电池片生产工艺简介

1 培培 训训 资资 料料 前道前道 一一 制绒工艺制绒工艺 一 制绒目的一 制绒目的 1 消除表面硅片有机物和金属杂质 2 去处硅片表面机械损伤层 3 在硅片表面形成表面组织 增加太阳光的吸收减少反射 二 工艺流程二 工艺流程 1 来料 开盒 检查 装片 称重 配液加液 制绒 甩干 制绒后称重 绒面检查 流 出 2 单晶制绒 单晶制绒 1 1 号机 槽号槽号123456789 作用作用超声溢流制绒槽超声喷淋溢流 成份成份 柠檬酸 双氧水 氨水 纯水NaOH IPA Na2SiO3纯水 配液配液 6 瓶 25L 25L 5 瓶 3 瓶 3 瓶 补加补加 液液 100 150g 1L无 温度温度90 606080常温 时间时间300 600200 5001200s300300400 2 2 号机 槽号槽号123456789 作用作用酸腐制绒槽酸洗溢流酸洗溢流溢流喷淋 成份成份纯水HCL纯水HF纯水 配液配液16L12L 补加补加 液液 时间时间440 420 400400200400200200300 2 3 甩干 喷水 S 喷氮 S 延时 S 压力 MPa低速 高速 r m 温度 30320100 4 0 7200 300128 三 基本原理三 基本原理 1 超声 去除有机物和表面机械损伤层 目前采用柠檬酸超声和双氧水与氨水混合超声两种超 声方式 2 制绒 利用 NaOH 溶液对单晶硅片进行各向异性腐蚀的特点来制备绒面 当各向异性因子 100 面与 111 面单晶硅腐蚀速率之比 10 时 可以得到整齐均匀的金字塔形的 角锥体组成的绒面 绒面具有受光面积大 反射率低的特点 可以提高单晶硅太阳能电池 的短路电流 从而提高太阳能电池的光转换效率 化学反应方程式 Si 2NaOH H2O Nasio3 2H2 四 影响因素四 影响因素 1 温度 温度过高 首先就是 IPA 不好控制 温度一高 IPA 的挥发很快 气泡印气泡印就会随之出 现 这样就大大减少了 PN 结的有效面积 反应加剧 还会出现片子的漂浮 造成碎片率的 增加 可控程度 调节机器的设置 可以很好的调节温度 2 时间 金字塔随时间的变化 金字塔逐渐冒出来 表面上基本被小金字塔覆盖 少数开始成 长 金字塔密布的绒面已经形成 只是大小不均匀 反射率也降到比较低的情况 金字塔 向外扩张兼并 体积逐渐膨胀 尺寸趋于均等 反射率略有下降 可控程度 调节设备参数 可以精确的调节时间 3 IPA 1 协助氢气的释放 2 减弱 NaOH 溶液对硅片的腐蚀力度 调节各向因子 纯 NaOH 溶液在高温下对原子 排列比较稀疏的 100 晶面和比较致密的 111 晶面破坏比较大 各个晶面被腐蚀而消融 IPA 明显减弱 NaOH 的腐蚀强度 增加了腐蚀的各向异性 有利于金字塔的成形 乙 醇含量过高 碱溶液对硅溶液腐蚀能力变得很弱 各向异性因子又趋于 1 可控程度 根据首次配液的含量 及每次大约消耗的量 来补充一定量的液体 控制 精度不高 4 NaOH 形成金字塔绒面 NaOH 浓度越高 金字塔体积越小 反应初期 金字塔成核密度近 似不受 NaOH 浓度影响 碱溶液的腐蚀性随 NaOH 浓度变化比较显著 浓度高的 NaOH 溶 液与硅反映的速度加快 再反应一段时间后 金字塔体积更大 NaOH 浓度超过一定界限 时 各向异性因子变小 绒面会越来越差 类似于抛光 可控程度 与 IPA 类似 控制精度不高 5 Na2SiO3 Si 和 NaOH 反应生产的 Na2SiO3和加入的 Na2SiO3能起到缓冲剂的作用 使反应不至 3 于很剧烈 变的平缓 Na2SiO3使反应有了更多的起点 生长出的金字塔更均匀 更小一点 Na2SiO3多的时候要及时的排掉 Na2SiO3导热性差 会影响反应 溶液的粘稠度也增加 容易形成水纹 花蓝印和表面斑点 水纹 花蓝印和表面斑点 可控程度 很难控制 6 酸洗 1 HCL 去除硅片表面的金属杂质 盐酸具有酸和络合剂的双重作用 氯离子能与多种金属 离子形成可溶与水的络合物 2 HF 去除硅片表面氧化层 SiO2 6HF H2 siF6 2H2O 五 控制点五 控制点 1 减薄量 定义 