太阳能电池车间工艺流程及品质控制(前清洗)

强强

一、电池片工艺流程：

制绒(INTEX)---扩散（DIFF）----后清洗（刻边/去PSG）-----镀减反射膜（PECVD）------丝网、烧结（PRINTER）-----测试、分选（TESTER+SORTER）------包装（PACKING）
二、各工序工艺介绍：
（一）前清洗

1.RENA前清洗工序的目的：

（1）
去除硅片表面的机械损伤层（来自硅棒切割的物理损伤）

（2）
清除表面油污（利用HF）和金属杂质（利用HCl）

（3）形成起伏不平的绒面，利用陷光原理，增加对太阳光的吸收，在某种程度上增加了PN结面积，提高短路电流（Isc），最终提高电池光电转换效率。

2、前清洗工艺步骤：
制绒→碱洗 →酸洗→吹干

Etch bath：刻蚀槽，用于制绒。 所用溶液为HF+HNO3 ，作用：

（1）.去除硅片表面的机械损伤层；

（2）.形成无规则绒面。

Alkaline Rinse：碱洗槽 。 所用溶液为KOH，作用：

（1）. 对形成的多孔硅表面进行清洗；

（2）.中和前道刻蚀后残留在硅片表面的酸液。

Acidic Rinse：酸洗槽 。 所用溶液为HCl+HF，作用：

（1）.中和前道碱洗后残留在硅片表面的碱液；

（2）.HF可去除硅片表面氧化层（SiO2），形成疏水表面，便于吹干；

（3）.HCl中的Cl-有携带金属离子的能力，可以用于去除硅片表面金属离子。

3. 酸制绒工艺涉及的反应方程式:

HNO3+Si=SiO2+NOx↑+H2O

SiO2+ 4HF=SiF4+2H2O

SiF4+2HF=H2[SiF6]

Si+2KOH+H2O →K2SiO3 +2H2

4. 前清洗工序工艺要求

（1） 片子表面5S控制

不容许用手摸片子的表片，要勤换手套，避免扩散后出现脏片。

（2）称重

a.每批片子的腐蚀深度都要检测，不允许编造数据，搞混批次等。

b.要求每批测量4片。

c.放测量片时，把握均衡原则。如第一批放在1.3.5.7道，下一批则放在2.4.6.8道，便于检测设备稳定性以及溶液的均匀性。

（3）刻蚀槽液面的注意事项：

正常情况下液面均处于绿色，如果一旦在流片过程中颜色改变，立即通知工艺人员。

（4）产线上没有充足的片源时，工艺要求:

a.停机1小时以上，要将刻蚀槽的药液排到tank，减少药液的挥发。

b.停机15分钟以上要用水枪冲洗碱槽喷淋及风刀，以防酸碱形成的结晶盐堵塞喷淋口及风刀。

c.停机1h以上，要跑假片，至少一批（400片）且要在生产前半小时用水枪冲洗风刀处的滚轮，杜绝制绒后的片子有滚轮印。

(5)前清洗到扩散的产品时间:

最长不能超过4小时,时间过长硅片会污染氧化，到扩散污染炉管,从 而影响后面的电性能及效率

5. 前清洗工序常见工艺问题

	常见故障	原因及解决方法
前清洗工艺	刻蚀深度不稳定	a观察来片是否有异常，或者来片一批中是否是不同晶棒组成，因为 不同的片子会对应不同的刻蚀速率。b查看溶液颜色，正常的颜色应该是灰色偏绿。如果觉得颜色过浅， 流假片，一般以400片为一个循环。然后测试4片硅片刻蚀深度。
	硅片表面有大面积黄斑	观察碱槽溶液是否在循环，若没有循环，手动打开循环．若有循环则说明碱浓度不够，需要补加碱．
	硅片表面有小白条	观察气刀是否被堵，通过查看硅片通过气刀下方时表面液体有无被吹干判断。
	滚轮速度较低或较高	a一般我们要求滚轮在1.0~1.2的速度下流片，因为过低的速度会影响产量，过高的速度风刀很难将硅片吹干。所以如果滚轮速度小于1.0，需要手动加液，一般按2升HF，5升HNO3进行补液。同时可以将温度提高，以1度为一个单位升高（可在5~8度之间进行调整）。但是对于温度的设定，我们一般选择较低的温度，因为较低的温度下可以得到很稳定的化学反应，所以温度一般不建议调高，
		b如果滚轮速度过高，在温度降低仍不能满足要求的情况下，可以加水，但是仅能以2升为一个单位加入。
前清洗工艺	碱槽或酸槽不循环	观察设备下面的循环平衡有没有冒泡泡原因分析：a: 可能风刀堵塞，使溶液跑到水槽2中； b: 可能喷淋堵塞； c: 可能滤芯堵塞；解决方法：a:先期在初始界面处可以发现各自对应的模板,在“ready”“not ready”之间闪动，此时需要工艺立即 补液（HCL：HF：DI=3：2：14；KOH：DI=1：10） b:通知设备通风刀（冒泡泡）或清洗更换滤芯 （补加了药水后还没循环，浮标沉到底部不起来）
	碱槽或酸槽流 量变小	工艺需要检查槽中溶液是否满，如果不满则添药液；如果是满的，则通知设备检查滤芯是否需要更换或清洗。
	流量突变，不能达到工艺设定流量	前清洗流量会突然变为0，此时设备会报警，工艺立即到现场通知生产停止投料，通知设备人员调试设备，然后处理设备中的硅片，挑出外观未受影响的硅片继续下传，外观受影响的隔离处理
	水纹片	用手可以抹去的，检查出料处滚轮的干净程度，一般是出料处风刀中间段滚轮出现污染，需要设备擦拭，如果不严重，流假片也可以将脏东西带走。