石墨舟Si3N4脱落导致效率偏低
光催化固氮效率低的原因
光催化固氮效率低的原因
光催化固氮是一种利用光能将大气中的氮气转化为可用于植物
生长的氨的过程。
然而，光催化固氮的效率受到多种因素的影响，
以下是一些可能导致效率低的原因：
1. 光催化剂选择，光催化固氮过程中使用的催化剂对其效率有
着重要影响。
一些催化剂可能对氮气的吸附和转化效率较低，从而
影响固氮的效率。
2. 光照条件，光照是光催化固氮的关键因素，光照条件的变化
会直接影响固氮效率。
不足的光照会限制反应速率，从而降低固氮
效率。
3. 反应条件，包括温度、压力、气体流速等因素，都会对光催
化固氮的效率产生影响。
不适宜的反应条件可能导致反应速率降低，从而影响固氮效率。
4. 反应机理，固氮反应的复杂性和多步骤性质使得其效率易受
反应机理的影响。
如果反应机理不清晰或者存在竞争反应，都会降
低固氮效率。
5. 催化剂稳定性，一些催化剂在长时间使用后会出现失活或者结构破坏，导致固氮效率的下降。
6. 氮气选择性，光催化固氮可能会产生一些副产物，而非目标产物氨，这些副产物的生成会降低固氮效率。
综上所述，光催化固氮效率低的原因可能涉及催化剂选择、光照条件、反应条件、反应机理、催化剂稳定性和氮气选择性等多个方面。
因此，提高光催化固氮的效率需要综合考虑这些因素，并进行针对性的优化和改进。
硅的光电转换效率降低的原因
硅的光电转换效率降低的原因
硅的光电转换效率降低的原因有以下几个：
1. 光伏电池的组成材料之一：硅的带隙较大，其光电转换效率相较于其他半导体材料较低。
硅的直接带隙为1.1电子伏特（eV），只能吸收波长较大的红外光，而对于波长较短的可
见光则吸收较少。
2. 硅的晶体结构：硅晶体的晶格常数较大，造成了光电转换过程中出现了大量的损耗。
此外，硅具有较大的光散射和光反射损耗，使得光线不能充分穿透通过使之转换为电能。
3. 传统硅光伏电池的制备工艺：硅光伏电池的制备工艺相对复杂，使用的材料较多，加工步骤较多，以致增加了能量损耗和材料成本。
此外，制备过程中可能导致杂质、缺陷等问题，影响了光电转换效率。
4. 热损耗：在光电转换过程中，硅光伏电池会产生一定的热损耗。
由于硅的热导率较低，热损耗会导致部分能量转化为热能而损失。
总之，以上因素都导致了硅光伏电池的光电转换效率相对较低。
为了提高光伏电池的效率，科学家们正在积极研究开发新的材料和工艺，以提高光电转换效率。
石墨电极剥落掉块原因
石墨电极剥落掉块原因
作为电池、锂电池等电化学设备中不可或缺的一部分，石墨电极的剥落问题一直备受关注。
石墨电极剥落掉块的原因有多种，下面将从材料本身的特性、操作条件以及外界因素等方面进行分析。
石墨电极的剥落问题与其自身的物理特性密切相关。
石墨电极一般由石墨粉末或石墨颗粒经过成型、压制、烘干等工艺制成，其内部结构由许多石墨层堆叠而成。
然而，由于不可避免的制造工艺限制以及材料的不均匀性，石墨电极内部存在着一些微小的缺陷和不均匀性。
在长期使用过程中，这些缺陷和不均匀性会导致石墨层之间的粘结力减弱，从而促使石墨电极发生剥落。
操作条件也是导致石墨电极剥落的重要因素之一。
在电化学设备中，石墨电极通常会受到较大的电流和电压的作用。
当电流过大或电压过高时，石墨电极内部的石墨层之间的粘结力无法承受外界的力量，从而容易发生剥落。
此外，操作温度的变化也会影响石墨电极的稳定性，过高或过低的温度都可能导致石墨电极的剥落。
外界因素也可能引起石墨电极的剥落。
例如，电化学设备的振动、冲击和震荡等外力作用会破坏石墨电极内部的结构，进而导致剥落。
同时，电化学设备中可能存在的腐蚀性介质、氧化剂等化学物质也会侵蚀石墨电极，使其发生剥落。
石墨电极剥落掉块的原因主要包括材料本身的特性、操作条件以及
外界因素等方面。
