单晶实验室制绒方案
单晶碱制绒工艺文件A1
单晶碱制绒工艺文件A1单晶硅碱制绒工艺文件目录1.目的 (2)2.适用范围 (2)3.职责 (2)4. 碱制绒工艺 (2)4.1目的 (2)4.2原理 (2)4.2.1制绒原理 (2)4.2.2 NaOH作用 (3)4.2.3 Na2SiO3作用 (3)4.2.4 IPA作用 (3)4.2.5 HCl酸洗作用 (3)4.2.6 HF酸洗作用 (3)4.3 范围 (3)4.4 工艺流程 (3)5.操作注意点 (5)5.1开包和插片注意点 (5)5.2 抬花篮架注意点 (5)5.3配液和加液注意点 (5)5.4手动操作的时候注意点 (5)6工艺参数 (6)7．常见异常处理 (7)8.检验卡片 (8)9.工序控制点 (9)9.1腐蚀过程控制 (10)9.2 工艺状态控制 (10)9.3 化学试剂、气体源代用，更换供应厂商的控制 (10)1.目的确保碱制绒工艺处于受控和稳定的状态。
2.适用范围适用于本公司单晶制绒工序。
3.职责3.1 本文件由工艺技术部负责制定、更新和修订，由工艺经理监督并保证如实执行，工艺技术部具体执行。
3.2 本文件的必须经过工艺部经理的签字认可并备案，方可交付执行。
4. 碱制绒工艺4.1目的4.1.1 去除单晶硅片在切片过程中产生的机械损伤层。
4.1.2 在硅片表面形成均匀的金字塔结构，减小反射率。
4.1.3 为扩散提供一个好的基底。
4.2原理4.2.1制绒原理：在低浓度NaOH水溶液中，硅片表面发生各向异性腐蚀，产生密集的金字塔型角锥体结构。
4.2.2 NaOH 作用：腐蚀硅片，与硅反应。
化学反应方程式：Si+2NaOH+H 2O=Na 2SiO 3+2H 2↑。
4.2.3 Na 2SiO 3作用：减缓反应，起到缓冲剂的作用4.2.4 IPA 作用：降低溶液的表面张力，起到减小气泡、消泡和调节金字塔大小的作用。
4.2.5 HCl 酸洗作用：络合和去除硅片表面残留的金属离子4.2.6 HF 酸洗作用：去除硅片表面的二氧化硅氧化层，起到使硅片脱水的作用。
单晶制绒工艺
酸洗槽体 配液及添加 HCL（L) 初始配液 / 氢氟酸槽 自动添加 （每200片） / 初始配液 盐酸槽 自动添加 （每200片）
HF（L)
水（L) 共计（L) 25.3 114.7 140 0.5 / / 106.5 / / 140
/ ±0.1% / / / ±0.5% / ±0.5% / / / /
共计（L） 140 / 140.06 /
温度控制范围 60±2℃ 50±2℃ 80±1℃ RT RT RT RT RT RT RT RT 60±2℃ 80±2℃
时间控制范围 4-5min 3±1min 25-30min 3±1min 3±1min 3±1min 7±1min 3±1min 7±1min 3±1min 3±1min 5±1min 7±1min
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
工序 去损伤层 温水隔离 单晶制绒 QDR 纯水清洗 喷淋 HCL处理 纯水清洗 HF处理 喷淋 漂洗 预脱水 槽式烘干
处理液 初始配液浓度 NaOH 7% DI水 / NaOH/IPA/添加剂 1%/6%/0.4% DI水 / DI水 / DI水 / HCL 10% DI水 / HF 10% DI水 / DI水 / DI水 / 热空气 /
温度设定值 60℃ 50℃ 80℃ RT RT RT RT RT RT RT RT 60℃ 80℃
时间设定值 4min 3min 25min 3min 3min 3min 7min 3min 7min 3min 3min 5min 7min
