太阳能刻蚀篇精选文档
光伏电池---硅片的刻蚀
边缘刻蚀原理反应方程式： 3Si + 4HNO3+18HF =3H2 [SiF6] + 4NO2 ↑ + 8H2O
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LOREM IPSUM DOLOR
2.2 去PSG原理：
SiO2+4HF=SiF4+2H2O SiF4+2HF=H2[SiF6] SiO2+ 6HF=H2[SiF6]+2H2O 去PSG工序检验方法： 当硅片从HF槽出来时，观察其表面是否脱水，如果脱水， 则表明磷硅玻璃已去除干净；如果表面还沾有水珠，则表明源自 完成安排的其他工作
工程师：
关注当天的效率、碎片率、良品率等参数、化学品用量，对于出现的外观不良、漏电或是 效率低下等异常，及时联系其余工序的工程师进行排查。
确定工艺方案与工艺控制参数（腐蚀量、刻蚀线宽），药液使用寿命以及设备维护周期， 上报主管工程师。 对于日常工作中，根据需要，与其他职能部门（如设备、生产等部门）进行沟通，共同寻 找解决问题的方案。 对于助理工程师汇报的异常情况，视情况到场解决或是电话给出解决方案，若不能解决的， 及时通知工艺主管。 定期进行刻蚀参数优化实验或是安排刻蚀异常时的排查实验，根据实验结果提出改进措施。 负责编写刻蚀工段的工艺文件、作业指导书，并组织相关人员进行学习。
作为工艺人员在生产过程中，如果发现机器碎片，
一方面应该提醒产线员工注意放片规范，减少叠片和歪 片；另一方面，应巡查上述主要地方，及时找到并清理 在设备中残留的碎片，杜绝更多碎片的产生。
4.4 吹不干 调整吹干气体流量，无效果，通知设备。
当班过程中，检查生产人员的无尘服穿戴、
上下片操作手法以及工艺卫生状况是否符合要求，
太阳能电池刻蚀
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：
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）。
去PSG顾名思义就是去除扩散工 序产生的磷硅玻璃层。反映方程 式如下：
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
印
烧
刷
结
N型
电 池
组件生产线
P型 扩散后硅片P的分布
什么是PSG
意为含有P、P2O5的二氧化硅，由于在扩散过程中干氧 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
DIwater
HF DIwater
去PSG、 疏水
烘干 硅片
常温 25℃、 常温 38℃ 22℃
太阳能刻蚀篇完整版
太阳能刻蚀篇HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】太阳能电池片科普系列——刻蚀篇来源:北极星太阳能光伏网（独家）作者:陈雪松2017/11/22 11:31:21关键词::扩散过后的下一个工序是刻蚀，由于扩散采用背靠背扩散，硅片的边缘没有遮挡也被扩散上磷（边缘导通状态），PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路，太阳能电池片会因此失效。
同时此短路通道等效于降低并联电阻。
另外由于在扩散过程中氧的通入，硅片表面会形成一层二氧化硅，在扩散炉高温的作用下POCl3与O2形成的P2O5，部分P原子进入Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半导体，部分则留在了SiO2中形成PSG （磷硅玻璃）。
1、磷硅玻璃会使得电池片在空气中表面容易受潮，导致电流和功率的衰减；2、死层增加了发射区电子的复合，以致少子寿命的降低，进而降低了Voc和Isc；3、磷硅玻璃会使得PECVD后产生色差。
一、刻蚀的原理工艺流程：上片→蚀刻槽（H2SO4 HNO3 HF）→水洗→碱槽(KOH)→水洗→HF槽→水洗→下片刻蚀槽HNO3和HF的混合液体会对扩散后硅片的下表面及边缘进行腐蚀,以去除边缘的N型硅,打破硅片表面短路通路。
因此刻蚀对于液位高度的控制需要特别精确。
反应方程式：3Si + 4HNO3+18HF =3H2 [SiF6] + 4NO2 + 8H2O 去PSG磷硅玻璃的原理方程式：SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2[SiF6]SiO2+ 6HF=H2[SiF6]+2H2O当电池片从HF槽出来后，可观察其表面脱水情况，如果脱水效果良好，则代表磷硅玻璃已去除较干净；如果表面水珠较多，则代表磷硅玻璃未被去除干净，可添加适量HF到HF槽中。