硅片制绒前后的前后重量差 控制范围 1 单晶 125 硅片厚度在 200 25 微米以上 减薄量在 0 5 0 2g 硅片厚度在 200 25 微米以下 减薄量在 0 4 0 2g 2 单晶 156 首篮减薄量在 0 7 0 2g 以后减薄量在 0 6 0 2g 2 绒面 判断标准 成核密度高 大小适当 均匀 控制范围 单晶 金字塔尺寸 3 10um 3 外观 无缺口 斑点 裂纹 切割线 划痕 凹坑 有无白斑 赃污 六 异常处理六 异常处理 问题问题原因原因解决方法解决方法 1 NaOH 含量偏低 不能充分 进行反应 或者 IPA 含量过 高 抑止反应进行 1 首先判断原因 2 增加 NaOH 的浓度 减少 IPA 的用 量 3 如果不能调节 重新配制溶液 2 如果表现后续返工可以处 理发白区域 则可以断定 NaOH 浓度不够 采用稀碱超声 3 表面清洁度不好 延长超声时间 硅片表面大部分发白 发白 发白区域未出绒面发白区域未出绒面 4 溶液状态不够均匀 1 对溶液进行充分搅拌 补加溶液必须 先溶解 加入之后必须进行溶液充分 搅拌 使用烧杯或竿进行 8 字形状 搅拌溶液 2 查看电源控制柜相应的加热开关是否 都在正常工作 4 硅片表面有白斑白斑 部分 白斑区域出现在不同硅 片同一位置 白斑区域 明显表现为被覆盖没有 出绒现象 硅片表面的有机物等污染物 粘附于硅片表面 阻止硅片 制绒 只使用柠檬酸进行超声 中间对超声 槽溶液进行更换 硅片过腐 表现为绒面 角锥体过大 减薄量过 大 碱浓度过大或反应温度过大 导致在面上反应速率远 大于 面上反应速率 测试温度 确定是否为 80 度 稀释溶 液浓度 同时保证溶液的均匀性 降 低下次碱配制的浓度 单晶硅片四边都有白边白边 仍有白边部份硅片反应不够 充分 这部份对中间无白边 部份偏厚 换言之 整个硅 片化学反应不够均匀 中间 部份反应放热不易 导致反 应激烈 保证溶液均匀 控制硅片中心速度 增加缓冲剂 硅酸钠溶液可视为缓冲 剂 硅片两侧出现 花蓝印花蓝印 的白边 由于溶液中硅酸钠的浓度过 大 粘稠度增加 使得承片 盒与硅片接触的地方得不到 充分反应 视花蓝印的严重程度和数量 通常需 要对溶液进行部分排放 并进行补对 鼓泡此时一定要开启 雨点雨点 氢气泡粘附或氢气泡移动缓 慢形成 雨点处的绒面相对 正常区域主要表现为制绒不 够 1 及早发现 并进行 IPA 补加 通 常会去掉或消弱痕迹 2 即使形成雨点状不必继续返工 镀完减反射膜 可以盖住 但这并不 是成为做出雨点而不加以改善的理由 制绒时槽内硅片区域性 发白发白 溶液不均匀或硅片本身原因 导致 长时间制绒未见效果 对相应区域进 行少许 NaOH 补充 撒在相应槽区域 即可 下次制绒之前需要对溶液搅拌 均匀 制绒时硅片漂浮 制绒 IPA 量不足 导致氢气 粘附于硅片表面 没有及时 被带走 补加相应 IPA 量即可 七 返工处理七 返工处理 返工类型返工方法 减薄量实测值小于控制计划规定下限重新制绒 制绒时间可视实际情况调整 5 各种硅片表面异常根据减薄量的大小确定返工 二二 扩散工艺扩散工艺 一 扩散目的一 扩散目的 在来料硅片 P 型硅片的基础上扩散一层 N 型磷源 形成 PN 结 二 扩散原理二 扩散原理 POCl3在高温下 600 分解生成五氯化磷 PCl5 和五氧化二磷 P2O5 其反应 式如下 5POCl3 3PCl5 P2O5 生成的 P2O5在扩散温度下与硅反应 生成二氧化硅 SiO2 和磷原子 其反应式如下 2P2O5 5Si 5SiO2 4P POCl3热分解时 如果没有外来的氧 O2 参与其分解是不充分的 生成的 PCl5 是不 易分解的 并且对硅有腐蚀作用 破坏硅片的表面状态 但在有外来 O2 存在的情况下 PCl5会进一步分解成 P2O5并放出氯气 Cl2 其反应式如下 4PCl5 5O2 2P2O5 10Cl2 生成的 P2O5又进一步与硅作用 生成 SiO2和磷原子 由此可见 在磷扩散时 为了 促使 POCl3 充分的分解和避免 PCl5对硅片表面的腐蚀作用 必须在通氮气的同时通入一定 流量的氧气 就这样 POCl3分解产生的 P2O5淀积在硅片表面 