为了解决这一问题，可以从改进制造工艺、优化操作条件以及提高石墨电极的抗腐蚀性能等方面入手。
只有充分认识和理解这些原因，才能更好地预防和解决石墨电极剥落的问题，提高电化学设备的性能和稳定性。
一次清洗影响因素
一次清洗影响因素1.温度温度过高，首先就是IPA不好控制，温度一高，IPA的挥发很快，气泡印就会随之出现，这样就大大减少了PN结的有效面积，反应加剧,还会出现片子的漂浮，造成碎片率的增加。
可控程度：调节机器的设置，可以很好的调节温度。
2.时间金字塔随时间的变化：金字塔逐渐冒出来；表面上基本被小金字塔覆盖，少数开始成长；金字塔密布的绒面已经形成，只是大小不均匀，反射率也降到比较低的情况；金字塔向外扩张兼并，体积逐渐膨胀，尺寸趋于均等，反射率略有下降。
可控程度：调节设备参数，可以精确的调节时间。
3.IPA1.协助氢气的释放。
2.减弱NaOH溶液对硅片的腐蚀力度，调节各向因子。
纯NaOH溶液在高温下对原子排列比较稀疏的100晶面和比较致密的111晶面破坏比较大，各个晶面被腐蚀而消融，IPA明显减弱NaOH的腐蚀强度，增加了腐蚀的各向异性，有利于金字塔的成形。
乙醇含量过高，碱溶液对硅溶液腐蚀能力变得很弱，各向异性因子又趋于1。
可控程度：根据首次配液的含量，及每次大约消耗的量，来补充一定量的液体，控制精度不高。
4.NaOH形成金字塔绒面。
NaOH浓度越高，金字塔体积越小，反应初期，金字塔成核密度近似不受NaOH浓度影响，碱溶液的腐蚀性随NaOH浓度变化比较显著，浓度高的NaOH溶液与硅反映的速度加快，再反应一段时间后，金字塔体积更大。
NaOH浓度超过一定界限时，各向异性因子变小，绒面会越来越差，类似于抛光。
可控程度：与IPA类似，控制精度不高。
5.Na2SiO3SI和NaOH反应生产的Na2SiO3和加入的Na2SiO3能起到缓冲剂的作用，使反应不至于很剧烈,变的平缓。
Na2SiO3使反应有了更多的起点，生长出的金字塔更均匀，更小一点 Na2SiO3多的时候要及时的排掉，Na2SiO3导热性差，会影响反应,溶液的粘稠度也增加，容易形成水纹、花蓝印和表面斑点。
可控程度：很难控制。
4#酸洗HCL去除硅片表面的金属杂质盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与多种金属离子形成可溶与水的络合物。
钒液流电池石墨毡电极的使用中存在的问题
钒液流电池石墨毡电极的使用中存在的问题钒液流电池是一种具有广阔应用前景的新型储能技术，其中的石墨毡电极被广泛应用在钒液流电池系统中。
然而，在钒液流电池石墨毡电极的使用过程中存在一些问题，这些问题需要我们深入了解和解决。
本文将对钒液流电池石墨毡电极使用中存在的问题进行详细评估，并提出解决方案，希望能为钒液流电池技术的发展做出一点贡献。
1. 石墨毡电极的劣化问题石墨毡电极在钒液流电池中起到催化反应的作用，但在长期使用过程中，电极会出现劣化现象。
这主要是因为钒液中的离子会与电极发生反应，导致电极材料的演变和损耗。
石墨毡电极的劣化问题一方面会降低钒液流电池的能量效率，另一方面也会影响电池的寿命。
如何解决石墨毡电极的劣化问题成为了我们亟待解决的难题。
2. 石墨毡电极的活性损失问题石墨毡电极的活性损失问题是指在钒液流电池工作中，电极表面的活性物质逐渐丧失，导致电极的反应活性降低。
具体来说，钒液中的离子在经过电极时，会迅速与电极表面的催化活性物质发生反应，但随着时间的推移，电极表面的活性物质会逐渐耗尽，从而导致电极的反应效率下降。
为了解决这一问题，我们可以尝试改变电极材料的制备方法，提高电极表面活性物质的含量，或者开发新的催化活性物质来替代石墨毡电极。
3. 石墨毡电极的导电性问题石墨毡本身是一种导电性较弱的材料，而钒液流电池对电极的导电性要求较高。
