RENA制绒工艺说明

工艺说明名称 晶体硅太阳电池 编号制绒图号一、目的硅片在切割过程中会在表面形成大约 10μ m厚的损伤层，这一层因为与硅片基体的状态已经不同，基本上已经剥离于集体，会严重影响半导体器件（太阳电池）的性能。清洗工序制绒工艺就是利用硅片的这一层损伤层，通过硝酸对其氧化制绒，形成高低不平的表面，大大增加电池片表面的受光面积，减少反射，从而提高太阳电池的转换效率。二、原理在制绒过程中，首先是硝酸在损伤层与缺陷处将硅片氧化，形成氧化硅，然后氢氟酸与氧化硅反应生长硅的络合物（ H2SiF6）与水，这样去损伤层与制绒同时进行，从而缩短了工艺流程。三、设备及工具RENA制绒机、电子天平、 PVC手套、口罩、防护服、防护眼罩、防护套袖、橡胶手套、防水胶鞋、浓度分析仪、反射仪、显微镜四、工艺原料及工艺要求合格的多晶硅片、 HNO3（ 65、电子级） 、 HF（ 40、电子级） 、 KOH（ 50、电子级） 、 HCl（ 37、电子级） 、 DI 水（大于 15 MΩ cm、 6bar ） 、冷却水（ 4bar ） 、压缩空气（ 6 bar ，除油、除水、除粉尘） 、排风（ 0.01bar ） 、环境温度 20℃～ 30℃、相对湿度 40％～ 60％。五、工艺描述 5.1 工艺原理RENA 制绒工艺主要包括三部分硝酸与氢氟酸混合液 → 氢氧化钾 → 盐酸与氢氟酸混合溶液在制绒过程中，首先是硝酸在损伤层与缺陷处将硅片氧化，形成氧化硅，然后氢氟酸与氧化硅反应生长硅的络合物（ H2SiF6）与水，这样去损伤层与制绒同时进行，从而缩短了工艺流程。制绒之后的硅片经过 KOH溶液去除硅片表面的多孔硅，再经过 DI 水冲洗去掉表面残留的碱液。最后利用 HF与 HCl 的混合溶液除去硅片表面的各种金属离子等杂质，并用 DI 水冲洗酸性表面，最后用压缩空气将硅片表面吹干。5.2 制绒过程的反应方程式如下 1 Si4HNO3SiO24NO22H2O 2 SiO24HFSiF42H2O 3 SiF42HFH2SiF6 5.3 制绒工艺流程上料→ HNO3、 HF制绒→风刀 1→冲洗 1→ KOH腐蚀→风刀 2→冲洗 2→ HF、 HCl 清洗→风刀 3→冲洗 3→风刀吹干→下料。5.4 注意事项1） 、腐蚀槽的腐蚀速率会随着硅片清洗量的增加而改变，新换的药液反应速度慢，因此需要降低带速以保证腐蚀量在 4.6 － 4.8 微米，随着生产的进行要求每隔半小时测量一次腐蚀深度，及时调整带速（ 0.8－ 1.1m/min 以保证腐蚀深度在规定范围内。 当腐蚀速度稳定后每隔一个小时测量一次腐蚀深度。 当腐蚀深度偏离规定时最好不要更改溶液浓度、 溶液比例， 因为浓度、 比例发生改变腐蚀速度也随之发生变化，导致腐蚀后硅片表面微观结构发生改变。2） 、腐蚀槽的自动补液量的设定应保证每个班组的手动补液次数不大于 1 次（由工艺人员进行操作） 。3） 、当工艺方案因随车间的工艺调整而变化时，工艺人员应当及时通知并做好相应的记录。4） 、制冷机与腐蚀槽之间的流量 Setpoint recirculation flow 不易设置的太小，因为如果流量过小，会导致制冷机输出的溶液温度降低，不利于工艺的稳定。