P2O5与硅反应生成 SiO2和 磷原子 并在硅片表面形成一层磷 硅玻璃 然后磷原子再向硅中进行扩散 三 扩散类型三 扩散类型 1 恒定源扩散 在稳态扩散的条件下 单位时间内通过垂直于扩散方向的单位面积的 扩散质量与该截面处的浓度梯度成正比 2 限定源扩散 在再分布过程中 扩散是在限定源的条件下进行的 整个扩散过程的 杂质源 限定于扩散前积累在硅片表面的无限薄层内的杂质总量 没有外来杂质补充即在 硅片表面处的杂质流密度 车间使用的是两步扩散 预淀积 扩散 预扩散是恒定源扩散 主要是使得硅片表面 气体浓度一致 保持整批方块电阻是均匀性 主扩散是限定源扩散 并且在主扩散后通入 大氮气体 作为推进气体 加大 PN 结深度 四 工艺流程四 工艺流程 1 Tempress Step No Step NameMessage 说明说明 0Load UnloadStand By等待并准备开始 温度为 Temp Normal Recipe 0 舟的位置在起点 只通大 N2 1Load InBoat In进舟 2Paddle OutBoat Out出浆 3RecoveryStabilize升高温度 等待温度达到扩散温度 4StabilizeStabilize稳定温度 6 5PrepurgePrepurge预扩散 大 N2流量增加 通小 N2和 O2 6POCL3 DepDeposition扩散 7PostpurgePostpurge再分布 8Cool downCool down冷却 温度为 Temp Normal Recipe 0 只通大 N2 9Paddle InBoat In进浆 10Load BoatBoat Out出舟 11ReturnLoad Unload返回 Step 0 等待开始 12Critical StopStand By紧急停止跳步程序 2 48 所 所 步号步号时间时间Zone1Zone2Zone3小小 N2大大 N2干干 O2说明说明 15408508408400250000 进舟 准备并升温 此 时只通大 N2 26008908808800250000 将温度升到扩散的要求 只通大 N2 36008908808801200320002200 预扩散 小量小 N2和 干 O2 大 N2流量增加 47008908808800250001000 将源气体反应完全 只 通干大 N2和 O2 512008908808801500320002500 扩散再分布 通足量的 大 N2 小 N2和干 O2 612008508408400250001000同步 4 73008508508500250000 降低温度 此时只通大 N2 85408508508500250000出舟并等待开始 五 影响因素五 影响因素 1 温度 温度 T 越高 扩散系数 D 越大 扩散速度越快 2 时间 对于恒定源 时间 t 越长结深越深 但表面浓度不变 对于限定源 时间 t 越长结深越深 表面浓度越小 3 浓度 决定浓度是因素 氮气流量 源温 表面浓度越大 扩散速度越快 4 第三组元 主要是掺硼量对扩散的影响 杂质增强扩散机制 在二元合金中加入第三元素时 扩 散系数也会发生变化 掺硼量越大 扩散速率越快 即电阻率越小 越容易扩散 六 控制点 六 控制点 方块电阻 外观 单片均匀性 整管均匀性 1 方块电阻 表面为正方形的半导体薄层在电流方向所呈现的电阻 R 电阻率 L S 对方块硅片 长度等于宽度 则 R 电阻率 厚度 方块电阻 Ns Xj Ns 电化学浓度 Xj 扩散结深 7 2 控制范围 中心方块电阻 单晶 42 48 同一硅片扩散方块电阻中心值不均匀度 小于等于 12 48 10 T 同一炉扩散方块电阻中心值不均匀度 小于等于 25 48 15 T 七 1 48 所扩散过程中问题解决方案 问题问题原因原因解决方法解决方法 扩散不到 1 炉门没关紧 有源被抽风抽走 2 携带气体大氮量太小 不能将 源带到管前 3 管口抽风太大 1 由设备人员将炉门重新定位 确保石英门和石英管口很好贴合 2 增大携带气体大氮的流量 3 将石英门旁边管口抽风减小 偏高 1 扩散温度偏低 2 源量不够 不能足够掺杂 