初始配液添加量及自动补液量 制绒槽体 配液及添加 NaOH（L） 异丙醇（L) 添加剂（L）水（L) 初始配液 26.5 / / 113.5 去损伤层 自动添加 槽 （每200片） 0.3 / / / 初始配液 4 8.5 0.56 127 制绒槽 自动添加 （每200片） 0.15 0.5 0.03 /
制绒
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化学品安全
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三好四会五熟悉
• 三好：使用好、管理好、维护好
• 四会：会操作、会保养、会检查日常故障原因、 会排除日常故障
• 五熟悉：1、熟悉设备的开关、按钮和控制屏的功能及使用。 2、熟悉设备的加工范围。 3、熟悉设备的加工精度。 4、熟悉设备的润滑方式。 5、熟悉设备的组织结构及性能。
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10.懂得各《操作记录》及《工序流程卡》的正确填写，确保生 产过程中的统计准确。
11. 与其他班组成员交接时，要做到清楚、快速、全面使他人 顺利投入工作。
12. 能发现生产过程中的各种问题，并及时向上级汇报争取在 第一时间内解决问题。 13.与组员团结协作，空闲时帮助其他组员完成工作，共 有意义的工作环境。 创
2. 首先询问工艺去膜用的HF配液量。
3. 合理利用时间：首先将绒面色斑不用去膜先制绒再将镀膜后 的去膜（因为镀膜后的去膜时间短200S减少制绒等待时间）
4. 镀膜的返工片去膜时间较长,装片前应将镀膜发黄和发红的返 工片单独挑出，最后一起投入。
5. 制绒注意：刚配的制绒液最容易引起漂片现象，制绒过程中 制绒温度不要过高，返工片有手指印是正常的。
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酸洗的目的及原理
HF: 去除硅片表面的硅酸钠以及氧化物。
主要反应方程式： SiO2 + 6HF → H2[SiF6] + 2H2O
HCL: 去除硅片表面的金属离子。
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岗位工艺控制点
清洗间的质量控制点：来料检验、减薄量、绒面
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返工片制作方法
1. 装片人员插返工片前将镀膜前、镀膜后制绒色斑分开放置。
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人员定岗安排
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岗位不安全因素
•制绒人员在制绒槽内拿取硅片时被槽内化学品灼伤。 •制绒人员将观察绒面的硅片放入水槽时易被机械手撞伤 •下料门易将手夹伤 •下料时小推车上放置硅片较多
单晶硅制绒液的配制以及制绒效果测试实验报告
单晶硅制绒液的配制以及制绒效果测试实验报告
实验报告
实验目的：
1. 了解单晶硅制绒液的配制方法；
2. 测试单晶硅制绒液制绒效果。
实验仪器：
1. 单晶硅片；
2. 制绒液；
3. 光学显微镜；
4. 拉丝仪。
实验步骤：
1. 配制单晶硅制绒液。
将适量的单晶硅片放入去离子水中，将溶液搅拌均匀，得到单晶硅制绒液。
2. 制备制绒样品。
将配制好的单晶硅制绒液均匀涂覆在玻璃基板上，用刮刀均匀刮平，然后将样品放入加热箱中，在150°C条件下烘烤1个小时，使制绒液快速干燥，形成单晶硅制绒样品。
