太陽電池生產(chǎn)中的工藝控制-資料下載頁
2025-04-29 06:15本頁面
【正文】 1181。m/min以避免形成很平的拋光表面。在這種情況下，硅片表面表現(xiàn)得很粗糙。有制造商認(rèn)為，這種表面對(duì)于后續(xù)的金字塔成核生長(zhǎng)更有利。 51 ?腐蝕過度會(huì)使得硅片太薄從而降低生產(chǎn)成品率。但腐蝕不足會(huì)導(dǎo)致三個(gè)可能的問題 :殘余缺陷，殘余缺陷在后續(xù)高溫過程中往材料深處進(jìn)一步擴(kuò)展，切割過程中導(dǎo)致的雜質(zhì)未能完全去除。 ?硅酸鈉的熱導(dǎo)性能很差。通常，當(dāng)硅酸鈉超過一定量時(shí)，腐蝕過程中放出的熱量會(huì)超過從溶液表面和容器側(cè)面所散發(fā)的熱量，使得整個(gè)溶液的溫度持續(xù)升高。在這種情況下，需要去除一部分硅酸鈉。一般是去除一半左右以保持足夠的硅酸鈉含量從而得到所需的硅片表面拋光。 52 ?一旦硅酸鈉的濃度超過一定的量，溶液需保持在室溫以上，以防固化而造成的不便。 硅酸鈉的熱導(dǎo)很差，融化過程非常慢。用電加熱熔化時(shí)要特別小心以免過多的熱量積累會(huì)使電加熱元件燒壞。要將加熱功率控制得很小。通常設(shè)置在 12天的熔化過程。 ?高濃度的 NaOH溶液的比重比水要大得多。為了防止?jié)舛忍荻仍斐傻臏囟群透g不均勻性，當(dāng)從高濃度的 NaOH溶液配置 30%W/V溶液時(shí)，要充分?jǐn)噭?dòng)以確?；旌暇鶆?。 ?腐蝕完成以后，硅片要盡快地轉(zhuǎn)移到?jīng)_洗槽或絨面腐蝕槽。如果超過 15秒，硅酸鈉就會(huì)固化在硅片表面而影響后面的絨面腐蝕等。 53 ?絨面腐蝕是利用各向異性腐蝕，即硅片的不同晶面具有不同的腐蝕速度。對(duì)于硅材料來說，高原子排列密度的 111面要比其它晶面腐蝕的慢。因此，對(duì)于晶向?yàn)?(100)的硅片，腐蝕以后，暴露出的四個(gè)111面就會(huì)形成一個(gè)正金字塔。在硅片的整個(gè)表面形成這種正金字塔結(jié)構(gòu)就稱為絨面化。 ?形成高質(zhì)量絨面結(jié)構(gòu)要克服的難點(diǎn)在于，稀釋的NaOH溶液傾向于腐蝕金字塔的頂部。這將會(huì)漸漸地摧毀現(xiàn)存的金字塔。最終絨面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量將取決于新的金字塔成核速率與現(xiàn)存金字塔的受破壞快慢的競(jìng)爭(zhēng)。 2 絨面腐蝕 54 ?高質(zhì)量的絨面結(jié)構(gòu)是指：金字塔均勻分布，大小為 3～ 8181。m，硅片表面 100%被覆蓋，金字塔底部是方形的。 ?抑制現(xiàn)存的金字塔受破壞的最通常的方式是在稀釋的 NaOH溶液中添加異丙醇。普遍認(rèn)為，從異丙醇中產(chǎn)生沉淀在絨面腐蝕液中的碳會(huì)附著在硅片的表面從而防止那一點(diǎn)的腐蝕。這樣，金字塔的成核生長(zhǎng)就是以碳附著點(diǎn)為金字塔頂而進(jìn)行的。如果高密度的碳沉淀能夠在硅片表面保留約15～ 20分鐘，就可以得到高質(zhì)量的絨面結(jié)構(gòu)。 55 ?最常規(guī)的制絨過程是，將 2%W/V的 NaOH溶液加熱到 90?C左右，在 30秒鐘內(nèi)將 5%（體積比）的異丙醇緩緩加入，然后將硅片浸入， 15～ 20分鐘即可。 ?