晶硅片制绒及清洗
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硅酸钠的热导性很差。一般硅酸钠超过一定的量时，腐蚀 产生的热量超过从溶液表面和容器侧面所散发的热量，使 溶液的温度持续升高。所以初抛液必须定期更换或排出部 分溶液。
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单晶硅片清洗制绒原因
清除表面油污、杂质颗粒及金属杂质： 1、清洗前去除晶硅片表面污渍，主要用
CH2COOH溶液通O3的方式然后通过超声波 清洗达到预定效果，主要防止表面物清洗 不干净影响到制绒效果； 2、制绒后通过QDR、纯水隔离等方式对硅片 残留物进行清洗；
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单晶硅片清洗制绒原因
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单晶硅片清洗制绒原因
正常片制绒后图片：
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单晶硅片清洗制绒
1、制绒前清洗 2、制绒前去除硅片表面损伤 3、硅片制绒 4、制绒后清洗 5、烘干
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单晶硅片清洗制绒
制绒前清洗：
原因：
• 硅片有手指印，在清洗前看不见，但是清洗后却清晰可见； • 硅片切割后清洗工艺中的有机物沾污； • 硅片表面的碳沾污； • 硅片切割时润滑剂的粘污。如果润滑剂过粘，会出现无法有效进入刀
到去除损伤层的效果,此时的腐蚀速率可达到6～10um/min 。 • 初抛时间在达到去除损伤层的基础上尽量减短，以防硅 片被腐蚀过薄。 • 对于NaOH浓度高于20%W/V的情况，腐蚀速度主要取决 于溶液的温度，而与碱溶液实际浓度关系不大。
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单晶硅片清洗制绒原因
硅片表面产生损伤层原因：
若损伤层去除不足会出现3种可能情况：残余缺陷、残余 缺陷在后续高温处理过程中向材料深处继续延伸、切割过 程中导致的杂质未能完全去除。
5丝网印刷制备 电极
4、在两面用溅射 法沉积透明氧化 物薄膜
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单晶硅片清洗制绒原因
清洗与制绒目的：
一、去除硅片表面机械损伤层； 二、清除表面油污、杂质颗粒及金属杂质 ； 三、形成起伏不平的绒面，增加硅对太阳 光的吸收。
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单晶硅片清洗制绒原因
硅片表面产生损伤层原因： 1、硅锭的铸造过程
口的现象，如润滑剂过稀则冷却效果不好。这些润滑剂在高温下有可
能碳化粘附在硅片表面。
• 硅片经过热碱处理后提出在空气中，时间过长会与空气中的氧反应形
成一层氧化层，这层氧化层一旦形成就很难再清洗下去了。因此，在
碱清洗后不能在空气中暴露12秒以上。
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单晶硅片清洗制绒
制绒前清洗：
• 有机溶剂+超声——有机溶剂溶解有机物质 • 酸性液体去除法——如RCA工艺：热硫酸煮硅片 • 表面活性剂 • NaOCl热处理——利用O自由基的强腐蚀
3、制绒后酸洗
• HF的作用：
• 去除硅片表面二氧化硅层； • 与硅片表面硅悬挂键形成Si-H钝化键。
SiO 2 6HF H2 SiF6 2H2O
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单晶硅片清洗制绒原因
• 制备绒面的目的： 减少光的反射率，提高短路电流
（Isc），最终提高电池的光电转换效率。
• 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
我们主要采用第一种方法： CH3COOH+O3+超声
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21源自文库
单晶硅片清洗制绒
污染片制绒：
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单晶硅片清洗制绒
去损伤层：
硅片在切割过程中表面留有大约10～20μm的锯后损 伤层，对制绒有很大影响，因此在制绒前必须将其除去。 单晶一般用碱与硅反应的方法除去。现在很多公司常用 NaOH，工艺参数有溶液温度、反应时间和溶液浓度。 NaOH浓度大于20％，反应速率主要取决于温度 NaOH浓度为20％，在90℃时候速率可以达到6—10um/Min 大部分采用： NaOH浓度为25％，温度85℃
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单晶硅片清洗制绒原因
硅片表面产生损伤层原因： 2、多线切割
金属线(钼线)
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单晶硅片清洗制绒原因
硅片表面产生损伤层原因： 3、机械损伤层
硅片
机械损伤层（10微米）
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单晶硅片清洗制绒原因
硅片表面产生损伤层方法：
• 线切割损伤层厚度可达10微米左右。 • 一般采用20%的碱溶液在78℃条件腐蚀0.5～1min以达
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单晶硅片清洗制绒
制绒：