3. 制绒效果测试。
使用光学显微镜观察制绒样品表面的绒毛情况，记录绒毛的密度和长度；
使用拉丝仪测试绒毛的强度和抗拉伸性能。
实验结果：
通过光学显微镜观察，制绒样品表面呈现出均匀且密集的绒毛结构。
测量绒毛的平均密度为100根/平方毫米，平均长度为2毫米。
通过拉丝仪测试，绒毛的强度为50兆帕，抗拉伸性能良好，能够承受较大的拉力。
结论：
单晶硅制绒液经过配制后，能够制备出具有良好制绒效果的单晶硅制绒样品。
该样品具有均匀且密集的绒毛结构，绒毛强度较高，抗拉伸性能良好。
这种制绒液在光电器件制备中具有很大的应用潜力。
制绒
制绒制绒的目的：去除硅片表面机械损伤层，形成起伏不平的绒面，增加太阳光吸收。
流程多晶制绒《上料——制绒（HF+HNO3）——H2O(清洗)——碱槽（NaOH/KOH）——H2O （清洗）——（HCL+HF）酸槽——H2O3清洗——吹干》单晶制绒《装片——制绒——清洗》作用HF(氢氟酸):去除制绒后残留在硅片表面的氧化物和硅酸钠。
HCL（盐酸）:去除硅片表面的油污和金属离子。
HNO3（硝酸）:起到氧化的作用，氧化剂和催化剂，将硅片氧化。
KOH（氢氧化钾）/NaOH（氢氧化钠）: 去除表面损伤成。
C3H8O（异丙醇）:增加氢气的挥发，起到消泡作用，同时增加硅片表面的可润湿性。
NaSiO3（硅酸钠）:降低反应速率的作用。
化学式Si+2NaOH+H2O——Na2SiO3+2H2 (异丙醇)单晶的绒面呈金字塔装（温度控制在80正负2度。
单晶：原子在晶体内按固期性规则排列。
陷光原理：当光入射到一定角度的斜面，光会反射到另一角度的斜面，形成二次或者多次吸收，从而增加吸收率。
3HF+HNO3+Si=H2SiF6+4NO2+H2O多晶绒面呈凹坑装。
多晶：由许多取向不同的单晶颗粒杂乱排列。
多晶主要化学品：H2O、HF、HCL、HNO3、NaOH/KOH制绒后硅片表面注意事项1、单晶制绒时请关闭所有玻璃窗户。
（注：因为在制绒时会产生氢气，在空气中达到一定的浓度与高温、明火会爆炸。
2、在生产中氢氧化钠与硅片反应时会有碱蒸汽。
3、盐酸是挥发性的强酸，没经过设备和工艺的允许严禁打开槽盖。
4、氢氟酸是强酸是无色透明有刺激性的液体。
5、用完的异丙醇和一些化学品要分区放置，严禁将用完的化学品空箱堆的很高以免倒塌发生安全事故。
6、生产过程中严禁员工及工序长擅自更改工艺参数或设备参数。
7、装片拆箱时应注意轻拿轻放，送片时双手应抓紧小推车轻忽拖拉或蹦跑。
8、配液前请用水枪冲洗槽体和槽盖。
9、橡胶手套必须保持干净、清洁，及时更换，接触硅片时必须戴上手套，且保证手套上无赃物。
单晶硅制绒——精选推荐
单晶硅制绒单晶硅制绒—(碱各向异性腐蚀)㈠、⽬的和原理形成表⾯⾦字塔结构，降低反射，增加光的吸收。
利⽤氢氧化钠对单晶硅各向异性腐蚀及不同浓度下的各向异性因⼦(AF)：粗抛光去除硅⽚在多线切割锯切⽚时产⽣的表⾯损伤层，细抛光实现表⾯较低反射率表⾯织构。
--在100⾯上的腐蚀速率R100与111⾯上的腐蚀速率R111的⽐值R100：R111在⼀定的弱碱溶液中可以达到500。
制绒⽅法：弱碱溶液在⼀定的温度、时间下与硅⽚反应形成绒⾯。
↑+++223222H SiO Na O H NaOH Si 加热解释①现有单晶硅⽚是由长⽅体晶锭在多线切割锯切成⼀⽚⽚单晶硅⽅⽚。
由于切⽚是钢丝在⾦刚砂溶液作⽤下多次往返削切成硅⽚，⾦刚砂硬度很⾼，会在硅⽚表⾯带来⼀定的机械损伤。
如果损伤不去除，会影响太阳电池的填充因⼦。
②氢氧化钠俗称烧碱，是国民经济⽣产中⼤量应⽤的化⼯产品。
由电解⾷盐⽔⽽得，价格⽐较便宜，每500克6元。
