太阳能电池刻蚀

1、太阳能电池生产 之 刻蚀&去PSG,目录,刻蚀的作用及方法 刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品 主要检测项目及标准 常见问题及解决方法 操作规范,一、刻蚀的作用及方法 （一）太阳电池生产流程： 硅片生产线 电池生产线 组件生产线 刻蚀作为太阳能电池生产中的 N型 第三道工序其主要作用就是 去除扩散后硅片四周的N型硅， 防止漏电。 去PSG顾名思义就是去除扩散工 P型 序产生的磷硅玻璃层。反映方程 式如下： 扩散后硅片P的分布 SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O,硅片,制绒,扩散,刻蚀,去PSG,PECVD,印刷,烧结,电池,什么是PSG 意为含有P、P2O5的二氧化硅，由于在扩散过程中

2、干氧的通入，在硅片表面形成一层二氧化硅，在高温下POCL3与O2形成P2O5后，部分P原子进入Si取代部分晶格上的Si原子形成N型层，部分则留在了SiO2中形成PSG PSG的影响 1、磷硅玻璃的存在使得硅片在空气中表面容易受潮，导致电流的降低和功率的衰减。 2、死层的存在大大增加了发射区电子的复合，会导致少子寿命的降低，进而降低了Voc和Isc。,（二）刻蚀的制作方法： 目前晶体硅太阳能电池一般采用干法和湿法两种刻蚀方法。 1、干法刻蚀原理 干法刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物而

3、被去除。它的优势在于快速的刻蚀速率同时可获得良好的物理形貌（这是各向同性反应）。 2、湿法刻蚀原理 通过化学反应，由滚轮的携带药液在硅片非绒面刻蚀，经过一次硅片180 的旋转从而形成一个刻痕，将所处位置的PN结刻断，以达到正面与背面绝缘的目的，同时进行选择性的刻蚀将扩散深的PN结变成一定深度的浅PN结，最后经过HF酸槽去除扩散工序产生的磷硅玻璃层。 大致的腐蚀机制是HNO3氧化生成SiO2，HF再去除SiO2。下面为化学反应式： （水在张力的作用下吸附在硅片表面） 3Si+4HNO3+18HF 3H2SiF6+4NO+8H2O 3Si+4HNO3 3SiO2+4NO+2H2O SiO2+4HF

4、 SiF4+2H2O SiF4+2HF H2SiF6,二、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品 （一）刻蚀的工艺设备： SCHMID刻蚀机,（二）湿法刻蚀的流程及常用化学药品 槽体布局及工艺： 上片 操作方向 带速1.58m/min,（三）设备工作及工艺原理 M1：硅片首先经过1#模组的水流，水流将绒面覆盖，方才进入2#模组，目的是防止酸腐蚀绒面； M2：通过化学反应，由滚轮的携带药液在硅片非绒面刻蚀，经过一次硅片180 的旋转从而形成边缘刻痕，将所处位置的PN结刻断，以达到正面与背面绝缘的目的； M3：清洗； M4：通过KOH溶液去除硅片表面的多孔硅，并将从刻蚀模组中携带的未冲洗干净的酸除去

5、； M5：清洗； M601：利用HF将硅片正面的磷硅玻璃层去除； M602：抛光硅片下表面，使能与铝背场形成好的欧姆接触； M7：清洗；,M8：烘干，它是通过两台空气压缩泵，通过两次过滤（粗过滤、细过滤），最终送到两组风刀中对硅片进行烘干，空气最终温度可达到40度，它的工作原理是一个物理变化过程，就是气体分子之间的距离由小变大的过程，也就是一个散热的过程； M9：检测出片,（四）常用化学品的物理化学性质,（五）影响工艺的因素及调试方法,三、主要检测项目及标准 1、新换药液后需等到槽温实际值到设定值时方可进行投产（如药液温度，M8烘干温度，液面高度，电导率等）即电脑屏幕显示正常的绿色时。 2、批

6、量投产前需先投入测试片，以观察实际腐蚀深度。当工艺稳定后每两小时进行一次腐蚀量测试，具体测量方式如下： 先利用电子天平称量一片腐蚀前的重量，将此重量填写在工序腐蚀深度记录表中，同时记录好日期、班次、称重时间、传送速度，然后投入腐蚀槽运行工艺。刻蚀后取出此称重片再称量腐蚀后硅片的重量，填入表格，利用电子表格的公式直接求出腐蚀深度值。注：前后两次称量前都要将电子天平置于零，且称量中要关好天平两侧的小门。 硅片单面腐蚀深度平均值为2.10.2m，如果超出范围当立即通知当班工艺人员进行调整。,3、SCHMID的维护周期为：五道设备150万片，湿法刻蚀机的维护更换药液后需要在腐蚀深度记录表中认真填写更换时间和更换班组。 4、硅片表面无可见脏污物、水印、指印、崩边、缺角等缺陷方可进行生产和下传。,四、常见问题及解决方法,（一）设备常见问题及解决方法 1、台达的常见问题及解决方法,接上一页,2、SCHMID常见问题及解决方法,接上页,（二）