3 源温较低于设置 20 度 4 石英管饱和不够 1 升高扩散温度 加大源量 2 延长扩散时间 3 增加淀积温度 扩散方块电阻 偏高 偏低 偏低 1 扩散温度偏高 2 源温较高于 20 度 1 减小扩散温度 2 减少扩散时间 3 减少淀积温度 扩散片与片间 方块电阻不均匀 扩散温度不均匀重新拉扩散炉管恒温 扩散后单片上 方块电阻不均匀 扩散气流不均匀 单片上源沉积 不均匀 1 调整扩散气流量 加匀流板 2 调整扩散片与片之间距离 甩干机扩散前硅片没甩干调整甩干机设备及工艺条件 扩散过程中偏磷酸滴落 长时间扩散后对扩散管定期进行 HF 浸泡清洗 扩散后硅片上 有色斑色斑 环境湿度过大增大除湿机功率 太阳能电池效率 忽高忽低 扩散间或石英管被污染 特别是 在生产线被改造时最明显 清洗石英管及石英制品 加强扩 散间工艺卫生 强化 TCA 扩散方块电阻正常 但填充因子偏低 品质因子有问题 n 趋向于 2 J02 偏大 表明结区复合严重 方法同上 2 Tempress 扩散过程中问题解决方案 问题问题原因原因解决方法解决方法 方块电阻在源 一侧低 炉口 处高 1 炉门与炉管的密封性不好 2 尾部排气严重 3 假片数量太少 1 调整炉门密封性 2 减少尾部排气气流 3 使用更多的假片 单片 交叉 方块电阻在源 一侧低 炉口 处高 1 炉门与炉管的密封性不好 2 尾部排气严重 3 假片数量太少 1 调整炉门密封性 2 减少尾部排气气流 3 使用更多的假片 8 单片 交叉 方块电阻均匀 性差 1 POCl3 不够 2 排气压力过高 3 沉积温度过高 1 增加小 N2流量 2 降低排气压力 3 降低沉积温度 顶部的方块电 阻低 底部的 高 1 舟被污染 2 校准硅片不是最好的 可 能被磨光 3 硅片在炉管中的位置太高 4 桨比硅片和炉管温度低 1 使用新的干净的舟 2 使用好的校准硅片 而不是磨光 3 使用低脚的舟 4 在升温步后插入回温步骤 边缘处方块电 阻低 中心高 1 假片被污染 2 校准硅片不是最好的 可 能被磨光 3 硅片在炉管中的位置太高 4 桨比硅片和炉管温度低 1 使用新的假片 2 使用好的校准硅片 而不是磨光 3 使用低脚的舟 4 在升温步后插入稳定温度步骤 方块电阻均匀 性不连续 1 炉管和舟没有饱和 2 假片被污染 3 校准硅片不是最好的 可 能被磨光 4 石英件或硅片脏 5 沿着扩散炉通风 6 气流不足 1 预先处理炉管和舟 2 使用新的假片 3 使用好的校准硅片 而不是磨光 4 清洗炉管 舟 隔热包块和匀流挡板 5 使用干净的硅片 6 通过关闭可能的通风孔减小通风或者 减小洁净室的过压 7 增加 N2和干 O2流量 整管方块电阻 太高 1 沉积时间过短 2 沉积温度过低 3 推进时间太短 4 推进温度太低 1 增加沉积时间 2 增加沉积温度 3 增加推进温度 4 增加推进温度 整管方块电阻 太低 1 沉积时间过长 2 沉积温度过高 3 推进时间太长 4 推进温度太高 1 减少沉积时间 2 减少沉积温度 3 减少推进温度 4 减少推进温度 八 返工处理八 返工处理 1 方块电阻不在规定范围内 1 轻微超出范围要求重新扩散 严重超出要求重新制绒 2 低于范围要求从新制绒 2 氧化发蓝 去 PSG 工序 反面扩散 3 色斑等由硅片表面问题引起的玷污 去 PSG 后从新制绒 4 偏磷酸 去 PSG 后 重新制绒 9 三三 刻蚀工艺刻蚀工艺 一 刻蚀目的一 刻蚀目的 将硅片边缘的带有的磷去除干净 避免 PN 结短路造成并联电阻降低 二 刻蚀原理二 刻蚀原理 采用干法刻蚀 采用高频辉光放电反应 使反应气体激活成活性粒子 如原子或各种 游离基 这些活性粒子扩散到硅片边缘 在那里与硅进行反应 形成挥发性生成物四氟化 硅而被去除 化学公式 CF4 SIO2 SIF4 CO2 三 工艺流程三 工艺流程 预抽 主抽 送气 辉光 抽空 清洗 预抽 主抽 充气 四 影响因素四 影响因素 1 射频功率 1 射频功率过高 等离子体中离子的能量较高会对硅片边缘造成较大的轰击损伤 导致 边缘区域的电性能差从而使电池的性能下降 在结区 耗尽层 造成的损伤会使得结区复 合增加 2 