太阳能电池片生产工艺简介

培训资料前道一 制绒工艺制绒目的1.消除表面硅片有机物和金属杂质。2.去处硅片表面机械损伤层。3.在硅片表面形成表面组织，增加太阳光的吸收减少反射。工艺流程来料，开盒，检查，装片，称重，配液加液，制绒，甩干，制绒后称重，绒面检查，流出。单晶制绒1 号机槽号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 作用 超声 溢流 制绒槽 超声 喷淋 溢流成份柠檬酸/ 双氧水 +氨水纯水 NaOH+IPA+Na 2SiO 3 纯水配液 6 瓶/25L+25L 5 瓶 +3 瓶 +3 瓶补加液 100-150g+1L 无温度 90/60 60 80 常温时间 300/600 200/500 1200s 300 300 400 2 号机槽号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 作用 酸腐制绒槽 酸洗 溢流 酸洗 溢流 溢流 喷淋成份 纯水 HCL 纯水 HF 纯水配液 16L 12L 补 加液时间 440 420 400 400 200 400 200 200 300 甩干喷水（ S） 喷氮（ S） 延时（ S） 压力 MPa 低速 /高速（ r/m） 温度30 320 10 0.4～ 0.7 200/300 128 基本原理1#超声去除有机物和表面机械损伤层。目前采用柠檬酸超声，和双氧水与氨水混合超声。3#4#5#6#制绒利用 NaOH 溶液对单晶硅片进行各向异性腐蚀的特点来制备绒面。当各向异性因子（ （ 100）面与（ 111）面单晶硅腐蚀速率之比） =10 时，可以得到整齐均匀的金字塔形的角锥体组成的绒面。绒面具有受光面积大，反射率低的特点。可以提高单晶硅太阳能电池的短路电流，从而提高太阳能电池的光转换效率。化学反应方程式： Si+2NaOH+H 2O=Nasio 3+2H 2↑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.IPA 1.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.Na2SiO 3SI 和 NaOH 反应生产的 Na2SiO3 和加入的 Na 2SiO3 能起到缓冲剂的作用， 使反应不至于很剧烈 ,变的平缓。 Na 2SiO 3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。6#酸洗HF 去除硅片表面氧化层， SiO2+6HF=H 2[siF 6]+2H 2O。控制点1．减薄量定义：硅片制绒前后的前后重量差。控制范围单晶 125， 硅片厚度在 200± 25 微米以上， 减薄量在 0.5± 0.2g； 硅片厚度在 200± 25 微米以上，减薄量在 0.4± 0.2g。单晶 156，首篮减薄量在 0.7± 0.2g；以后减薄量在 0.6± 0.2g。2．绒面判断标准：成核密度高，大小适当，均匀。控制范围：单晶：金字塔尺寸 3~10um。3．外观无缺口，斑点，裂纹，切割线，划痕，凹坑，有无白斑，赃污。异常处理问题 原因 解决方法硅 片 表 面 大 部分发白，发白区域未出绒面1.NaOH 含量偏低， 不能充分进行反应，或者 IPA 含量过高，抑止反应进行。1.首先判断原因。2.增加 NaOH 的浓度，减少 IPA的用量。3.如果不能调节，重新配制溶液。2.如果表现后续返工可以处理发白区域，则可以断定 NaOH 浓度不够。采用稀碱超声。3.表面清洁度不好。 延长超声时间。4.溶液状态不够均匀。1.对溶液进行充分搅拌， 补加溶液必须先溶解， 加入之后必须进行溶液充分搅拌， 使用烧杯或竿进行“ 8”字形状搅拌溶液。2.查看电源控制柜相应的加热开关是否都在正常工作。