利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各 向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌 ，就称
为表面织构化。角锥体四面全是由〈111〉面包围形成。
反应式为:
2NaOH+H2O+Si=Na2 SiO3+2H2 ↑
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单晶硅片清洗制绒
单晶硅片清洗与制绒
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单晶硅片清洗与制绒
• HIT电池结构 • HIT电池主要工艺 • 单晶硅片清洗制绒原因 • 单晶硅片清洗制绒 • 单晶硅片清洗制绒设备 • 操作安全、设备安全 • 部分产品缺陷介绍
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HIT电池结构
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HIT电池结构
• 上图表示HIT太阳电池的基本构造，其特征 是以光照射侧的p-i型a-Si膜( 膜厚5-10 nm) 和背面侧的i-n 型a-Si 膜( 膜厚5-10 nm)夹住单结晶Si 片（图中是250μm）, 在 两侧的顶层形成透明的电极和集电极, 构成 具有对称构造的HIT 太阳电池。
角锥体形成的原理
角锥体的密度和它们的几何特征同时影响着太阳 电池的陷光效率和前表面产生反射损失的最低限 。尺寸一般控制在3～5微米。
推测腐蚀反应期间的产物氢气泡的发展对角锥体 的形成起着重要的作用 。气泡粘附在硅片表面，
它们的掩蔽作用导致了溶液的侧向腐蚀，这是角
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HIT电池结构
• 1、p-n结通过PECVD的方式，将本征非晶 硅和p型非晶硅层沉积到n型单晶硅层的衬 底上；
• 2、在另一侧，背面场结构由本征非晶硅和 n型非晶硅层构成。
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HIT主要工艺
1、硅片 的清洗 制绒
2、正面用PECVD 制备本征非晶硅 薄膜和P型非晶 硅薄膜
3 、 背 面 用 PECVD 制备本征非晶硅薄 膜和N 型非晶硅薄 膜
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单晶硅片清洗制绒原因
3、制绒后酸洗 HCL作用 • 中和残留在硅片表面残余碱液；
• 去除在硅片切割时表面引入的金属杂质。
• 注：盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯 离子能与Fe3+、Pt2+、Au3+、Ag+、Cu+、 Cd2+、Hg2+等金属离子形成可溶于水的络 合物。
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单晶硅片清洗制绒原因
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单晶硅片清洗制绒原因
清除表面油污、杂质颗粒及金属杂质： 1、清洗前去除晶硅片表面污渍，主要用
CH2COOH溶液通O3的方式然后通过超声波 清洗达到预定效果，主要防止表面物清洗 不干净影响到制绒效果； 2、制绒后通过QDR、纯水隔离等方式对硅片 残留物进行清洗；
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单晶硅片清洗制绒原因
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单晶硅片清洗制绒原因
正常片制绒后图片：
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单晶硅片清洗制绒
1、制绒前清洗 2、制绒前去除硅片表面损伤 3、硅片制绒 4、制绒后清洗 5、烘干
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单晶硅片清洗制绒
制绒前清洗：
原因：
• 硅片有手指印，在清洗前看不见，但是清洗后却清晰可见； • 硅片切割后清洗工艺中的有机物沾污； • 硅片表面的碳沾污； • 硅片切割时润滑剂的粘污。如果润滑剂过粘，会出现无法有效进入刀
到去除损伤层的效果,此时的腐蚀速率可达到6～10um/min 。 • 初抛时间在达到去除损伤层的基础上尽量减短，以防硅 片被腐蚀过薄。 • 对于NaOH浓度高于20%W/V的情况，腐蚀速度主要取决 于溶液的温度，而与碱溶液实际浓度关系不大。
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单晶硅片清洗制绒原因
硅片表面产生损伤层原因：
若损伤层去除不足会出现3种可能情况：残余缺陷、残余 缺陷在后续高温处理过程中向材料深处继续延伸、切割过 程中导致的杂质未能完全去除。
5丝网印刷制备 电极
4、在两面用溅射 法沉积透明氧化 物薄膜
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单晶硅片清洗制绒原因
清洗与制绒目的：
一、去除硅片表面机械损伤层； 二、清除表面油污、杂质颗粒及金属杂质 ； 三、形成起伏不平的绒面，增加硅对太阳 光的吸收。
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单晶硅片清洗制绒原因
硅片表面产生损伤层原因： 1、硅锭的铸造过程
口的现象，如润滑剂过稀则冷却效果不好。这些润滑剂在高温下有可
能碳化粘附在硅片表面。
• 硅片经过热碱处理后提出在空气中，时间过长会与空气中的氧反应形
