1、中電投西安太陽能電力有限公司 CPI XIAN SOLAR POWER CO., LTD中電投西安太陽能電力有限公司 CPI XIAN SOLAR POWER CO., LTD單晶制絨培訓(xùn)單晶制絨培訓(xùn) 技術(shù)部技術(shù)部 2011-03目錄目錄三三 制絨的過程及工藝控制制絨的過程及工藝控制二二 制絨的作用與原理制絨的作用與原理一一 硅的基本性質(zhì)硅的基本性質(zhì)四四 絨面質(zhì)量的檢測(cè)絨面質(zhì)量的檢測(cè)五五 安全注意事項(xiàng)安全注意事項(xiàng)一、硅的基本性質(zhì)一、硅的基本性質(zhì)晶體硅為灰黑色，無定形硅為黑色，密度2.32-2.34克立方厘米，熔點(diǎn)1420，沸點(diǎn)2355，晶體硅屬于原子晶體，硬而有金屬光澤，有半導(dǎo)體性質(zhì)。硅的化學(xué)

2、性質(zhì)比較活潑，在高溫下能與氧等多種元素化合，不溶于水、硝酸和鹽酸，溶于氫氟酸和堿液。二、制絨的作用與原理二、制絨的作用與原理1 1太陽能電池制造基本流程太陽能電池制造基本流程清洗制絨擴(kuò)散刻蝕PECVD絲網(wǎng)印刷燒結(jié)測(cè)試包裝入庫硅片檢測(cè)二、制絨的作用與原理二、制絨的作用與原理制絨的目的： 1 去除硅片表面的機(jī)械損傷層 2 清除表面油污和金屬雜質(zhì) 3 形成起伏不平的絨面，利用陷光原理，減少光的反射，提高短路電流(Isc)，增加PN結(jié)面積，最終提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。陷光原理： 當(dāng)光入射到一定角度的斜面(金字塔理論角度70.5)，光會(huì)反射到另一角度的斜面，形成二次或多次吸收，從而增加吸收率。2 2 制

3、絨的目的與陷光原理制絨的目的與陷光原理二、制絨的作用與原理二、制絨的作用與原理 利用低濃度堿溶液對(duì)晶體硅在不同晶體取向上具有不同腐蝕速率的各向異性腐蝕特性，在硅片表面腐蝕形成角錐體密布的表面形貌 ，就稱為表面織構(gòu)化。角錐體四面全是由111面包圍形成。 反應(yīng)式為： Si+2NaOH+H2O Na2SiO3 +2H2 3 3 制絨的原理制絨的原理單晶硅片表面的金字塔狀絨面單晶硅片表面反射率三三 制絨的過程及工藝控制制絨的過程及工藝控制1 1 制絨的工藝過程制絨的工藝過程 ：上料制絨HF清洗預(yù)清洗的作用：通過預(yù)清洗去除硅片表面臟污，以及部分損傷層。機(jī)械損傷層（5-7微米）硅片酸洗的作用：去除制絨過程

4、中帶來的金屬雜質(zhì)。預(yù)清洗溫水隔離純水清洗純水隔離鹽酸清洗純水清洗噴淋漂洗預(yù)脫水烘干下料三三 制絨的過程及工藝控制制絨的過程及工藝控制2 2 影響絨面質(zhì)量的關(guān)鍵因素：影響絨面質(zhì)量的關(guān)鍵因素：時(shí)間溫度其他硅酸鈉含量異丙醇濃度NaOH濃度三三 制絨的過程及工藝控制制絨的過程及工藝控制制絨液中的乙醇或異丙醇、NaOH、硅酸納三者濃度比例決定著溶液的腐蝕速率和角錐體形成情況。溶液溫度恒定在80時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕液NaOH濃度在1.54%范圍之外將會(huì)破壞角錐體的幾何形狀 。當(dāng)NaOH處于合適范圍內(nèi)時(shí)，乙醇或異丙醇的濃度的上升會(huì)使腐蝕速率大幅度下降。目前，工業(yè)上NaOH濃度控制在1.5-2%之間。NaOH的影響Na