二、刻蚀工序工艺指标管控当电池片经过刻蚀机台出来时，首先检查硅片表面，绒面是否明显斑迹，是否有药液残留。
光伏电池硅片的刻蚀ppt课件
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。
磷硅玻璃的存在使得PECVD后产生色差,在PECVD工序将使
镀的SIxNy容易发生脱落，降低电池的转换效率
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二、湿法刻蚀及去PSG原理
2.1 湿法刻蚀原理：利用HNO3和HF的混合液体对扩散后硅片下表面和边缘进行腐 蚀,去除边缘的N型硅,使得硅片的上下表面相互绝缘。
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自动补液 调整自动补液的周期以及自动补液量（HF
HNO3），补液周期越短，补液量越大，腐蚀深度越大， 反之。 手动补液 可以手动添加化学品（HF HNO3 DI水），一 般在腐蚀深度偏差较大时进行手动补液，一般在换液初
期和槽体寿命快到时。
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4.2、刻蚀线：可能出现过刻或刻蚀不足的情况，一般不超
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1.2 去PSG目的
由于在扩散过程中氧的通入，在硅片表面形成一层SiO2，在高 温下POCl3与O2形成的P2O5，部分P原子进入Si取代部分晶格上的Si
原子形成n型半导体，部分则留在了SiO2中形成PSG。
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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。
过2mm，通过肉眼观察，也可通过冷热探针测量边缘电压 来判断是否刻通。 刻蚀不足：一般首先通过调节参数保证腐蚀深度在工 艺控制范围内即可。
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检验方法
冷热探针法
冷热探针法测导电型号
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检验原理
热探针和N型半导体接触时，传导电子将流向温度较低
的区域，使得热探针处电子缺少，因而其电势相对于 同一材料上的室温触点而言将是正的。
沿的导电类型是否为P型。
4.
晶体硅太阳能电池生产线刻蚀工序介绍
晶体硅太阳能电池生产线刻蚀工序介绍一、刻蚀工序基本作用目前常规太阳电池的生产流程如下:刻蚀作为太阳电池生产中的第三道工序，其主要作用是去除扩散后硅片四周的N型硅，防止漏电。
刻蚀一般情况下和去PSG联系在一起，去PSG 顾名思义，其作用是去掉扩散前的磷硅玻璃。
反应方程式如下：SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O 具体的刻蚀示意图如下：二、刻蚀的基本分类以及一般工艺流程目前，晶体硅太阳电池一般采用干法和湿法两种刻蚀方法。
下面我们分开介绍两种刻蚀方法的差别：1）干法刻蚀干法刻蚀夜叫等离子刻蚀。
即采用等离子体轰击的方法进行的刻蚀。
随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液体和气体。
它们统称为物质的三态。
如果温度升高到10e4K甚至10e5K，分子间和原子间的运动十分剧烈，彼此间已难以束缚，原子中的电子因具有相当大的动能而摆脱原子核对它的束缚，成为自由电子，原子失去电子变成带正电的离子。
这样，物质就变成了一团由电子和带正电的的离子组成的混合物。
这种混合物叫等离子体。
它可以称为物质的第四态。
等离子产生一般有三种方法：（1）驿电耦合出）感陛瑞合（C）电磁波耦合具体到太阳能电池中，等离子刻蚀是采用高频辉光放电反应，即采用感应耦合的方式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）。
下图为干法刻蚀的示意图：干法刻蚀具体的工艺过程如下：首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子，即CF4-CF3, CF2, CF, F, C以及它们的离子。
其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，并在表面上发生化学反应（掺入O2,提高刻蚀速率）。