成一层氧化层，这层氧化层一旦形成就很难再清洗下去了。因此，在
碱清洗后不能在空气中暴露12秒以上。
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单晶硅片清洗制绒
制绒前清洗：
• 有机溶剂+超声——有机溶剂溶解有机物质 • 酸性液体去除法——如RCA工艺：热硫酸煮硅片 • 表面活性剂 • NaOCl热处理——利用O自由基的强腐蚀
3、制绒后酸洗
• HF的作用：
• 去除硅片表面二氧化硅层； • 与硅片表面硅悬挂键形成Si-H钝化键。
SiO 2 6HF H2 SiF6 2H2O
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单晶硅片清洗制绒原因
• 制备绒面的目的： 减少光的反射率，提高短路电流
（Isc），最终提高电池的光电转换效率。
• 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
我们主要采用第一种方法： CH3COOH+O3+超声
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21源自文库
单晶硅片清洗制绒
污染片制绒：
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单晶硅片清洗制绒
去损伤层：
硅片在切割过程中表面留有大约10～20μm的锯后损 伤层，对制绒有很大影响，因此在制绒前必须将其除去。 单晶一般用碱与硅反应的方法除去。现在很多公司常用 NaOH，工艺参数有溶液温度、反应时间和溶液浓度。 NaOH浓度大于20％，反应速率主要取决于温度 NaOH浓度为20％，在90℃时候速率可以达到6—10um/Min 大部分采用： NaOH浓度为25％，温度85℃
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单晶硅片清洗制绒原因
硅片表面产生损伤层原因： 2、多线切割
金属线(钼线)
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单晶硅片清洗制绒原因
硅片表面产生损伤层原因： 3、机械损伤层
硅片
机械损伤层（10微米）
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单晶硅片清洗制绒原因
硅片表面产生损伤层方法：
• 线切割损伤层厚度可达10微米左右。 • 一般采用20%的碱溶液在78℃条件腐蚀0.5～1min以达
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单晶硅片清洗制绒
制绒：
利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各 向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌 ，就称
为表面织构化。角锥体四面全是由〈111〉面包围形成。
反应式为:
2NaOH+H2O+Si=Na2 SiO3+2H2 ↑
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单晶硅片清洗制绒
单晶硅片清洗与制绒
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单晶硅片清洗与制绒
• HIT电池结构 • HIT电池主要工艺 • 单晶硅片清洗制绒原因 • 单晶硅片清洗制绒 • 单晶硅片清洗制绒设备 • 操作安全、设备安全 • 部分产品缺陷介绍
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HIT电池结构
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HIT电池结构
• 上图表示HIT太阳电池的基本构造，其特征 是以光照射侧的p-i型a-Si膜( 膜厚5-10 nm) 和背面侧的i-n 型a-Si 膜( 膜厚5-10 nm)夹住单结晶Si 片（图中是250μm）, 在 两侧的顶层形成透明的电极和集电极, 构成 具有对称构造的HIT 太阳电池。
角锥体形成的原理
角锥体的密度和它们的几何特征同时影响着太阳 电池的陷光效率和前表面产生反射损失的最低限 。尺寸一般控制在3～5微米。
推测腐蚀反应期间的产物氢气泡的发展对角锥体 的形成起着重要的作用 。气泡粘附在硅片表面，
它们的掩蔽作用导致了溶液的侧向腐蚀，这是角
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HIT电池结构
• 1、p-n结通过PECVD的方式，将本征非晶 硅和p型非晶硅层沉积到n型单晶硅层的衬 底上；
• 2、在另一侧，背面场结构由本征非晶硅和 n型非晶硅层构成。
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HIT主要工艺
1、硅片 的清洗 制绒
2、正面用PECVD 制备本征非晶硅 薄膜和P型非晶 硅薄膜
3 、 背 面 用 PECVD 制备本征非晶硅薄 膜和N 型非晶硅薄 膜
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单晶硅片清洗制绒原因
3、制绒后酸洗 HCL作用 • 中和残留在硅片表面残余碱液；
• 去除在硅片切割时表面引入的金属杂质。
• 注：盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯 离子能与Fe3+、Pt2+、Au3+、Ag+、Cu+、 Cd2+、Hg2+等金属离子形成可溶于水的络 合物。
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单晶硅片清洗制绒原因