如何改善石墨毡电极的导电性也是一个需要解决的问题。
在实际应用中，我们可以尝试添加导电物质来提高石墨毡电极的导电性，或者通过改变石墨毡的结构和形貌来提高其导电性能。
4. 石墨毡电极的稳定性问题石墨毡电极的稳定性问题主要表现在长期使用过程中，电极会出现退化和失效现象。
这可能是由于电极材料在钒液流电池环境中受到了物理、化学和电化学的多重作用，导致其结构破坏和性能下降。
为了提高石墨毡电极的稳定性，我们需要对电极材料进行优化设计，选择更加稳定的材料或者改变电极的结构，以提高其抗退化能力。
石墨舟
操作
1号槽为HF溶液槽 2号槽为纯水槽 3号槽为清洗工艺槽
开关工艺槽需注意 先开工艺槽盖再开外保护窗 先关外保护窗再关工艺槽盖
操作
操作
操作
操作
操作注意事项
注 意 事 项
穿戴防护用品
操作注意事项
注 意 事 项
穿戴防护用品
安全
氢氟酸（HF）是氟化氢气体的水溶 液, 具有弱酸性，为无色透明至淡黄 色冒烟液体。有刺激性气味。有剧毒。 腐蚀性强，对牙、骨损害较严重。 注意：接触到HF立即用六氟磷清洗后 涂葡萄酸钙 操作完后及时到湿法实验台清洗
1 2 3
4 5
设备介绍
HF泄漏传感器 界面（触屏、按钮） 报警器
工艺介绍
拆解
清洗 烘干
组装
预处理 工序
工艺介绍
工艺介绍
在室温条件下(<40°C)，将分解后的石墨 舟零件放置于浓度5~20%的HF(最佳浓度 为10%)清洗槽中清洗4~6小时，再用水清 洗4~6小时。 石墨舟零件放置烘干炉，80°C烘烤至少8 小时。 注：一次最多能清洗两个舟
石墨舟清洗
主要内容 主要内容
目的 原理 设备介绍 工艺介绍 操作注意事项 安全注意事项
目的
清洁石墨舟表面的氮化硅 石墨舟的表面会随着制程次数增加而 逐渐被侵蚀。因此，当石墨舟使用次 数越多，会使沉积在电池片表面的 SiN膜之差异性越大。故当使用次数 达100至150 时，需将石墨舟全部分解 并加以清洗。
原理
Si3N4+4HF+9H2O=3H2SiO3+4NH4F Si3N4 + 12 HF =3SiF4↑+4NH3 (SiF4水解成H2SiO3）
设备介绍
石墨舟卡点处硅片及单晶硅太阳电池品质异常的研究
太 阳 能第6期 总第338期2022年6月No.6 Total No.338 Jun., 2022SOLAR ENERGY0 引言在太阳电池制备过程中，利用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺对硅片进行背面镀膜已得到广泛应用。
PECVD[1-2]设备以石墨舟[3]为硅片载体，二合一PECVD设备是将传统的氧化铝沉积设备与氮化硅沉积设备合二为一，相较于传统的背面镀膜设备，其拥有更小的空间及占地面积、更低的生产人力成本、更优的钝化效果及太阳电池光电转换效率。
目前，在业内的太阳电池生产线中，利用二合一管式PECVD设备进行硅片背面镀膜时，石墨舟卡点[4]处的硅片和太阳电池均存在较为明显的品质问题，主要表现为：1)硅片边缘有瑕疵，增加了丝印崩网率和太阳电池的碎片率；2)太阳电池电致发光(EL)发黑，严重影响太阳电池的良品率。
因此，石墨舟卡点处硅片和太阳电池品质异常问题亟待解决。
本文以利用二合一管式PECVD设备进行硅片背面镀膜时出现的石墨舟卡点处硅片瑕疵及单晶硅太阳电池EL发黑的异常现象为研究对象，分析了此种PECVD设备镀膜时，射频电流、石墨舟卡点形状及石墨舟清洗液配方对石墨舟卡点处硅片和单晶硅太阳电池品质异常的影响，并提出了解决方案。
1 实验1.1 实验材料及表征本文所用硅片是在同一根单晶硅硅棒上采用太阳能级掺镓p型金刚线切割得到，硅片尺寸为158 mm×158 mm，厚度为165～175 μm，电阻率范围为0.4～1.1 Ω•cm。