5、OH濃度5g/l NaOH濃度15g/lNaOH濃度55g/l三三 制絨的過程及工藝控制制絨的過程及工藝控制硅酸鈉的影響v硅酸鈉在溶液中呈膠體狀態(tài)，大大的增加了溶液的粘稠度。對(duì)腐蝕液中OH離子從腐蝕液向反應(yīng)界面的輸運(yùn)過程具有緩沖作用，使得大批量腐蝕加工單晶硅絨面時(shí)，溶液中NaOH含量具有較寬的工藝容差范圍，提高了產(chǎn)品工藝加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和溶液的可重復(fù)性。 v硅酸鈉在制絨溶液中的含量從2.5%30%wt的情況下，溶液都具有良好的擇向性，同時(shí)硅片表面上能生成完全覆蓋角錐體的絨面。 隨著硅酸鈉含量的增加，溶液粘度會(huì)增加，結(jié)果在硅片與片匣邊框接觸部位會(huì)產(chǎn)生“花籃印”， 一般濃度在30%以下不會(huì)發(fā)生這種

6、變化（NaOH濃度達(dá)到一定程度的基礎(chǔ)上）。 硅酸鈉來源大多是反應(yīng)的生成物，要調(diào)整它的濃度只能通過排放溶液。若要調(diào)整溶液的粘稠度，則采用加入添加劑乙醇或異丙醇來調(diào)節(jié)。三三 制絨的過程及工藝控制制絨的過程及工藝控制異丙醇的影響v氣泡的直徑、密度和腐蝕反應(yīng)的速率限定了硅片表面織構(gòu)的幾何特征。氣泡的大小以及在硅片表面停留的時(shí)間，與溶液的粘度、表面張力有關(guān)系。所以需要乙醇或異丙醇來調(diào)節(jié)溶液的粘滯特性。v乙醇的含量在3 vol%至20 vol%的范圍內(nèi)變化時(shí)，制絨反應(yīng)的變化不大，都可以得到比較理想的絨面，而5 vol%至10 vol%的環(huán)境最佳。 IPA濃度3%IPA濃度10%無IPA 三三 制絨的過程及

7、工藝控制制絨的過程及工藝控制經(jīng)熱的濃堿去除損傷層后，硅片表面留下了許多膚淺的準(zhǔn)方形的腐蝕坑。1分鐘后，金字塔如雨后春筍，零星的冒出了頭；5分鐘后，硅片表面基本上被小金字塔覆蓋，少數(shù)已開始長大。我們稱絨面形成初期的這種變化為金字塔“成核”。10分鐘后，金字塔密布的絨面已經(jīng)形成，只是大小不均勻，反射率也降到了比較低的水平。隨著時(shí)間的延長，金字塔向外擴(kuò)張兼并，體積逐漸膨脹，尺寸趨于均等。時(shí)間的影響1min5min10min30min四、絨面質(zhì)量的檢測(cè)四、絨面質(zhì)量的檢測(cè)檢驗(yàn)工器具電子稱顯微鏡肉眼積分反射儀四、絨面質(zhì)量的檢測(cè)四、絨面質(zhì)量的檢測(cè)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)電子稱肉眼表面呈深灰色，顏色均勻，無白斑和亮斑，表面沒

8、有手指印和劃痕 。抽檢的硅片刻蝕減重量為0.60.7g。積分反射儀顯微鏡金字塔大小均勻，布滿硅片表面，尺寸在3-5m。反射率為10%-20%。五五 安全注意事項(xiàng)安全注意事項(xiàng)化學(xué)品介紹氫氧化鈉：1、健康危害 在工業(yè)上，氫氧化鈉通常稱為燒堿，或叫火堿、苛性鈉。這是因?yàn)檩^濃的氫氧化鈉溶液濺到皮膚上，會(huì)腐蝕表皮，造成燒傷。它對(duì)蛋白質(zhì)有溶解作用，有強(qiáng)烈刺激性和腐蝕性（由于其對(duì)蛋白質(zhì)有溶解作用，與酸燒傷相比，堿燒傷更不容易愈合）。粉塵刺激眼和呼吸道，腐蝕鼻中隔；濺到皮膚上，尤其是濺到粘膜，可產(chǎn)生軟痂，并能滲入深層組制，灼傷后留有瘢痕；濺入眼內(nèi)，不僅損傷角膜，而且可使眼睛深部組制損傷，嚴(yán)重者可致失明；誤服可