因絨面腐蝕槽的溫度比異丙醇的沸點(diǎn)高，添加異丙醇時(shí)要緩慢。同時(shí)，異丙醇的比重比 NaOH溶液小，這會(huì)導(dǎo)致靠近絨面腐蝕液表面附近區(qū)域的異丙醇濃度較高。所以，絨面腐蝕液表面的高度要至少高出硅片頂部 3cm。否則，會(huì)導(dǎo)致硅片上部區(qū)域絨面效果較差。 56 ?影響絨面結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵因素包括： 1. 異丙醇濃度 2. NaOH濃度 3. 溶液溫度 4. 依賴于排風(fēng)設(shè)置的異丙醇揮發(fā)速度 5. 腐蝕批次之間的間隔時(shí)間 6. 制絨腐蝕之前硅的表面狀況 7. 絨面腐蝕的時(shí)間長(zhǎng)短 8. 腐蝕槽里硅酸鈉的積累情況 9. 每批次中硅片的數(shù)量 57 ?近些年的絨面腐蝕工藝發(fā)展，已將對(duì)上述各關(guān)鍵因素的依賴性降低。這也是通過利用在絨面腐蝕中產(chǎn)生的硅酸鈉。通常，腐蝕約 20批硅片后所積累的硅酸鈉就足以開始對(duì)絨面腐蝕產(chǎn)生正面作用。 ?目前，硅酸鈉在絨面腐蝕中的作用還不清楚，但有一種可能性是因硅酸鈉的存在所增加的粘滯性降低了溶液的擾動(dòng)，因此有利于更好的金字塔成核，并促進(jìn)絨面腐蝕過程中沉淀物的保留時(shí)間。 ?僅管硅酸鈉在絨面腐蝕中的作用還不很清楚，人們已觀察到，溶液中加入適量的硼有助于絨面腐蝕。 58 ?另一種理論認(rèn)為，硅酸鈉本身提供了作為在硅片表面金字塔成核的沉淀物。即使在這種情況下，少量的異丙醇仍是必需的，只不過每批腐蝕后所添加的異丙醇是 1%而不是通常的 45%。 ?異丙醇的另一個(gè)功能是對(duì)硅片表面起到寶貴的“濕化”作用，這有助于在硅片表面形成均勻和可靠的氫氣泡，從而使得絨面腐蝕均勻而可靠地進(jìn)行。 ?異丙醇不足甚至?xí)?dǎo)致附著在硅片表面的氣泡長(zhǎng)得大到厘米直徑大小，從而阻止那些區(qū)域的腐蝕 。 59 ?這種絨面腐蝕液極大地降低了絨面質(zhì)量對(duì)排風(fēng)，異丙醇，以及絨面之前的表面情況等因素的依賴程度。但主要挑戰(zhàn)是初始時(shí)就得到所要的溶液，因?yàn)閷?duì)初始溶液沒有一個(gè)簡(jiǎn)單的配方。一個(gè)較好的辦法是用一半老溶液與含 2%NaOH和4%異丙醇的另一半等體積的溶液混合形成所需的絨面腐蝕液。先從腐蝕一些廢硅片著手，唯一需要調(diào)整的就是異丙醇的濃度。如異丙醇不足，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)金字塔尺寸較大并且其底部有腐蝕過度而形成溝槽的趨勢(shì)。如異丙醇過量，會(huì)導(dǎo)致金字塔尺寸不均勻，常常會(huì)出現(xiàn)許多由小金字塔組成的團(tuán)簇。并會(huì)表明在已存在的金字塔的側(cè)面形成新的核而摧毀已存在的金字塔。 60 ?絨面腐蝕批次之間需要補(bǔ)充的 NaOH的量可以根據(jù)從硅片上腐蝕掉硅的量計(jì)算出來，而批次之間補(bǔ)充的異丙醇的量是否正確要通過檢查絨面腐蝕過程中在硅片表面形成的氣泡點(diǎn)的密度，正常情況是覆蓋硅片表面的 5%左右。異丙醇不足會(huì)導(dǎo)致過低的覆蓋；反之，會(huì)導(dǎo)致覆蓋率的過高。
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