设备l 超净工作台l TEFLON镊子l 扩散炉l 舟叉l 扩散舟l 四探针测试仪l 不锈钢镊子l 超净工作台l 卸片盒3) 工艺过程（右手操作）l 插片：清洗甩干后的硅片，与承片盒一起放入超净工作台内。使用TEFLON镊子，每两片插入一个扩散舟槽内。扩散舟槽的中心距为6mm，槽的宽度为1mm。右手操作，硅片从扩散舟的左侧开始插，左手操作相反，避免手臂在硅片上方挥动。插片的总长度不大于600mm，插满100个舟槽，保证硅片全部在扩散炉恒温区内。l 送片：使用舟叉，将插片后的扩散舟放置在扩散炉的舟浆上的指定位置，放置要准确，保证硅片全部在扩散炉恒温区内。启动送片，缓慢地将硅片送入扩散炉内，最好可以使送片时间延长到10min。l 回温：打开O2，2.5L/min；大N2，18L/min。等待石英管升温至设定温度，时间2025min。l 扩散:打开小N2，以设定流量2L/min通小N2（携三氯氧磷液态源）,进行扩散。时间40min。l 关源，退舟：扩散结束后，关闭小N2和O2，将石英舟缓缓退至炉口（10min），降温以后，用舟叉从臂桨上取下石英舟，放置在扩散炉的操作平台上。立即放上新的石英舟，进行下一轮扩散。如没有待扩散的硅片，将臂浆推入扩散炉，尽量缩短臂桨暴露在空气中的时间。l 检验：从扩散后的石英舟上，用不锈钢镊子等距离取出5片扩散后的硅片。扩散面向上放置在盒子内。四探针测试仪处于常开状态，四周避免有强光和电磁场。按照四探针测试仪的使用说明操作，分别检验扩散硅片的四个角和中心位置的方块电阻。多晶硅片的扩散方块电阻控制在4045/之间，单晶硅片的扩散方块电阻控制在4550/之间，具体数值要根据太阳电池的最终测试结果进行调整。同一炉扩散方块电阻不均匀度20%，同一硅片扩散方块电阻不均匀度10%。硅片表面无明显因偏磷酸滴落或其他原因引起的斑点等污染。l 卸片：扩散合格，使用舟叉将装有扩散硅片的石英舟搬运到超净工作台内。用带有专用手套的手卸片，放入专用的卸片盒内，注意扩散面向下，避免扩散面摩擦损伤。大约每200片装一盒。卸片后，如果再进行其它操作，需要换手套。2 工艺参数：源温20。炉温880，炉温的具体数值因扩散炉的结构稍有变化，需要根据工艺进行调整。操作状态进炉回温磷扩散出炉运行时间（min）10204010气体大N2大N2O2大N2O2小N2大N2流量（L/min）18182.5182.52253 注意事项：每次搬运石英舟后，使用专门的擦拭布熏乙醇擦拭超净工作台面。卸片的镊子和装片的镊子不能混用，镊子要经常用乙醇棉球擦拭。重新用的石英工具要进行清洗并进行TCA清洗和饱和。扩散炉的维护TCA清洗初次扩散前或停产一段时间以后恢复生产时，要对扩散炉石英管进行TCA清洗。1 扩散炉石英管首先连接到TCA装置，既将通扩散源的小N2连接到三氯乙烷瓶上。2 炉温设定温度950。3 先开O2流量25L/min，再开小N2（携带三氯乙烷）流量0.5L/min。4 时间30min。5 清洗结束后，先关小N2，再关O2。6 将石英管重新连接到扩散源瓶上，待扩散。7 一般条件下，当扩散停止时，随时可以对石英管进行TCA清洗。8 对石英管进行清洗时，最好同时清洗要使用的扩散舟。饱和TCA清洗后，需使石英管对扩散源饱和。1. 炉温设置950。2. 小N2（携源）流量2L/min，大N2流量18L/min，O2流量2.5L/min。3. 通源饱和1小时以上。4. 关闭小N2和O2。5. 每班生产前（12h），须对石英管进行饱和20min。