硅 片 表 面 有 白斑，部分白斑区域 出 现 在 不 同硅片同一位置，白 斑 区 域 明 显表 现 为 被 覆 盖没有出绒现象硅片表面的有机物等污染物粘附于硅片表面，阻止硅片制绒。只使用柠檬酸进行超声， 中间对超声槽溶液进行更换。硅片过腐，表现为 绒 面 角 锥 体过大，减薄量过大碱浓度过大或反应温度过大， 导致在 面上反应速率远大于 面上反应速率。测试温度，确定是否为 80 度；稀释溶液浓度， 同时保证溶液的均匀性；降低下次碱配制的浓度。单晶硅片四边都有白边仍有白边部份硅片反应不够充分，这部份对中间无白边部份偏厚。换言之，整个硅片化学反应不够均匀，中间部份反应放热不易，导致反应激烈。保证溶液均匀， 控制硅片中心速度， 增加缓冲剂。 硅酸钠溶液可视为缓冲剂。硅 片 两 侧 出 现“花蓝印”的白边由于溶液中硅酸钠的浓度过大，粘稠度增加，使得承片盒与硅片接触的地方得不到充分反应。视花蓝印的严重程度和数量。 通常需要对溶液进行部分排放， 并进行补对。鼓泡此时一定要开启。雨点氢气泡粘附或氢气泡移动缓慢形成。雨点处的绒面相对正常区域主要表现为制绒不够。1、 及早发现， 并进行 IPA 补加，通常会去掉或消弱痕迹。2、 即使形成雨点状不必继续返工，镀完减反射膜，可以盖住。 但这并不是成为做出雨点而不加以改善的理由。制 绒 时 槽 内 硅片区域性发白溶液不均匀或硅片本身原因导致。长时间制绒未见效果， 对相应区域进行少许 NaOH 补充，撒在相应槽区域即可； 下次制绒之前需要对溶液搅拌均匀。制 绒 时 硅 片 漂浮制绒 IPA 量不足，导致氢气粘附于硅片表面，没有及时被带走。补加相应 IPA 量即可。返工处理返工类型 返工方法减薄量实测值小于控制计划规定下限 重新制绒，制绒时间可视实际情况调整各种硅片表面异常 根据减薄量的大小确定返工二 扩散工艺扩散目的在来料硅片 P 型硅片的基础上扩散一层 N 型磷源，形成 PN 结。扩散原理POCl3 在高温下（ >600℃）分解生成五氯化磷（ PCl5）和五氧化二磷（ P2O5） ，其反应式如下：5POCl 3 =3PCl 5+P2O5 生成的 P2O5 在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（ SiO2）和磷原子，其反应式如下：2P2O5 + 5Si = 5SiO 2 + 4P POCl 3 热分解时，如果没有外来的氧（ O2）参与其分解是不充分的，生成的 PCl5 是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。但在有外来 O2 存在的情况下， PCl 5 会进一步分解成 P2O5 并放出氯气（ Cl2）其反应式如下：4PCl5+5O 2 =2P2O5+10Cl 2生成的 P2O5 又进一步与硅作用， 生成 SiO2 和磷原子， 由此可见， 在磷扩散时， 为了促使 POCl3充分的分解和避免 PCl5 对硅片表面的腐蚀作用， 必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。就这样 POCl 3 分解产生的 P2O5 淀积在硅片表面， P2O5 与硅反应生成 SiO 2 和磷原子，并在硅片表面形成一层磷 -硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散。扩散类型1.恒定源扩散：在稳态扩散的条件下，单位时间内通过垂直于扩散方向的单位面积的扩散质量与该截面处的浓度梯度成正比。2.限定源扩散： 在再分布过程中， 扩散是在限定源的条件下进有的， 整个扩散过程的杂质源，限定于扩散前积累在硅片表面的无限薄层内的杂质总量， 没有外来杂质补充即在硅片表面处的杂质流密度。车间使用的是两步扩散：预淀积 +扩散。预扩散是恒定源扩散，主要是使得硅片表面气体浓度一致， 保持整批方块电阻是均匀性。 