采用深圳市捷佳伟创新能源装备股份有限公司生产的二合一管式PECVD设备进行硅片背面镀膜，采用上海弘枫实业有限公司生产的DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20210311.01 文章编号：1003-0417(2022)06-97-06石墨舟卡点处硅片及单晶硅太阳电池品质异常的研究张福庆*，王贵梅，孙晓凯，赵鹏飞，曹占傲(晶澳太阳能有限公司，邢台 055550)摘 要：在太阳电池制备过程中，采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺对硅片背面镀膜是其重要工序之一，但石墨舟卡点处的硅片在镀膜后常出现瑕疵，且制备的太阳电池进行电致发光(EL)测试时石墨舟卡点处存在EL发黑的情况，严重影响太阳电池的品质。
39-晶体硅电池的氮氧化硅(SiOxNy)薄膜特性研究
2 实验
实验时的抛光硅片选择 156 mm×156 mm，厚 度为 500 μm，电阻率为 1.5 Ω·cm。在沉积 PECVD 前，需要对抛光硅片进行清洗。采用混合
实验中采取测试 9 点的方法，然后取平均值。 测试示意图如图 2 所示。然后把各条件其他片子进 行丝网印刷后烧结，测试电池的电性能。实验中使 用美国 Nicolet 的 670FTIR 红外傅里叶分析仪测得 不同折射率下的红外吸收光谱图。用台湾 Ratitech 公司生产的积分反射仪测试多晶硅片的反射率。
图5中（a）、（b）、（c）分别为刻蚀之后没有 沉积薄膜之前整个硅片的少子寿命分布图，而（a ˊ）、（bˊ）、（cˊ）分别为氮氧化硅薄膜、双层
的钝化效果和最低的表面态，从而使发射极附近的表 面复合和节区复合更少，提高了短波段的量子效率。
氮化硅及单层氮化硅膜后烧结之后少子寿命分布
图。由图中可以看出，在沉积薄膜之前平均少子寿命 分别为3.745 μs、3.883 μs和3.993 μs，数值上看
研究薄膜沉积的最佳条件后，在多晶硅片上进行实 验，多晶硅片选择 156 mm×156 mm，厚度为 200μ
m，电阻率为 1.5 Ω·cm，根据所需折射率不同，
对其进行比例匹配。经过沉积薄膜后，然后取出几片
测试其膜厚及折射率，最后经过烧结炉后通过碘酒钝
化其背表面，测试其少子寿命。
图 2 测试 9 点的区域示意图 Fig. 2 The graph of 9 measure points
PECVD工序硅片上下料时掉片的解决措施
摘 要：在太阳能电池片（硅片）的生产工艺流程中，镀膜（ＰＥＣＶＤ）工序硅片的自动化传输由全自动石墨舟上下料机完成。
通过对机械精度的调整和优化机器人运动轨迹，制定了针对机器人插片时掉片这一问题的解决措施。
关键词：ＰＥＣＶＤ；掉片；机械精度；机器人运动轨迹中图分类号：ＴＭ９１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－３４７４（２０２０）０３－０１７８－０４Abstract: In the production process of solar cells (silicon wafers), the automatic transmission of silicon wafer in PECVD process is completed by automatic graphite boat loading and unloading machine. By adjusting the mechanical precision and optimizing the motion trajectory of the robot, the solution to the problem of chip dropping when