6. 生产过程暂时停顿时，需要对石英管进行饱和，具体时间根据停顿的时间确定。7. 对石英管进行饱和时，最好同时饱和要使用的扩散舟。等离子体刻蚀工艺1 装片：1) 主要原材料：l 扩散的硅片l CF4l O2l N22) 工装、设备l TAFLON夹板l 夹具l 等离子刻蚀机3) 工艺过程（右手操作）l 将待刻蚀的硅片放置整齐，在两侧分别放置一片与硅片同样大小的TAFLON夹板，叠放整齐，用夹具夹紧，确保待刻蚀的硅片中间没有大的缝隙。将夹具平稳放入反应室的支架上，关好反应室的盖子。l 待刻蚀机工作完毕，将硅片从机器中取出。取1片检验。2 工艺参数设置：具体参数根据设备进行修正负载容量（片）工作气体流量（sccm）气压（Pa）辉光功率（W）反射功率（W）转速（rpm）CF4O2N220018416200120650750010工作阶段时间（min）辉光颜色抽真空充工作气辉光充气腔体内呈乳白色，腔壁处呈淡紫色34.52101423 检验方法：1) 主要原材料：l 刻蚀的硅片2) 工装、设备l 热探针l 冷探针l 微伏表3) 工艺过程（右手操作）l 热探针和N型半导体接触时，传导电子将流向温度较低的区域，使得热探针处电子缺少，因而其电势相对于同一材料上的室温触点而言将是正的。l 同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触点而言将是负的。l 此电势差可以用简单的微伏表测量。l 热探针的结构可以是将小的热线圈绕在一个探针的周围，也可以用小型的电烙铁。l 确认微伏表工作正常，量程置于200mV。l 冷探针连接微伏表的正电极，热探针与微伏表的负极相连。l 用冷、热探针接触硅片一个边沿不相连的两个点，微伏表显示这两点间的电压为负值，说明导电类型为p，刻蚀合格。相同的方法检测另外三个边沿的导电类型是否为p型。l 如果经过检验，任何一个边沿没有刻蚀合格，则这一批硅片需要重新装片，进行刻蚀。去磷硅玻璃的清洗1) 主要原材料：l 刻蚀完的硅片l 氢氟酸l 氟化氨l 去离子水l HCll 压缩空气l 氮气2) 工装、设备l 承片盒l 清洗花篮l 离心干燥机l 清洗槽l 密封搬运车3) 工艺过程（右手操作）l 将刻蚀完的硅片重新装入承片盒内，经过磷扩散处理的表面，面向承片盒的背面放置，严禁装反。将装有硅片的承片盒装入清洗花篮中。l 1号槽中注入一半深度的去离子水，加入氢氟酸（20g/L），再加入氟化氨（5g/L）,再注入去离子水至预定高度。设定时间1min。在此操作过程中必须完全避光。l 2号槽中注满去离子水。时间3min。l 3号槽中20g/L HCl去离子水溶液，20s。l 4号槽中注满去离子水。时间1min。l 甩干：l 打开离心干燥机的电源、压缩空气、氮气和去离子水。l 根据下表所列工艺参数设置甩干机工作条件。l 将装有硅片的承片盒放入离心干燥机，按照设备操作规程进行离心干燥。l 转移：将甩干后的硅片，连承片盒一起装入密封搬运车内，转运到PECVD工序。PECVD工艺1) 主要原材料：l 去磷硅玻璃的硅片l 负压压缩空气l 硅烷l 氨气l 氮气2) 工装、设备l PECVDl 石墨托盘l 真空吸笔l 装片盒3) 工艺过程（右手操作）l 开机准备：根据生产电池片的规格，选择6-7个石墨托盘，十片左右的假片。l 按照PECVD操作规程启动PECVD系统 。l 每天中午午饭时进行一次内部清洗，用吸尘器吸尘，用钢针清除NH3和SiH4进气口的堆积物。