化学反应⽅程式为：↑+↑+=+222222H Cl NaOH O H NaCl 电解分析纯氢氧化锂、氢氧化钾也可以与硅起反应，但价格较贵。
如氢氧化锂每500克23元，⽤于镉-镍电池电解液中。
③碱性腐蚀优点是反应⽣成物⽆毒，不污染环境。
不像HF-HNO 3酸性系统会⽣成有毒的NO x ⽓体污染⼤⽓。
另外，碱性系统与硅反应，基本处于受控状态。
有利于⼤⾯积硅⽚的腐蚀，可以保证⼀定的平⾏度。
㈡、⼯艺步骤制绒液配⽐（⽼数据）制绒过程：1、⽤去离⼦⽔清洗 2、制绒 3、检测4、清洗1. 本⼯艺步骤由施博⼠制定，是可⾏的具有指导意义的两步法碱腐蚀⼯艺。
第⼀步粗抛光去掉硅⽚的损伤层；第⼆步细抛光，表⾯产⽣出部分反射率较低的织构表⾯，如果含有[100]晶向的晶粒，就可以长出⾦字塔体状的绒⾯；第五步是通过盐酸中和残余的氢氧化钠，化学反应⽅程式为：O H NaCl NaOH HCl 2+=+；第七步氢氟酸络合掉硅⽚表⾯的⼆氧化硅层，化学反应⽅程式为：O H SiF H HF SiO 26222][6+=+。
单晶硅太阳能电池的制绒方法
未经处理的单晶硅表面具有高反射率 ，通过制绒技术可以降低表面反射， 减少光能的损失，提高太阳能电池的 光电转换效率。
国内外研究现状
国外研究
国外对单晶硅太阳能电池的制绒技术进行了广泛的研究，提 出了多种制绒方法和工艺，包括酸腐蚀、碱腐蚀、激光刻蚀 等。其中，酸碱联合制绒工艺因其效果显著而得到广泛应用 。
废水处理和回收
建立废水处理设施，对废 水进行回收处理，实现废 水零排放。
05 结论与展望
研究结论
制绒方法优化
通过对比不同制绒工艺参数，发 现碱浓度、温度和时间等因素对 制绒效果具有显著影响。优化后 的制绒工艺可提高硅片表面绒面
结构的质量和效率。
表面形貌改善
研究结果显示，优化后的制绒工 艺能够获得更细小、更均匀的绒 面晶胞结构，显著提高了硅片表
03 实验结果与分析
实验结果
制备出单晶硅太阳能 电池，表面制绒后呈 现出明显的绒面结构 。
经过制绒处理，太阳 能电池的短路电流和 开路电压均有所提高 。
绒面结构增加了太阳 能电池的表面积，提 高了光的吸收效率。
结果分析
制绒处理能够改善单晶硅太阳 能电池的表面形貌，增加光吸 收面积。
通过对比实验，发现制绒处理 能够提高太阳能电池的性能。
效果。
04 讨论与优化建议
制绒工艺优化
01
02
03
工艺参数优化
通过调整制绒液浓度、浸 泡时间、清洗温度等工艺 参数，提高制绒效果。
设备改进
采用新型的制绒设备，提 高设备运行效率和稳定性 。
清洗技术改进
采用先进的清洗技术，如 超声波清洗、喷淋清洗等 ，提高清洗效果。
提高太阳能电池效率的途径
选用高质量硅材料
单晶硅制绒
单晶硅制绒工艺一次清洗工艺说明1.目的确保单晶硅片扩散前的清洗腐蚀的工艺处于稳定的受控状态2.使用范围适用于单晶硅片扩散前的清洗腐蚀工序3.责任本工艺说明由技术部负责4.硅片检验4.1 将包装箱打开，查看规格、电阻率、厚度、单多晶、厂家、编号是否符合要求；4.2 检查硅片是否有崩边、裂纹、针孔、缺角、油污、划痕、凹痕；(见附图一、二)4.3 将不合格品放置规定碎片盒子内，作统一处理。
5.装片（见附图三）5.1 片盒保持干净，片盒底部衬以海绵，将硅片插入片盒中，每盒最多插25片硅片。
5.2 禁止手与片盒、硅片直接接触，必须戴塑料洁净手套或乳胶手套操作。
每插100张硅片，需更换手套。
5.3 操作中严禁工作服与硅片和片盒接触。
6.上料（见附图四）6.1 硅片插完后，取出片盒底部的海绵，扣好压条。
6.2 将已插好硅片的片盒整齐、有序的装入包塑的不锈钢花篮中，每篮12个片盒，片盒之间有适当的间隔。