射频功率太低 会使等离子体不稳定和分布不均匀 从而使某些区域刻蚀过度而某些 区域刻蚀不足 导致并联电阻下降 2 时间 1 刻蚀时间过长 刻蚀时间越长对电池片的正反面造成损伤影响越大 时间长到一定程 度损伤不可避免会延伸到正面结区 从而导致损伤区域高复合 2 刻蚀时间过短 刻蚀不充分 没有把边缘鳞去干净 PN 结依然有可能短路造成并联 电阻降低 4 压力 压力越大 气体含量越少 参与反应的气体也越多 刻蚀也越充份 五 注意事项五 注意事项 1 操作人员必须随时观察气流量 反射功率 反应室压力和辉光颜色的稳定性 辉光颜色 或功率如有异常 应及时报告相关设备人员 必须抽测刻蚀效果 如有异常 重新刻蚀 并通知工艺人员 注意 不能将扩散面弄混 2 夹具 环氧板 刻蚀机石英罩等要定期清洗 保持刻蚀间的工艺卫生 长时间停止使用 再次使用之前必须辉光清洗 10 四四 去磷硅玻璃去磷硅玻璃 扩散过程中 POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面 P2O5与Si反应生成SiO2和磷 原子 这一含有磷原子的二氧化硅层称之为磷硅玻璃 一 基本原理一 基本原理 利用HF能SiO2反应 与其反应式为 SiO2 4HF SiF4 2H2O 但是如果HF过量 则SiF4会和HF继续反应 总的反应式为 SiO2 6HF H2 SiF6 2H2O 二 工艺流程二 工艺流程 1 槽号槽号1234 成分成分HF HCL纯水纯水纯水 配液配液8L 8L 时间时间180220220220 2 注意事项 注意事项 1 插片务必确认扩散面的方向 2 必须对花篮进行随时擦拭 更化氢氟酸必须同时对槽进行彻底清洗 在配制和清洗 时 一定要做好保护措施 有氢氟酸和硅片接触的地方 禁止近距离使用照明 硅片在两 个槽中 悬挂在空中 的停留时间不得过长 防止硅片被氧化 3 烘干或甩干的时间不能随便缩短 防止干燥不彻底 当硅片从1号槽氢氟酸中提起时 观察其表面是否脱水 如果脱水 则表明磷硅玻璃已去除干净 如果表面还沾有水珠 则 表明磷硅玻璃未被去除干净 三 控制点三 控制点 1 边缘有效刻蚀宽度小于0 5mm 2 侧面导电类型为P型 11 四 异常处理四 异常处理 工序工序故障表现故障表现诊诊 断断措措 施施 硅片边缘呈 现暗色 刻 通正常为金 属色 工艺一般不会有问题 主要是 刻蚀机器出现故障 通常伴有 压力不稳定 辉光颜色不正常 功率和反射功率超出范围 气 体流量偏出设定值等现象 停止使用 要求设备进行检修 刻蚀 有效刻蚀宽 度过大 钻 刻 刻过现 象 硅片没有被夹具加紧 存在缝 隙 硅片没有被对其 环氧板 变形 边缘向里延伸 加强员工意识 要求操作规范 更换出现问题的环氧板 PECVD 工序 存在水纹印水纹印 清洗后的硅片没有及时甩干 清洗之后的硅片必须立刻甩干 不能滞留在空气中 去 PSGPECVD 工序 有镀膜发白镀膜发白 现象 清洗不干净 甩干后的硅片在 空气中暴露时间过长 导致氧 化 做返工处理 对硅片必须清洗 干净 甩干之后的硅片不能放 置于空气中 必须及时镀膜 否则重新清洗 五 返工处理五 返工处理 测试边缘为 N 型 重新刻蚀 12 后道后道 五五 PECVD 一 一 PE 目的 在硅片表面沉积一层氮化硅减反射膜 以增加入射在硅片上的光的透射 减少反射 氢原子搀杂在氮化硅中附加了氢的钝化作用 其化学反应可以简单写成 SiH4 NH3 SiN H 3H2 二 基本原理二 基本原理 1 PECVD 技术原理是利用低温等离子体作能量源 样品置于低气压下辉光放电的阴极上 利用辉光放电 或另加发热体 使样品升温到预定的温度 然后通入适量的反应气体 气 体经一系列化学反应和等离子体反应 在样品表面形成固态薄膜 PECVD 方法区别于其它 CVD 方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电子 它 们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能 电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的 