主扩散是限定源扩散， 并且在主扩散后通入大氮气体，作为推进气体，加大 PN 结深度。工艺流程Tempress Step No. Step Name Message 说明0 Load/Unload Stand By 等待并准备开始，温度为 Temp.Normal Recipe:0，舟的位置在起点，只通大 N 21 Load In Boat In 进舟2 Paddle Out Boat Out 出浆3 Recovery Stabilize 升高温度，等待温度达到扩散温度4 Stabilize Stabilize 稳定温度5 Prepurge Prepurge 预扩散，大 N 2 流量增加，通小 N2 和 O26 POCL 3 Dep Deposition 扩散7 Postpurge Postpurge 再分布8 Cool down Cool down 冷却，温度为 Temp.Normal Recipe:0，只通大 N29 Paddle In Boat In 进浆10 Load Boat Boat Out 出舟11 Return Load/Unload 返回 Step 0，等待开始12 Critical Stop Stand By 紧急停止跳步程序48 所步号 时间 Zone1 Zone2 Zone3 小 N2 大 N2 干 O2 说明1 540 850 840 840 0 25000 0 进舟，准备并升温，此时只通大 N 22 600 890 880 880 0 25000 0 将 温 度 升 到 扩 散 的 要求，只通大 N 23 600 890 880 880 1200 32000 2200 预扩散，小量小 N2 和干O2，大 N 2 流量增加4 700 890 880 880 0 25000 1000 将源气体反应完全，只通干大 N2 和 O25 1200 890 880 880 1500 32000 2500 扩散再分布，通足量的大 N2，小 N 2 和干 O26 1200 850 840 840 0 25000 1000 同步 4 7 300 850 850 850 0 25000 0 降低温度，此时只通大N 28 540 850 850 850 0 25000 0 出舟并等待开始影响因素1.温度温度 T 越高，扩散系数 D 越大，扩散速度越快。2.时间对于恒定源：时间 t 越长结深越深，但表面浓度不变。对于限定源：时间 t 越长结深越深，表面浓度越小。3.浓度决定浓度是因素：氮气流量、源温。表面浓度越大，扩散速度越快。4.第三组元主要是掺硼量对扩散的影响， 杂质增强扩散机制。 在二元合金中加入第三元素时， 扩散系数也会发生变化。掺硼量越大，扩散速率越快。即电阻率越小，越容易扩散。控制点方块电阻，外观，单片均匀性，整管均匀性。方块电阻：表面为正方形的半导体薄层在电流方向所呈现的电阻。 R=电阻率 *L/S, 对方块硅片，长度等于宽度，则 R=电阻率 /厚度，方块电阻～ (１／ Ns*Xj) Ns：电化学浓度， Xj ：扩散结深。控制范围中心方块电阻：单晶： 42~48。同一硅片扩散方块电阻中心值不均匀度：小于等于 12%（ 48） 10%（ T） 。同一炉扩散方块电阻中心值不均匀度：小于等于 25%（ 48） 15%（ T） 。48 所扩散过程中问题解决方案问题 原因 解决方法扩散不到 1.炉门没关紧， 有源被抽风抽 1.由设备人员将炉门重新定走。 2.携带气体大氮量太小，不能将源带到管前。3.管口抽风太大。位， 确保石英门和石英管口很好贴合。2.增大携带气体大氮的流量。3.将石英门旁边管口抽风减小。扩散方块电阻偏高 /偏低偏高： 1.扩散温度偏低。2.源量不够，不能足够掺杂。3.源温较低于设置 20 度。4.石英管饱和不够。1.升高扩散温度，加大源量 . 2.延长扩散时间。3.增加淀积温度。偏低。 1.扩散温度偏高。2.源温较高于 20 度。1.减小扩散温度。