inserting is proposed.Key Words: PECVD; chip dropping; mechanical precision; robot trajectory Document Code: A Article ID: 1001-3474 (2020) 03-0178-04PECVD工序硅片上下料时掉片的解决措施Solution to Chip Dropping during Wafer Loading and Unloading in PECVD Process吕沫LV Mo（中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 ０３００２４）( The 2nd Research Institute of CETC, Taiyuan 030024, China )作者简介：吕沫（１９８４－ ），女，毕业于长春理工大学，工程师，主要从事光伏行业自动化传输设备的研制。
39-晶体硅电池的氮氧化硅(SiOxNy)薄膜特性研究
图 4 三种薄膜反射率对比图 Fig.4 Comparison about the reflectivity of different thin films
在设计双层氮化硅膜时，其外层低折射率与底层 高折射率氮化硅的光学匹配，可以增强电池片正表面 对紫外短波(350-550 nm)部分的吸收率，这是因为底 层氮化硅折射率越高，其氮化硅组成成份中所含有的 Si越多，氮化硅的晶格、原子排序与硅基底本身就更 接近，就有更好的表面钝化特性。由于内外层设计的 匹配，使得表面的少子扩散长度增加，短波段的光是 在浅表面吸收并激发出电子空穴对，在可被晶体硅太 阳电池有效利用的光谱范围，双层氮化硅薄膜有更好 的减反效应。而氮氧化硅薄膜中，由于其最低减法点 理论计算值在三种薄膜中最低，从实际测试的反射率 来看，其最低点反射率在615左右，与我们理论值相 接近。可以看出，沉积薄膜对我们硅片的反射率均有 改善，改善效果氮氧化硅薄膜最优，双层氮化硅次之， 氮化硅稍差。 3.3 钝化效果
氮氧化硅是介于氮化硅和二氧化硅间的一种物
质，其电学性能和光学性能介于两者之间，通过改变 其组成成分，可使其折射率控制在(1.47(SiO2)～ 2.3(SiNx))之间。SiOxNy薄介质膜，随着氧含量的增加 转化向SiO2成分较多的结构；随着氮含量的增多，转 向SiNx成分较多的结构。优化制膜工艺形成富氮的 SiOxNy薄膜，结构与性能上趋向SiNx膜保留了SiO2的 膜部分优点，提高了薄膜的物理与电学性能。
参考文献
在 3330 cm-1 和 1170cm-1 处的 N-H 键由于氧含 量的增大，导致 N 含量的减小，因此，N-H 振动峰 的强度逐渐减弱。在 2160 cm-1 伴随着氧含量的增 加，Si-H 键逐渐减小，这是因为氧与硅的结合比硅 与 H 的结合容易，由于氧含量增加阻止了薄膜中的 H 与硅结合。当折射率达到 1.85 时，得到减反与钝
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五、造成损失
1.效率下降导致的成本损失 =损失效率*电池片面积*日产量*天数*每瓦价格
=0.08%*24.336*(377000*10)*2.2
= 161474.2元
2.粉末对网版的损害，提前更换网版的损失 =多使用的网版数量*单块网版价格 =80*1000 =80000元
3.总损失=161474.2+80000 =241474.2元
0
2
13
23
38
5062ຫໍສະໝຸດ 706960
54
45
29
13
0
0
随着任鹏新舟在线数量的增加，电池效率随之出现下滑；
随着任鹏新舟在线数量的减少，电池效率随之出现上升；