分解 化合 激发和电离过程 生成活性很高的各种化学基团 因而显著降低 CVD 薄膜 沉积的温度范围 使得原来需要在高温下才能进行的 CVD 过程得以在低温下实现 2 基本特征 基本特征 1 薄膜沉积工艺的低温化 4MHz 沉积的氮化硅薄膜具有更好的钝化效果和稳定性 2 射频功率 增加 RF 功率通常会改善 SiN 膜的质量 但是 功率密度不宜过大 超过 1W cm2 时 器件会造成严重的射频损伤 3 衬底温度 PECVD 膜的沉积温度一般为 250 400 这样能保证氮化硅薄膜在 HF 中有足够低 13 的腐蚀速率 并有较低的本征压力 从而有良好的热稳定性和抗裂能力 低于 200 下沉 积的氮化硅膜 本征应力很大且为张应力 而温度高于 450 时膜容易龟裂 4 气体流量 影响氮化硅膜沉积速率的主要气体是 SiH4 为了防止富硅膜 选择 NH3 SiH4 2 20 体积比 气体总流量直接影响沉积的均匀性 为了防止反应区下游反应 气体因耗尽而降低沉积速率 通常采用较大的气体总流量 以保证沉积的均匀性 5 反应气体浓度 SiH4 的百分比浓度及 SiH4 NH3 流量比 对沉积速率 氮化硅膜的组分及物化性质均 有重大影响 理想 Si3N4 的 Si N 0 75 而 PECVD 沉积的氮化硅的化学计量比会随工艺不同而变 化 但多为富硅膜 可写成 SiN 因此 必须控制气体中的 SiH4 浓度 不宜过高 并采用 较高的 SiN 比 除了 Si 和 N 外 PECVD 的氮化硅一般还包含一定比例的氢原子 即 SixNyHZ 或 SiNx H 6 反应压力 和反应室尺寸等都是影响氮化硅薄膜的性能工艺参数 五 控制点五 控制点 1 折射率 PECVD 氮化硅膜的折射率随 Si N 比在一定范围内波动 n 1 8 2 4 氮原子含量增加 折射率降低 硅原子含量增加 折射率增大 此外 还和沉积温度有关 沉积温度提高 折 射率增大 这是由于温度升高使薄膜致密度提高的缘故 控制范围 2 0 2 15 2 膜厚 氮化硅膜的厚度 控制范围 单晶 70mm 83mm 多晶 岛津 76mm 89mm ROTH RAU 70mm 83mm 六 异常处理六 异常处理 故障表现故障表现诊诊 断断措措 施施 整体镀膜颜色不符合 要求 氮化硅层厚度偏 离正常范围 调整带速至颜色符合要求 偏紫增加 带速 偏蓝降低带速 两边和中间沉积 速率不同 调节两边微波峰值功率或 Ton Toff 使 镀膜均匀 石墨托盘两边和中间 镀膜颜色有差异 部分气孔堵塞 用 N2 吹扫 15 30 分钟 严重的要打开 腔室手工通孔 并每半年更换一次 gas shower 镀膜颜色不稳定 微波反射功率异 常 或微波有泄 漏 停止工艺 重新安装微波天线或更换 石英管 沉压后颜色异常 折射率不在范围 内 调整 NH3 和 SiH4 流量比例使折射率 达到要求 Roth R au 压强达不到工艺要求腔体有漏气 重新开腔擦拭密封圈或更换密封圈 更换或重装石英管或其管口密封圈 严重时用氦检仪做漏气点检查并排除 异常 14 反应腔室漏气或 气压偏高 通知设备人员检修 膜层颜色黯淡无光泽 SiH4 流量过高 降低 SiH4 流量 但要保证折射率正常 腔体内有硅片碎片 载板挂钩变形或 传动轴异常 有挂钩变形的载板要及时更换 传动 轴擦拭或有异常请设备检修 Cart 卡在腔体内 传感器或传动轴 异常 请设备检修 CART 某部位突然出现 片子偏薄 位置固定 加热腔体内有碎 片 清扫维护时 拿除腔体加热器上的碎 片 偏薄现象就会消失 整体镀膜颜色不符要 求 氮化硅层厚度偏 离正常范围 调整镀膜时间至颜色符合要求 偏蓝 减少时间 偏红增加时间 CART 上边缘片子严重 偏薄 位置固定 一般发生在清扫 后 或更换泵 泵油等状况下 部分电极板特气 孔堵塞所致 通过更长时间的工艺运行 打开特气 孔后即会自行恢复正常 镀膜颜色不稳定 气体流量不稳或 电极板异常 检修气体流量阀或电极板到了寿命 更换电极板 镀膜时颜色异常 折射率不在范围 内 调整 NH3 和 SiH4 流量比例和总流量 时折射率达到要求 某腔体由于温度过高 超出设定温度 