2.减少扩散时间。3.减少淀积温度。扩散片与片间方块电阻不均匀 扩散温度不均匀 重新拉扩散炉管恒温扩散后单片上方块电阻不均匀扩散气流不均匀，单片上源沉积不均匀。1.调整扩散气流量，加匀流板。 2.调整扩散片与片之间距离。扩散后硅片上有色斑甩干机扩散前硅片没甩干 调整甩干机设备及工艺条件扩散过程中偏磷酸滴落长时间扩散后对扩散管定期进行 HF 浸泡清洗环境湿度过大 增大除湿机功率太阳能电池效率忽高忽低扩散间或石英管被污染，特别是在生产线被改造时最明显。清洗石英管及石英制品， 加强扩散间工艺卫生， 强化 TCA 。扩散方块电阻正常，但填充因子偏低。品质因子有问题， n 趋向于2， J02 偏大，表明结区复合严重。方法同上Tempress扩散过程中问题解决方案问题 原因 解决方法方块电阻在源一侧低，炉口处高1. 炉门与炉管的密封性不好2. 尾部排气严重3. 假片数量太少1. 调整炉门密封性2. 减少尾部排气气流3. 使用更多的假片单片（交叉）方块电阻在源一侧低，炉口处高1. 炉门与炉管的密封性不好2. 尾部排气严重3. 假片数量太少1. 调整炉门密封性2. 减少尾部排气气流3. 使用更多的假片单片（交叉）方块电阻均匀性差1. POCl3 不够2. 排气压力过高3. 沉积温度过高1. 增加小 N2 流量2. 降低排气压力3. 降低沉积温度顶部的方块电阻低，底部的高1. 舟被污染2. 校准硅片不是最好的 （可能被磨光）3. 硅片在炉管中的位置太高4. 桨比硅片和炉管温度低1. 使用新的干净的舟2. 使用好的校准硅片， 而不是磨光。3. 使用低脚的舟。4. 在升温步后插入回温步骤。边缘处方块电阻低，中心高1. 假片被污染2. 校准硅片不是最好的 （可能被磨光）3. 硅片在炉管中的位置太高4. 桨比硅片和炉管温度低1. 使用新的假片2. 使用好的校准硅片， 而不是磨光3. 使用低脚的舟4. 在升温步后插入稳定温度步骤方块电阻均匀性不连续1. 炉管和舟没有饱和2. 假片被污染3. 校准硅片不是最好的 （可能被磨光）4. 石英件或硅片脏5. 沿着扩散炉通风6. 气流不足1. 预先处理炉管和舟2. 使用新的假片3. 使用好的校准硅片，而不是磨光4. 清洗炉管、舟、隔热包块和匀流挡板5. 使用干净的硅片6. 通过关闭可能的通风孔减小通风或者减小洁净室的过压。7. 增加 N2 和干 O2 流量整管方块电阻太高1. 沉积时间过短2. 沉积温度过低3. 推进时间太短4. 推进温度太低1. 增加沉积时间2. 增加沉积温度3. 增加推进温度4. 增加推进温度整管方块电阻太低1. 沉积时间过长2. 沉积温度过高3. 推进时间太长4. 推进温度太高1. 减少沉积时间2. 减少沉积温度3. 减少推进温度4. 减少推进温度返工处理方块电阻不在规定范围内： 1.轻微超出范围要求重新扩散，严重超出要求重新制绒。 2.低于范围要求从新制绒。氧化发蓝：去 PSG 工序，反面扩散。色斑等由硅片表面问题引起的玷污：去 PSG 后从新制绒。偏磷酸：去 PSG 后，重新制绒。三 刻蚀工艺刻蚀目的将硅片边缘的带有的磷去除干净，避免 PN 结短路造成并联电阻降低。刻蚀原理采用干法刻蚀。 采用高频辉光放电反应， 采用高频辉光放电反应， 使反应气体激活成活性粒子，如原子或各种游离基，这些活性粒子扩散到硅片边缘，在那里与硅进行反应， 形成挥发性生成物四氟化硅而被去除。化学公式： CF4+SIO2=SIF 4+CO 2 工艺流程预抽，主抽，送气，辉光，抽空，清洗，预抽，主抽 ，充气。影响因素1. 射频功率射频功率过高： 等离子体中离子的能量较高会对硅片边缘造成较大的轰击损伤， 导致边缘区域的电性能差从而使电池的性能下降。在结区（耗尽层）造成的损伤会使得结区复合增加。射频功率太低： 会使等离子体不稳定和分布不均匀， 从而使某些区域刻蚀过度而某些区域刻蚀不足，导致并联电阻下降。2.