旧底图总号底图总号 拟 制审 核日期 签名标准化 第 1 页 共 6 页更改标记 数量 更改单号 签 名 日 期 批 准描图 描校工艺说明名称 晶体硅太阳电池 编号制绒图号六、 工艺准备1 、工艺洁净管理操作时需戴口罩、洁净手套，并保持室内正压，严禁随便开启门窗 , 以保持室内洁净度。2 、设备准备 确认设备能正常运行 , 工艺温度、冷却水、压缩空气等压力及流量正常。3 、原材料准备 硅片需经抽检合格后方可投入，将不合格硅片挑拣出来。常见的不合格片包括崩边、缺角、裂纹、锯痕、手印、孔洞、微晶、含氮化硅的硅片等。4 、工装工具准备备齐用于工艺生产的 PVC手套、口罩、防护眼罩、防护面罩、防护套袖、防护服、防酸碱手套、防酸碱胶鞋等。5 、工艺准备确认设定的制绒工艺名称及参数正确无误。七、 工艺操作 1、在工艺准备完成后，选择正确的工艺方案，点击开始进入自动运行模式。2、自动装载操作硅片的自动装载速度不得大于 RENA的传输速度，以保证在 RENA的装载区不会出现叠片现象。3、手动卸载操作操作人员务必仔细看护好硅片的传输，保证每个硅片都按照正确的位置传送到每一道后面的泡沫盒中，用肉眼观察硅片上下表面的绒面效果，发现绒面不明显或制绒面黑色印记较多时应及时反映给当班工艺人员进行调整。4、自动卸载操作操作人员务必仔细看护好硅片的传输，保证各个硅片传入载片盒的正确位置。5、 取片时要随时将碎片取出并准确记录每一道的碎片情况， 如发现硅片有未风干的现象则将湿硅片挑拣出来并及时向班组长反映情况，通过调整设备及工艺解决问题。6、工艺过程中定时检查设备运行情况，检查各槽是否都处于 in process 状态，检查传输速度、加热温度、气体流量等参数以及各工位液位情况。7、完工后详细填写完工转交单，要求字迹工整、投入、产出、碎片等信息准确无误，与制绒后的硅片一同转入扩散工序。八、 安全操作制绒工序大量使用强酸、碱等化学药品，了解酸、碱的知识对安全生产是十分必要的。酸碱对人体和衣物有强烈的腐蚀作用，而且有些有毒性和氧化作用。1 、员工上岗前必须经过专业培训，要严格按照本工序设备安全操作规程和工艺操作规程进行作业。2 、硅片的装卸应该在 10000 级的洁净环境中进行，注意保持室内洁净度，进出时随手关门。3 、操作时务必小心，不可损伤或沾污硅片。4 、腐蚀槽在反应过程中会产生有毒气体，要保证良好的通风并注意防护，避免蒸气对人体的毒害。5 、操作要穿戴适当的防护用品，如防护服、防护眼罩、防酸碱手套、防酸碱套袖、口罩等。6 、搬运时要防止酸、碱瓶的倾倒和破裂，启封时，瓶口应向无人的地方，并且环境需通风良好。更换化学药品罐时须由专人负责，两人同时进行作业，穿好防护服，戴好防护面罩、防 护套袖和手套，小心处理，换好药液后及时填写记录。7 、设备内部或周围严禁接触和堆放易燃易爆等危险品。8 、在机器运行过程中任何人不得将头、手伸入工作腔体，以免发生危险。9 、工作时一定要有专人看守，工作结束后操作人员必须保证关闭设备电源后方可离开。10 、为防止硅片沾污，制绒后的硅片应尽量避免较长时间暴露在空气中，应尽快转入扩散工序。11、在中和浓酸或浓碱时，必须先将其倒入水中稀释。12 、盛过强碱、强酸的容器不可随意丢弃，应先倾倒干净，用水冲洗多遍，然后进行一般清洁处理。13、不同废液不可随意混倒，废液应当分裂处理。旧底图总号底图总号 拟 制审 核日期 签名标准化 第 2 页 共 6 页更改标记 数量 更改单号 签 名 日 期 批 准描图 描校