造成 CART 滞留 不能进入 下一腔体 测温装置 热电偶 或其附件有问题 造成测温偏差 设备需检验测温装置并更换备件 电池 Rsh 突然明显异 常 L C 或 H C 腔漏 气 电极板质量 问题 未到了更 换期限 提前到 了使用寿命 清 扫时带入污染源 若漏气需设备检漏并维修 若电极板 原因 视情况严重 可协调缩短更换 周期 安排更换电极板 若分析是清 扫时污染的原因 可通过空跑一定时 间 带出污染源 岛津 清扫后效率突然严重 下降 清扫时带入污染 源所致 正常工艺空跑一段时间 带出污染源 七 返工处理七 返工处理 膜厚折射率在范围之外 色泽不匀 镀膜杂质严重 去 PSG 工序把膜去掉 HF10 桶 去膜时间 900 1000 秒 其他槽水洗 360 秒 15 五五 丝网印刷丝网印刷 一 基本原理一 基本原理 利用网版图文部分网孔透墨 非图文部分网孔不透墨的基本原理进行印刷 印刷时在 网版上加入浆料 刮胶对网版施加一定压力 同时朝网版另一端移动 浆料在移动中从网 孔中挤压到承印物上 由于粘性作用而固着在一定范围之内 由于网版与承印物之间保持 一定的间隙 网版通过自身的张力产生对刮胶的回弹力 使网版与承印物只呈移动式线接 触 而其它部分与承印物为脱离状态 浆料与丝网发生断裂运动 保证了印刷尺寸精度 刮胶刮过整个版面后抬起 同时网版也抬起 并通过回墨刀将浆料轻刮回初始位置 完成 一个印刷行程 二 丝网结构二 丝网结构 网版 刮胶 浆料 印刷台 承印物 三 浆料体系三 浆料体系 银铝浆 背面导体 作为背电极 提供可焊性 铝浆 背面导体 作为背面电场 收集电流 银浆 正面导体 作为正电极 收集电荷 四 影响因素四 影响因素 1 印刷压力的影响 在印刷过程中刮胶要对丝网保持一定的压力 且这个力必须是适当的 印刷压力过大 易使网版 刮胶使用寿命降低 使丝网变形 导致印刷图形失真 印刷压力过小 易使浆 料残留在网孔中 造成虚印和粘网 在适当的范围内加大印刷压力 透墨量会减小 浆料 湿重减小 栅线高度下降 宽度上升 2 印刷速度的影响 印刷速度的设定必须兼顾产量和印刷质量 对印刷质量而言 印刷速度过快 浆料进 入网孔的时间就短 对网孔的填充性变差 印刷出的栅线平整性受损 易产生葫芦状栅线 印刷速度上升 栅线线高上升 线宽下降 印刷速度变慢 下墨量增加 湿重上升 3 丝网间隙的影响 在其他条件一定的情况下 丝网间隙与湿重大致有如右图的关系 最初两者几乎呈比 例上升 之后丝网间隙加大 湿重降低 最后突然变为零 丝网印刷时使用的是曲线的前 半段 即呈比例上升段 由此可知 丝网间隙加大 下墨量多 湿重增大 丝网间隙过大 易使印刷图形失真 过小 容易粘网 刮胶硬度的影响刮胶材料一般为聚胺脂或氟化橡胶 硬度 60 90A 刮胶硬度越大 印刷的图形越精确 原图的重现性越好 因此 正面栅线的 印刷就需要选用硬度较高刮胶 刮胶硬度小 其他参数不变的情况下湿重就大 线高增加 线宽变大 4 刮胶角度的影响 刮胶角度的调节范围为 45 75 度 实际的刮胶角度与浆料有关 浆料黏度越高 流动 性越差 需要刮胶对浆料向下的压力越大 刮胶角度接就越小 在印刷压力作用下 刮胶 16 与丝网摩擦 开始一刷时近似直线 刮胶刃口对丝网的压力很大 随着印刷次数增加 刃 口呈圆弧形 作用于丝网单位面积的压力明显减小 刮胶刃口处与丝网的实际角度小于 45 度 易使印刷线条模糊 粘网 在可调范围内 减小刮胶角度 下墨量增加 湿重加大 刮胶刃口钝 下墨量多 线宽大 5 浆料黏度的影响 印刷时浆料黏度的变化 触变性 如右图所示 浆料的黏度与流动性呈反比 黏度越低 流动性越大 可在一定程度保证印刷的质量 浆料黏度过大 透墨性差 印刷时易产生桔皮 小孔 浆料黏度过小 印刷的图形易扩大 栅线膨胀 产生气泡 毛边 6 纱厚 膜厚的影响 一般情况下 丝网目数越低 线径越粗 印刷后的浆料层越高 因此丝网目数较高时 印刷后浆料层就低一些 对于同目数的丝网 纱厚越厚 透墨量越少 在一定范围内 感 光胶膜越厚 下墨量越大 印刷的栅线越高 但膜厚增大 易造成感光胶脱落 7 印刷台面的影响 印刷台面的水平度 印刷时电池片被吸附于印刷台面 