具体的反应过程可参考下图：在实际的太阳能电池的生产过程中，干法刻蚀中影响因素主要是CF4, O2的 流量，辉光时间，辉光功率。
太阳能刻蚀篇
太阳能电池片科普系列——刻蚀篇来源:北极星太阳能光伏网（独家）作者:陈雪松2017/11/22 11:31:21关键词::扩散过后的下一个工序是刻蚀，由于扩散采用背靠背扩散，硅片的边缘没有遮挡也被扩散上磷（边缘导通状态），PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路，太阳能电池片会因此失效。
同时此短路通道等效于降低并联电阻。
另外由于在扩散过程中氧的通入，硅片表面会形成一层二氧化硅，在扩散炉高温的作用下POCl3与O2形成的P2O5，部分P原子进入Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半导体，部分则留在了SiO2中形成PSG（磷硅玻璃）。
1、磷硅玻璃会使得电池片在空气中表面容易受潮，导致电流和功率的衰减；2、死层增加了发射区电子的复合，以致少子寿命的降低，进而降低了Voc和Isc；3、磷硅玻璃会使得PECVD后产生色差。
一、刻蚀的原理工艺流程：上片→蚀刻槽（H2SO4 HNO3 HF）→水洗→碱槽(KOH)→水洗→HF槽→水洗→下片刻蚀槽HNO3和HF的混合液体会对扩散后硅片的下表面及边缘进行腐蚀,以去除边缘的N型硅,打破硅片表面短路通路。
因此刻蚀对于液位高度的控制需要特别精确。
反应方程式：3Si + 4HNO3+18HF =3H2 [SiF6] + 4NO2 + 8H2O去PSG磷硅玻璃的原理方程式：SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2[SiF6]SiO2+ 6HF=H2[SiF6]+2H2O当电池片从HF槽出来后，可观察其表面脱水情况，如果脱水效果良好，则代表磷硅玻璃已去除较干净；如果表面水珠较多，则代表磷硅玻璃未被去除干净，可添加适量HF到HF 槽中。
二、刻蚀工序工艺指标管控当电池片经过刻蚀机台出来时，首先检查硅片表面，绒面是否明显斑迹，是否有药液残留。
该工序一般要求面腐蚀深度控制在～μm范围内,同时硅片表面刻蚀宽度不超过2mm, 刻蚀边缘绝缘电阻大于1K欧姆。
光伏电池硅片的刻蚀ppt课件
控制刻蚀参数
如刻蚀时间、温度、气体流量等，以保证刻蚀效果和硅片的完整性。
去胶
选择合适的去胶方法
根据胶水的性质选择适合的去胶方法， 如酸碱溶液、有机溶剂等。
VS
控制去胶时间和温度
保证胶层被完全去除，同时避免对硅片造 成损伤。
04
光伏电池硅片刻蚀设备与材料
刻蚀设备
01
02
03
反应离子刻蚀机
用于制造深槽和孔洞，具 有高精度和高效率的特点。
化学刻蚀技术
利用化学反应去除硅片表面的材料， 加工精度和效率有所提高。
半导体行业应用的刻蚀技术
随着半导体技术的发展，刻蚀技术逐 渐应用于光伏电池制造领域，并不断 改进和完善。
激光刻蚀技术
利用激光的高能量和高精度特性，实 现快速、高效、高精度的刻蚀加工。
02
光伏电池硅片刻蚀原理
物理刻蚀原理
等离子体轰击
等离子刻蚀机
适用于大面积处理，可实 现硅片的批量刻蚀。
激光刻蚀机
利用激光的高能量密度， 实现快速、高精度的刻蚀。
刻蚀气体
氯气
01
用于产生氯离子，主要与氢气配合使用。
氟化物
02
如SF6，用于产生氟离子，常与氧气配合使用。
氢气
03
作为稀释气体，可调节刻蚀速率和均匀性。
涂胶材料与去胶材料
要点一
涂胶材料
和减反射层等结构。
刻蚀技术可以提高电池的光电转 换效率和生产效率，降低生产成
本。
刻蚀技术与其他微纳加工技术的结合应用
刻蚀技术可以与其他微纳加工技术如光刻、镀膜、干法刻蚀等相结合，实现更精细 和复杂的结构制作。
通过与其他技术的结合，刻蚀技术可以应用于制作高效能的光伏电池，如PERC、 TOPCon、HJT等新型电池结构。
光伏电池---硅片刻蚀
自动补液 调整自动补液的周期以及自动补液量（HF HNO3），补液周期越短，补液量越大，腐蚀深度越大， 反之。
手动补液 可以手动添加化学品（HF HNO3 DI水），一 般在腐蚀深度偏差较大时进行手动补液，一般在换液初 期和槽体寿命快到时。
边缘刻蚀原理反应方程式： 3Si + 4HNO3+18HF =3H2 [SiF6] + 4NO2↑ + 8H2O
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LOREM IPSUM DOLOR
2.2 去PSG原理： SiO2+4HF=SiF4+2H2O SiF4+2HF=H2[SiF6] SiO2+ 6HF=H2[SiF6]+2H2O