l 根据石英管的使用时间（约20-22小时）确定是否需要更换石英管。更换石英管时使用专用工具。l 关闭系统盖子。预抽真空，使得淀积腔内的气体压力达到10E-3mbar。l 按照PECVD操作规程选择工艺，测试并确认传动系统后开始试片。工艺参数根据设备要求设置。l 在石墨托盘中间放置一片正片（从上道工序流下来的清洁硅片），其周围放置假片，淀积氮化硅减反射膜。膜的颜色应该是均匀的深兰色（对应的厚度是7080nm），若有偏差，调整传输速率，如果颜色不均匀，调整微波功率。l 扩散后的硅片放入到托盘中，要保证扩散面向下，既沿着承片盒的开口取片并按原方向放入托盘中。l 在石墨托盘一侧放置一行正片，其外侧放置一行假片，淀积氮化硅膜。如果颜色不均匀，通过调整微波功率和传输速率达到颜色均匀。l 试投片，先试一个托盘的正片，待确认合格后再正式生产。l 生产过程中，当上一个石墨托盘离开淀积区后再投入下一个石墨托盘。l 确认工艺条件，记录PECVD生产记录表。l 如果膜的颜色出现整体偏淡（膜厚偏厚），可以增加传输速率；如果膜的颜色出现整体偏红（膜厚偏薄），则降低传输速率。如果一侧膜的颜色偏淡，则增加这一侧的微波Toff时间；反之则减少。如果中间的硅片的颜色有变化，则同时改变所有的Toff。以上述方法进行设备的调整，所有的调整幅度为1个单位，并且保证不超过允许的范围。l 卸片：卸片员工使用真空吸笔，逐个将镀膜后的硅片吸起，同时将该片翻转，检验镀膜质量。合格品镀膜面向下放入周转盒内，每盒50片。然后转送到丝网印刷工序。l 检验：不合格片包括：较大的色斑，较多的水点印，颜色明显不均匀，与深兰色相差较大等。不合格片统一保存，进行返工，具体返工的操作见PECVD不合格片返工流程。l 关机。按照PECVD操作规程关闭PECVD系统 。丝网印刷和烧结工序1 背电极印刷和烘干1) 主要原材料：l 经过PECVD的硅片l 银铝浆l 松油醇2) 工装、设备l 丝网印刷生产线l 丝网印刷版l 不锈钢铲刀l 擦拭布3) 工艺过程（右手操作）l 浆料：银铝浆，具体型号根据生产计划l 按照丝网印刷生产线操作规程，检查设备的动力供应、电气、压缩空气、水等是否处于正常状态。打开设备应用软件。l 按照工艺要求设置印刷速度、反料速度、丝网间距、刷头压力和烘干温度及传动速度。l 取出相应型号的丝网印刷版，固定于丝网印刷机上，调整好位置。l 用不锈钢铲刀充分搅拌银铝浆，将银铝浆沿刮刀方向倒在丝网印刷网版上，用实验片试印。印刷电极要均匀、完整，调整印刷位置和各项参数，直至满足质量要求。l 将淀积过氮化硅膜的硅片的膜向下放置于印刷机的工作平台上。注意不要损伤绒面，不要硅片之间互相搓擦。l 使丝网印刷机和烧结炉处于自动运行状态，开始背电极印刷。如果出现碎片等故障，依据丝网印刷生产线操作规程进行处理。l 工艺参数：具体参数根据设备要求设置。l 检验要求:目检，图形完整，厚度均匀，尺寸正确，电极间距及电极与边缘的距离误差不大于0.2mm。2 铝背场印刷和烘干1) 主要原材料：l 经过背电极印刷的硅片l 铝浆l 松油醇2) 工装、设备l 丝网印刷生产线l 丝网印刷版l 不锈钢铲刀l 擦拭布3) 工艺过程（右手操作）l 浆料：铝浆，具体型号根据生产计划l 按照丝网印刷生产线操作规程，检查设备的动力供应、电气、压缩空气、水等是否处于正常状态。打开设备应用软件。l 按照工艺要求设置印刷速度、反料速度、丝网间距、刷头压力和烘干温度及传动速度(参考背电极印