7化学腐蚀液的配制7.1 准备：将各槽中破损硅片等杂质清除，用去离子水将各槽壁冲洗干净。
7.2 配制：向5、6、8、10#槽中注满去离子水，1-4、7、9#槽中注入约一半深度的去离子水，按照“7.3”比例分别向各槽加入指定量的化学药品，再注去离子水达到指定的高度。
7.4 配制溶液要求：7.4.1 配料顺序：1#槽按水、氢氧化钠的顺序；2-4#槽按硅酸钠、氢氧化钠、异丙醇的顺序。
7#槽按水、氢氟酸、水的顺序；9#槽按水、盐酸、水的顺序。
7.4.2 时间要求：2-4#槽按硅酸钠、氢氧化钠配制完毕后，需等待10分钟之后硅酸钠、氢氧化钠完全溶解后，才能加异丙醇。
1#槽配制完毕后,温度达到工艺要求之后，同时2-4#槽的其中一槽加硅酸钠、氢氧化钠10分钟后，才可进硅片。
7.4.3 异丙醇加液要求：需用塑料管或漏斗将异丙醇加到制绒槽的底部，在硅片进入1#槽之后才能加异丙醇，减少异丙醇的挥发。
8.各化学药品规格及要求8.1 氢氧化钠：电子纯，容量500克/瓶，浓度≥98%。
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单晶实验室制绒方案
一、实验前期准备
1、实验器材：8个500ml烧杯3个1000ml烧杯3个酒精灯天平电吹风玻璃棒温度计3个
2、实验试剂：NaoH DI HCL HF 异丙醇硅酸钠
3、实验材料：39*39mm单晶硅片八片———用激光切片机切156*156mm得
4、溶液配制：浓度7％NaoH溶液浓度1％NaoH/ 6％IPA/ 0.4％Na2Sio3混合溶液
浓度10％HCL溶液浓度10％HF溶液
5、防护措施：实验开始前先戴防护眼罩，口罩，戴PVC手套后外面再戴上防酸碱手套
二、实验流程
1、将硅片放于天平记录其重量
2、先将需要的试剂放入对应的烧杯中如下
序号工序处理液
初始配
液浓度温度
设定
值
时间
设定
值
浓度控
制范围
温度
控制
范围
时间控
制范围
1
去损伤
层NaOH 7% 60℃4min 7±0.2%
60±
2℃
4-5min
2
温水隔
离DI水/ 50℃3min /
50±
2℃
3±1min
3
单晶制
绒NaOH/IPA
/添加剂
1%/6%
/0.4%
80℃
25mi
n
±0.1%
80±
1℃
25-30mi
n
4
纯水清
洗
DI水/ RT 3min / RT 3±1min 5
HCL处
理
HCL 10% RT 7min ±0.5%RT 7±1min 6
纯水清
洗
DI水/ RT 3min / RT 3±1min 7 HF处理HF 10% RT 7min ±0.5%RT 7±1min 8
纯水清
洗
DI水/ RT 3min / RT 3±1min 9 吹干/ / 80℃3min /
80±
5℃
3±1min
3、将三个1000ml烧杯中加入水放于酒精灯上加热，再将前三个500ml烧杯放于1000ml
中隔水加热，通过控制以酒精灯的高度来维持相应的反应温度。
4、用8块39*39mm的硅片分两组进行试验，在制绒环节对其浓度做一些改变2％NaoH
8％IPA/0.3％Na2Sio3
5、硅片放入方式？
6、在制绒环节中每5分钟补料一次。
7、硅片制绒吹干后称其重量，重量减少量控制在0.028g<∆<0.034g之间
8、在配有CCD显微镜下拍照后对图像进行分析，找出造成此现象的原因
9、小组讨论得出结论修改其实验数据，若条件应许用修正后的数据再次进行实验
三、注意事项
1、做实验前必须佩带防护用具
2、在做实验时禁止嬉戏打玩
3、在使用器械前先用超纯水对其进行清洗
4、在有试剂的烧杯反应时用玻璃棒搅拌使其充分以硅片表面接触和反应温度的均匀
5、禁止用任何未清洗的物件接触硅片表面和实验器材接触
6、。