时间刻蚀时间过长： 刻蚀时间越长对电池片的正反面造成损伤影响越大， 时间长到一定程度损伤不可避免会延伸到正面结区，从而导致损伤区域高复合。刻蚀时间过短：刻蚀不充分，没有把边缘鳞去干净， PN 结依然有可能短路造成并联电阻降低。4. 压力压力越大，气体含量越少，参与反应的气体也越多，刻蚀也越充份。注意事项1. 操作人员必须随时观察气流量、 反射功率、 反应室压力和辉光颜色的稳定性。 辉光颜色或功率如有异常，应及时报告相关设备人员。必须抽测刻蚀效果，如有异常，重新刻蚀，并通知工艺人员。注意，不能将扩散面弄混。2. 夹具、环氧板、刻蚀机石英罩等要定期清洗，保持刻蚀间的工艺卫生，长时间停止使用，再次使用之前必须辉光清洗。去磷硅玻璃扩散过程中， POCl3分解产生的 P2O5淀积在硅片表面， P2O5与 Si反应生成 SiO2和磷原子，这一含有磷原子的二氧化硅层称之为磷硅玻璃。基本原理利用 HF能 SiO 2反应，与其反应式为：SiO2+4HF → SiF4↑ +2H 2O 但是如果 HF过量，则 SiF4会和 HF继续反应，总的反应式为：SiO2+6HF → H2[SiF 6]+2H 2O 工艺流程槽号 1 2 3 4 成分 HF HCL 纯水 纯水 纯水配液 8L 8L 时间 180 220 220 220 注意事项1. 插片务必确认扩散面的方向。2. 必须对花篮进行随时擦拭， 更化氢氟酸必须同时对槽进行彻底清洗。 在配制和清洗时， 一定要做好保护措施。 有氢氟酸和硅片接触的地方， 禁止近距离使用照明。 硅片在两个槽中 （悬挂在空中）的停留时间不得过长，防止硅片被氧化。3. 烘干或甩干的时间不能随便缩短！防止干燥不彻底。当硅片从 1号槽氢氟酸中提起时，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，则表明磷硅玻璃未被去除干净。控制点1. 边缘有效刻蚀宽度小于 0.5mm。2. 侧面导电类型为 P型。异常处理工 序 故障表现 诊 断 措 施刻蚀硅片边缘呈现暗色 （刻通正常为金属色）工 艺 一 般 不 会 有问题，主要是刻蚀机器出现故障，通常 伴 有 压 力 不 稳定、辉光颜色不正常、功率和反射功率超出范围、气体流 量 偏 出 设 定 值等现象停止使用，要求设备进行检修。有效刻蚀宽度过大 （钻刻、 刻过现象）硅 片 没 有 被 夹 具加紧，存在缝隙；硅片没有被对其；环氧板变形，边缘向里延伸；加强员工意识，要求操作规范；更换出现问题的环氧板。去 PSG PECVD 工序存在水纹印清 洗 后 的 硅 片 没有及时甩干清洗之后的硅片必须立刻甩干，不能滞留在空气中。PECVD 工序有镀膜发白现象清洗不干净；甩干后 的 硅 片 在 空 气中暴露时间过长，导致氧化做返工处理，对硅片必须清洗干净，甩干之后的硅片不能放置于空气中，必须及时镀膜，否则重新清洗。返工处理测试边缘为 N型：重新刻蚀。后道四 PECVD PE 目的在硅片表面沉积一层氮化硅减反射膜， 以增加入射在硅片上的光的透射， 减少反射， 氢原子搀杂在氮化硅中附加了氢的钝化作用。其化学反应可以简单写成 ： SiH 4+NH 3=SiN:H+3H 2。基本原理PECVD 技术原理是利用低温等离子体作能量源，样品置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电 （或另加发热体）使样品升温到预定的温度， 然后通入适量的反应气体，气体经一系列化学反应和等离子体反应， 在样品表面形成固态薄膜。 PECVD 方法区别于其它 CVD方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电子， 它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、 激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基团，因而显著降低 CVD 薄膜沉积的温度范围，使得原来需要在高温下才能进行的 CVD 过程得以在低温下实现。