9、造成消化道灼傷，絞痛、粘膜糜爛、嘔吐血性胃內(nèi)容物、血性腹瀉，有時(shí)發(fā)生聲啞、吞咽困難、休克、消化道穿孔，后期可發(fā)生胃腸道狹窄。由于強(qiáng)堿性，對(duì)水體可造成污染，對(duì)植物和水生生物應(yīng)予以注意。 2、急救措施 堿液觸及皮膚，可用510%硫酸鎂溶液清洗；如濺入眼睛里，應(yīng)立即用大量硼酸水溶液清洗；少量誤食時(shí)立即用食醋、35%醋酸或5%稀鹽酸、大量橘汁或檸檬汁等中和，給飲蛋清、牛奶或植物油并迅速就醫(yī)，禁忌催吐和洗胃。 五五 安全注意事項(xiàng)安全注意事項(xiàng)1、理化性質(zhì) 氫氟酸是氟化氫氣體的水溶液，為無色透明至淡黃色冒煙液體。有刺激性氣味。分子式 HF-H2O，相對(duì)密度 1.151.18，沸點(diǎn) 112.2（按重量百分比計(jì)

10、為38.2%）。市售通常濃度：約49%，是弱酸。2、侵入途徑 可經(jīng)皮膚吸收，氫氟酸酸霧經(jīng)呼吸道吸入。3、毒理學(xué)簡介 對(duì)皮膚有強(qiáng)烈刺激性和腐蝕性。氫氟酸中的氫離子對(duì)人體組制有脫水和腐蝕作用，而氟是最活潑的非金屬元素之一。皮膚與氫氟酸接觸后，氟離子不斷解離而滲透到深層組制，溶解細(xì)胞膜，造成表皮、真皮、皮下組制乃至肌層液化壞死，氟離子可與骨骼中的鈣結(jié)合，使骨質(zhì)疏松，導(dǎo)致大量的鈣質(zhì)流失。氟離子還可干擾烯醇化酶的活性使皮膚細(xì)胞攝氧能力受到抑制。估計(jì)人攝入1.5g 氫氟酸可致立即死亡。吸入高濃度的氫氟酸酸霧，引起支氣管炎和出血性肺水腫。氫氟酸也可經(jīng)皮膚吸收而引起嚴(yán)重中毒。4、急救措施 皮膚接觸后立即用大量

11、流水作長時(shí)間徹底沖洗，盡快地稀釋和沖去氫氟酸。這是最有效的措施，治療的關(guān)鍵。氫氟酸灼傷后的中和方法不少，總的原則是使用一些可溶性鈣、鎂鹽類制劑，使其與氟離子結(jié)合形成不溶性氟化鈣或氟化鎂，從而使氟離子滅活。現(xiàn)場應(yīng)用石灰水浸泡或濕敷易于推廣。氫氟酸灼傷治療液（5%氯化鈣20ml、2%利多卡因20ml、地塞米松5mg）浸泡或濕敷。氫氟酸濺入眼內(nèi)，立即分開眼瞼，用大量清水連續(xù)沖洗15 分鐘左右，同時(shí)送眼科診治。HF酸五五 安全注意事項(xiàng)安全注意事項(xiàng)鹽酸1、健康危害 接觸其蒸氣或噴霧，可引起急性中毒，出現(xiàn)眼結(jié)膜炎，鼻及口腔粘膜有燒灼感。眼、皮膚接觸可致灼傷。2、急救措施 如果觸及皮膚，請(qǐng)出去被污染衣物等，并立刻用大量溫水沖洗15 分鐘以上，立即就醫(yī)。異丙醇（IPA） 1、健康危害 接觸高濃度蒸氣出現(xiàn)頭痛、倦睡、共濟(jì)失調(diào)以及眼、鼻、喉刺激癥狀?？诜芍聬盒摹I吐、腹痛、腹瀉、倦睡、昏迷甚至死亡。長期皮膚接觸可致皮膚干燥、皸裂。本品易燃，具刺激性。 2、急救措施 皮膚接觸： 脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。 眼睛接觸： 提起眼瞼，用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。 吸入： 迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。