电池效率与任鹏新舟导入有很强的对应关系，判断为任鹏新舟异常导致效率下 滑；
三、异常分析@粉末成分分析
舟页上的 粉末脱落
对粉末进 行SEM元 素分析
电池五部在5月底开始导入任鹏石墨舟新舟后，发现舟页有严重的粉末脱落现象，同时丝网
新舟页在清洗一轮后粉末脱落现象基本消失，效率回升。 至6月10日夜班新舟页全部清洗一轮结束后，丝网效率恢复正常，基本恢复到导入新舟页前 的水平（平均效率18.32%）。
新舟页脱落现象
二、任鹏新舟导入进度&效率趋势
对比组 电池片编号
Test-6.09-17.8旧 网版使用三小时 Test-6.09-17.9旧 Test-6.09-18.0旧 Test-6.09-18.1旧 平均值 Test-6.09-17.9新 新网版 Test-6.09-18.0新 Test-6.09-18.2新 Test-6.09-18.4新 平均值
晶科能源有限公司
全球领先的光伏一体化产品制造商和服务商
电池五部效率异常排查总结 2015年6月12日
目录
I.数据汇总
一、异常描述 二、任鹏新舟导入进度&效率趋势 三、异常分析 四、排查结论 五、造成损失
一、异常描述：
I.数据汇总
效率严重下降，由18.34%（导入前平均）下降至18.26%（导入后平均），平均下降0.08%。
PE在卸片的过程舟页上中有很多粉末脱落在操作台及硅片上； 对粉末进行SEM分析，脱落的粉末中主要为石墨、Si4N3成分，判断为新舟页异常导致。
三、异常分析@掉粉对后道工序影响
排查发现：丝网更换三道新网版后，效率有短暂的恢复，但生产2-3小时后仍会急剧下降。对更 换网版前后的电池片进行测试SUNS-VOC，结果如下：
网版使用3小时后电池片的J02增大1.4E-08A/cm² ，说明此时PN结已经受到较大损伤。
粉末附着在硅片表面，在印刷时粘附到网版乳剂表面，随着印刷次数的增加，网版表面粉尘 量也越来越多，磨损硅片表面的现象越来越严重，粉尘对硅片PN结造成损伤是直接导致效率 降低的原因，表现为J02增大。
注：J01主要反映电池片基体漏电，J02反映电池片PN结表面漏电，当J02较大时，J01也会受到其影响增大。
18.35
75
18.30
50
18.25
25
18.20 电池效率 任鹏新舟数
导前 5.29 5.30 5.31
0
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12
18.3 18.3 18.3 18.3 18.3 18.2 18.2 18.2 18.2 18.2 18.2 18.2 18.2 18.2 18.3 18.3
Jo1 (A/cm²) 1.6E-12
2.0E-12 2.1E-12 1.2E-12 1.7E-12 9.8E-13 1.9E-12 9.4E-13 1.2E-12 1.3E-12
Jo2 (A/cm²) 4.9E-08
3.0E-08 3.0E-08 3.2E-08 3.5E-08 2.5E-08 1.7E-08 2.6E-08 1.8E-08 2.1E-12
进 化 能 源，定 义 未 来
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垂直一体化、低成本产业链模式 诚信、爱心、责任、专业
四、排查结论
结论：
1、电池效率与任鹏新舟导入有很强的对应关系，判断为任鹏新舟异常导致效率 下滑。
2、任鹏新舟页上线存在严重的粉末脱落，对粉末进行SEM分析，脱落的粉末主要 为石墨、Si4N3成分。 3、粉末附着在硅片表面，印刷时粘附到网版表面；导致效率降低的直接原因是， 网版表面粘附的粉尘磨损硅片PN结，表现为J02增大。 4、任鹏新舟清洗一轮之后，掉粉情况基本消失，电池效率恢复正常，新舟页掉 粉是导致效率下滑的主因。