基本特征1.薄膜沉积工艺的低温化（ 4MHz ）沉积的氮化硅薄膜具有更好的钝化效果和稳定性。2．射频功率增加 RF 功率通常会改善 SiN 膜的质量。但是，功率密度不宜过大，超过 1W/cm2 时器件会造成严重的射频损伤。3．衬底温度PECVD 膜的沉积温度一般为 250～ 400℃。这样能保证氮化硅薄膜在 HF 中有足够低的腐蚀速率，并有较低的本征压力，从而有良好的热稳定性和抗裂能力。低于 200℃下沉积的氮化硅膜，本征应力很大且为张应力，而温度高于 450℃时膜容易龟裂。4．气体流量影响氮化硅膜沉积速率的主要气体是 SiH4。为了防止富硅膜，选择 NH3/SiH4=2~20 （体积比） 。气体总流量直接影响沉积的均匀性。为了防止反应区下游反应气体因耗尽而降低沉积速率，通常采用较大的气体总流量，以保证沉积的均匀性。5．反应气体浓度SiH4 的百分比浓度及 SiH4/NH3 流量比，对沉积速率、氮化硅膜的组分及物化性质均有重大影响。理想 Si3N4 的 Si/N ＝ 0.75，而 PECVD 沉积的氮化硅的化学计量比会随工艺不同而变化，但多为富硅膜，可写成 SiN 。因此，必须控制气体中的 SiH4 浓度，不宜过高，并采用较高的SiN 比。除了 Si 和 N 外， PECVD 的氮化硅一般还包含一定比例的氢原子，即 SixNyHZ 或SiNx :H 。6．反应压力、和反应室尺寸等都是影响氮化硅薄膜的性能工艺参数。控制点折射率PECVD 氮化硅膜的折射率随 Si/N 比在一定范围内波动， n=1.8-2.4.氮原子含量增加， 折射率降低 ;硅原子含量增加，折射率增大。此外，还和沉积温度有关，沉积温度提高，折射率增大，这是由于温度升高使薄膜致密度提高的缘故。控制范围： 2.0~2.15 膜厚：氮化硅膜的厚度。控制范围：单晶： 70mm~83mm 。多晶：导津， 76mm~89mm ； ROTH&RAU ， 70mm~83mm 。异常处理故障表现 诊 断 措 施Roth＆ Rau 整体镀膜颜色不符合要求氮 化 硅 层 厚 度 偏离正常范围调整带速至颜色符合要求， 偏紫增加带速，偏蓝降低带速。石墨托盘两边和中间镀膜颜色有差异两 边 和 中 间 沉 积速率不同调节两边微波峰值功率或 Ton, Toff 使镀膜均匀。部分气孔堵塞用 N2 吹扫 15-30 分钟，严重的要打开腔室手工通孔，并每半年更换一次 gas shower 镀膜颜色不稳定 微 波 反 射 功 率 异常，或微波有泄漏 停止工艺， 重新安装微波天线或更换石英管。沉压后颜色异常 折 射 率 不 在 范 围内 调整 NH3 和 SiH4 流量比例使折射率达到要求。压强达不到工艺要求 腔体有漏气重新开腔擦拭密封圈或更换密封圈、 更换或重装石英管或其管口密封圈， 严重时用氦检仪做漏气点检查并排除异常。膜层颜色黯淡无光泽反 应 腔 室 漏 气 或气压偏高 通知设备人员检修。SiH4 流量过高 降低 SiH4 流量， 但要保证折射率正常。腔体内有硅片碎片载 板 挂 钩 变 形 或传动轴异常有挂钩变形的载板要及时更换， 传动轴擦拭或有异常请设备检修。Cart 卡在腔体内传 感 器 或 传 动 轴异常 请设备检修。CART 某部位突然 出 现 片 子 偏薄，位置固定加 热 腔 体 内 有 碎片清扫维护时，拿除腔体加热器上的碎片，偏薄现象就会消失。岛津 整体镀膜颜色不符要求 氮 化 硅 层 厚 度 偏离正常范围 调整镀膜时间至颜色符合要求， 偏蓝减少时间，偏红增加时间。CART 上边缘片子严重偏薄，位置固定一 般 发 生 在 清 扫后，或更换泵、泵油等状况下，部分电 极 板 特 气 孔 堵塞所致通过更长时间的工艺运行， 打开特气孔后即会自行恢复正常。