去PSG工序检验方法： 当硅片从HF槽出来时，观或刻蚀不足的情况，一般不超 过2mm，通过肉眼观察，也可通过冷热探针测量边缘电压 来判断是否刻通。
刻蚀不足：一般首先通过调节参数保证腐蚀深度在工 艺控制范围内即可。
检验方法
冷热探针法
冷热探针法测导电型号
检验原理
热探针和N型半导体接触时，传导电子将流向温度较低 的区域，使得热探针处电子缺少，因而其电势相对于 同一材料上的室温触点而言将是正的。 同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触点而言 将是负的。 此电势差可以用简单的微伏表测量。 热探针的结构可以是将小的热线圈绕在一个探针的周 围，也可以用小型的电烙铁。
过刻以及刻蚀线不齐解决方法：
抽风：抽风在很大程度上会影响到刻蚀槽液面波动，而 刻蚀槽任何的液面波动，对在液面上运行的硅片都有很 大影响，抽风对刻蚀线宽影响很大，调节以前首先要观 察好时片子哪条边刻蚀线宽异常再进行相应处理，一般 不建议调整。
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太阳能刻蚀篇精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
太阳能电池片科普系列——刻蚀篇
来源:北极星太阳能光伏网（独家）作者:陈雪松2017/11/22 11:31:21
关键词:
:扩散过后的下一个工序是刻蚀，由于扩散采用背靠背扩散，硅片的边缘没有遮挡也被扩散上磷（边缘导通状态），PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路，太阳能电池片会因此失效。
同时此短路通道等效于降低并联电阻。
另外由于在扩散过程中氧的通入，硅片表面会形成一层二氧化硅，在扩散炉高温的作用下POCl3与O2形成的
P2O5，部分P原子进入Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半导体，部分则留在了SiO2中形成PSG（磷硅玻璃）。
1、磷硅玻璃会使得电池片在空气中表面容易受潮，导致电流和功率的衰减；
2、死层增加了发射区电子的复合，以致少子寿命的降低，进而降低了Voc 和Isc；
3、磷硅玻璃会使得PECVD后产生色差。
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一、刻蚀的原理
工艺流程：上片→蚀刻槽（H2SO4 HNO3 HF）→水洗→碱槽(KOH)→水洗→HF槽→水洗→下片
刻蚀槽HNO3和HF的混合液体会对扩散后硅片的下表面及边缘进行腐蚀,以去除边缘的N型硅,打破硅片表面短路通路。
因此刻蚀对于液位高度的控制需要特别精确。
反应方程式：
3Si + 4HNO3+18HF =3H2 [SiF6] + 4NO2 + 8H2O 去PSG磷硅玻璃的原理方程式：
SiO2+4HF=SiF4+2H2O
SiF4+2HF=H2[SiF6]
SiO2+ 6HF=H2[SiF6]+2H2O
当电池片从HF槽出来后，可观察其表面脱水情况，如果脱水效果良好，则代表磷硅玻璃已去除较干净；如果表面水珠较多，则代表磷硅玻璃未被去除干净，可添加适量HF到HF槽中。
二、刻蚀工序工艺指标管控
当电池片经过刻蚀机台出来时，首先检查硅片表面，绒面是否明显斑迹，是否有药液残留。
该工序一般要求面腐蚀深度控制在～μm范围内,同时硅片表面刻蚀宽度不超过2mm, 刻蚀边缘绝缘电阻大于1K欧姆。
对于刻蚀程度可以通过刻重来衡量——刻蚀前重量减去刻蚀后重量。
对于刻重的要求，不同公司有不同的要求，一般远小于制绒减薄量。
疏水性测试，刻蚀后电池片需要=定时抽检电池片疏水性，疏水性可反映扩散的好坏。
反射率，主要与刻重、电池片和药液有关
三、刻蚀车间常见事项
异常处理，刻蚀车间和制绒车间极其类似，机台叠片、碎片、吹不干、残留和色斑等常见问题等都极为相似，机台的维护、抽风、流量等引起的工艺问题类型也多相似。
1、纯水电导率检测、生产所用均为纯水，纯度不高将直接导致电池片严重的质量问题；
2、空气温度和洁净度，电池片是就像襁褓中的婴儿，任何风吹草动都会引起相当大的后果；
3、化学浓度分析，对制绒槽药液进行定期分析，以便调整。
4、返工分类，大过刻、小过刻等返工工艺不同，需要对返工进行区分，送至制绒车间。
四、总结
刻蚀车间的机器和制绒车间几乎是同样的，同样的RENA机器进行稍微的改动就可以使用在不要的工序，同样制绒车间面临的问题刻蚀车间也同样存在，维护繁琐，有安全隐患等（具体可参见太阳能电池片科普系列制绒篇）。
刻蚀也属于湿制程，对药液寿命、药液成分比例、外围都同样较为敏感，问题出现都是批量性的，问题处理上只能靠经验和数据。