若台面不平 电池片在负压下 易破裂 一般电池片水平度应小于 0 02mm 印刷台面与网版的平行度 决定了印刷浆料 的一致性 一般二者平行度应小于 0 04mm 印刷台的重复定位精度 太阳能电池片印刷 台的重复定位精度需达到 0 01mm 五 参数相互关系五 参数相互关系 1 压力与间距 压力越大时 间距也大 因为压力大时 刮刀与网板接触的地方凸出来也 多 间距小的话 硅片承受的压力加大 碎片的概率会加大 两个参数当中的一个改变 另外一个不改 就可能加大硅片碎的可能性或影响印刷质量 2 印刷速度影响到产能 同时也影响到印刷到硅片浆料的多少 六 印刷参数的调整六 印刷参数的调整 1 先把印刷速度改小 以方便在调试时能很好的观察 如印刷速度为 50mm 完全松开锁 定螺丝 并保证刮刀和回刮刀左右的固定螺丝未锁 能自由活动 2 先设定印刷间距 印刷间距以浆料能很好的印刷到硅片为宜 无粘片和虚印 推荐为 1 5 0 3 3 在间距定下后 设定印刷压力 压力由小到大慢慢加 加到在印刷时浆料能收干净就可 以 参数的调整 4 在压力和间距设定好后 印刷一片看看印刷是否合格 否则再作微调 印刷速度未改 5 合格后 慢慢朝下拧锁定螺丝 在感觉到锁定螺丝刚碰到东西时 把锁定螺丝锁住 这 个动作相当于找到了一个刮胶下降的一个限位 保证刮刀在压力加大时不会再下压 6 然后加快印刷速度 并测印刷重量 如过大 则减速 过小 则加速 推荐 170mm 17 六六 烧结烧结 一 烧结目的一 烧结目的 干燥硅片上的浆料 燃尽浆料的有机组分 使浆料和硅片形成良好的欧姆接触 二 烧结对电池片的影响二 烧结对电池片的影响 银浆的烧结很重要 对电池片电性能影响主要表现在串联电阻和并联电阻 即 FF 的 变化 铝浆烧结的目的使浆料中的有机溶剂完全挥发 并形成完好的铝硅合金和铝层 局部 的受热不均和散热不均可能会导致起包 严重的会起铝珠 背面场经烧结后形成的铝硅合金 铝在硅中是作为 P 型掺杂 它可以减少金属与硅交 接处的少子复合 从而提高开路电压和短路电流 改善对红外线的响应 三 烧结过程三 烧结过程 1 室温 300 度 溶剂挥发 2 300 500 度 有机树脂分解排出 需要氧气 需要氧气 3 400 度以上 玻璃软化 4 600 度以上 玻璃与减反层反应 实现导电 四 控制点四 控制点 1 印刷湿重 型号背面电极印刷 g 背电场印刷 g 正面电极印刷 g M1250 09 0 120 90 1 000 13 0 16 P1250 09 0 130 95 1 050 13 0 16 M1560 14 0 201 25 1 450 16 0 20 P1560 14 0 201 30 1 500 18 0 22 2 印刷外观 无缺印现象 电极图形无异常 无漏浆现象 印刷均匀 电极无偏移 3 烧结翘曲 型号ABC M125 P125弯曲度 2um 4um t 2um 4um M156 P156弯曲度 3um 5um t 3um 5um 4 烧结外观 无缺口 裂纹 虚印 无斑点 脏污 无铝包 铝刺 背电场不掉粉 颜色均匀 18 五 异常处理五 异常处理 工工 序序 故障表现故障表现 诊诊 断断 措措 施施 印刷过厚 降低印刷厚度 调整印刷参数 提 高印刷压力 减小丝网间距 绒面过大提醒制绒工序改善 铝珠 浆料不匹配更换其他型号浆料 印刷厚度偏薄 增大印刷厚度 调整印刷参数 降 低印刷压力 增大丝网间距 网版破损更换网版 刮胶磨损更换刮胶 刮胶安装不良重新安装刮胶 印刷不均 匀 绒面过大提醒制绒工序改善 浆料不均匀重新搅拌 浆料异常更换另一个批次的浆料 铝疱 浆料问题 浆料型号 更换其他型号浆料 刮胶安装不良重新安装刮胶或者更换新刮胶 印刷过厚降低印刷厚度 调整印刷参数 提 高印刷压力 减小丝网间距 硅片过薄更换抗弯曲浆料 网版张力不均匀更换网版 翘曲 硅片厚薄不均原材料问题 印刷头在印刷行进过程中抖动需请设备人员进行相应调整解决 网版制版不良更换网版 反馈供应商 印刷参数设置不合理调整印刷参数 加大压力 减小丝网 间隙 刮胶翘曲或者破损重新安装刮胶或者更换新刮胶 网版张力不均更换网版 堵网擦拭网版或更换网版 虚印