镀膜颜色不稳定 气 体 流 量 不 稳 或电极板异常 检修气体流量阀或电极板到了寿命， 更换电极板。镀膜时颜色异常 折 射 率 不 在 范 围内 调整 NH3 和 SiH4 流量比例和总流量时折射率达到要求。某腔体由于温度过高，超出设定温度， 造成 CART滞留，不能进入下一腔体。测 温 装 置 ( 热 电偶 ) 或其附件有问题 ， 造 成 测 温 偏差。设备需检验测温装置并更换备件。电池 Rsh 突然明显异常L/C 或 H/C 腔漏气、电极板质量问题，未到了更换期限，提前到了使用寿命、清扫时带入污染源。若漏气需设备检漏并维修； 若电极板原因， 视情况严重， 可协调缩短更换周期，安排更换电极板； 若分析是清扫时污染的原因， 可通过空跑一定时间， 带出污染源。清扫后效率突然严重下降。清 扫 时 带 入 污 染源所致。 正常工艺空跑一段时间，带出污染源。返工处理膜厚折射率在范围之外，色泽不匀，镀膜杂质严重：去 PSG工序把膜去掉， HF10 桶，去膜时间 900-1000 秒，其他槽水洗 360 秒。思考与问题五 丝网印刷基本原理基本原理： 利用网版图文部分网孔透墨， 非图文部分网孔不透墨的基本原理进行印刷。 印刷时在网版上加入浆料， 刮胶对网版施加一定压力， 同时朝网版另一端移动。 浆料在移动中从网孔中挤压到承印物上， 由于粘性作用而固着在一定范围之内。 由于网版与承印物之间保持一定的间隙， 网版通过自身的张力产生对刮胶的回弹力， 使网版与承印物只呈移动式线接触，而其它部分与承印物为脱离状态， 浆料与丝网发生断裂运动， 保证了印刷尺寸精度。 刮胶刮过整个版面后抬起， 同时网版也抬起， 并通过回墨刀将浆料轻刮回初始位置， 完成一个印刷行程。丝网结构网版，刮胶，浆料，印刷台，承印物浆料体系银铝浆：背面导体，作为背电极，提供可焊性。铝浆：背面导体，作为背面电场，收集电流。银浆：正面导体，作为正电极，收集电荷。影响因素1.印刷压力的影响在印刷过程中刮胶要对丝网保持一定的压力， 且这个力必须是适当的。 印刷压力过大， 易使网版、刮胶使用寿命降低，使丝网变形，导致印刷图形失真。印刷压力过小，易使浆料残留在网孔中， 造成虚印和粘网。 在适当的范围内加大印刷压力， 透墨量会减小 （浆料湿重减小） ，栅线高度下降，宽度上升。2.印刷速度的影响印刷速度的设定必须兼顾产量和印刷质量。 对印刷质量而言， 印刷速度过快， 浆料进入网孔的时间就短，对网孔的填充性变差， 印刷出的栅线平整性受损，易产生葫芦状栅线。印刷速度上升，栅线线高上升，线宽下降。印刷速度变慢，下墨量增加，湿重上升。3.丝网间隙的影响在其他条件一定的情况下， 丝网间隙与湿重大致有如右图的关系： 最初两者几乎呈比例上升，之后丝网间隙加大， 湿重降低， 最后突然变为零。 丝网印刷时使用的是曲线的前半段（即呈比例上升段） 。由此可知，丝网间隙加大，下墨量多，湿重增大。丝网间隙过大，易使印刷图形失真；过小，容易粘网。刮胶硬度的影响刮胶材料一般为聚胺脂或氟化橡胶，硬度60-90A 。刮胶硬度越大，印刷的图形越精确，原图的重现性越好。因此，正面栅线的印刷就需要选用硬度较高刮胶。刮胶硬度小， 其他参数不变的情况下湿重就大， 线高增加， 线宽变大。4.刮胶角度的影响刮胶角度的调节范围为 45-75 度。 实际的刮胶角度与浆料有关， 浆料黏度越高， 流动性越差，需要刮胶对浆料向下的压力越大， 刮胶角度接就越小。 在印刷压力作用下， 刮胶与丝网摩擦。开始一刷时近似直线，刮胶刃口对丝网的压力很大，随着印刷次数增加，刃口呈圆弧形，作用于丝网单位面积的压力明显减小，刮胶刃口处与丝网的实际角度小于 45 度，易使印刷线条模糊，粘网。在可调范围内，减小刮胶角度，下墨量增加，湿重加大。刮胶刃口钝，下墨量多，线宽大。5.浆料黏度的影响印刷时浆料黏度的变化（触变性）如右图所示：浆料的黏度与流动性呈反比，黏度越低， 流动性越大，可在一定程度保证印刷的质量。 浆料黏度过大，透墨性差，印刷时易产生桔皮、小孔。浆料黏度过小，印刷的图形易扩大（栅线膨胀） ，产生气泡、毛边。6.纱厚、膜厚的影响一般情况下，丝网目数越低，线径越粗，印刷后的浆料层越高，因此丝网目数较高时，印刷后浆料层就低一些。对于同目数的丝网，纱厚越厚，透墨量越少。在一定范围内，感光胶膜越厚，下墨量越大，印刷的栅线越高。但膜厚增大，易造成感光胶脱落。7.印刷台面的影响印刷台面的水平度： 印刷时电池片被吸附于印刷台面， 若台面不平， 电池片在负压下易破裂。一般电池片水平度应小于 0.02mm。印刷台面与网版的平行度：决定了印刷浆料的一致性。一般二者平行度应小于 0.04mm。印刷台的重复定位精度：太阳能电池片印刷台的重复定位精度需达到 0.01mm。参数相互关系1.压力与间距： 压力越大时， 间距也大； 因为压力大时， 刮刀与网板接触的地方凸出来也多，间距小的话，硅片承受的压力加大，碎片的概率会加大。两个参数当中的一个改变 , 另外一个不改 , 就可能加大硅片碎的可能性或影响印刷质量。2.印刷速度影响到产能 , 同时也影响到印刷到硅片浆料的多少。印刷参数的调整1.先把印刷速度改小，以方便在调试时能很好的观察（如印刷速度为 50mm)。 完全松开锁定螺丝，并保证刮刀和回刮刀左右的固定螺丝未锁，能自由活动。2.先设定印刷间距：印刷间距以浆料能很好的印刷到硅片为宜，无粘片和虚印。 ( 推荐为：1.5+0.3) 3.在间距定下后， 设定印刷压力。 压力由小到大慢慢加， 加到在印刷时浆料能收干净就可以。参数的调整4.在压力和间距设定好后，印刷一片看看印刷是否合格，否则再作微调。 （印刷速度未改）5.合格后， 慢慢朝下拧锁定螺丝，在感觉到锁定螺丝刚碰到东西时，把锁定螺丝锁住。这个动作相当于找到了一个刮胶下降的一个限位，保证刮刀在压力加大时不会再下压。6.然后加快印刷速度，并测印刷重量，如过大，则减速，过小，则加速。 （推荐 170mm)。烧结烧结目的干燥硅片上的浆料，燃尽浆料的有机组分，使浆料和硅片形成良好的欧姆接触。烧结对电池片的影响银浆的烧结很重要，对电池片电性能影响主要表现在串联电阻和并联电阻，即 FF 的变化。铝浆烧结的目的使浆料中的有机溶剂完全挥发， 并形成完好的铝硅合金和铝层。 局部的受热不均和散热不均可能会导致起包， 严重的会起铝珠。 背面场经烧结后形成的铝硅合金， 铝在硅中是作为 P 型掺杂，它可以减少金属与硅交接处的少子复合，从而提高开路电压和短路电流，改善对红外线的响应。烧结过程1.室温 ~300 度，溶剂挥发。2.300~500 度，有机树脂分解排出，需要氧气。3.400 度以上，玻璃软化。4.600 度以上，玻璃与减反层反应，实现导电。控制点1.印刷湿重型号 背面电极印刷（ g） 背电场印刷 (g) 正面电极印刷 (g) M125 0.09-0.12 0.90-1.00 0.13-0.16 P125 0.09-0.13 0.95-1.05 0.13-0.16 M156 0.14-0.20 1.25-1.45 0.16-0.20 P156 0.14-0.20 1.30-1.50 0.18-0.22 2.印刷外观无缺印现象，电极图形无异常，无漏浆现象，印刷均匀，电极无偏移3.烧结翘曲型号 A B C M125 P125 弯曲度≤ 2um 4um≥ t ≥ 2um ＞ 4um M156 P156 弯曲度≤ 3um 5um≥ t≥ 3um ＞ 5um 4.烧结外观无缺口、裂纹、虚印、无斑点、脏污，无铝包、铝刺，背电场不掉粉、颜色均匀。异常处理工 序 故障表现 诊 断 措 施印 刷烧结印 刷烧结外观铝珠印刷过厚 降低印刷厚度， 调整印刷参数－－提高印刷压力、 减小丝网间距绒面过大 提醒制绒工序改善浆料不匹配 更换其他型号浆料铝疱印刷厚度偏薄 增大印刷厚度， 调整印刷参数－－降低印刷压力、 增大丝网间距印刷不均匀网版破损 更换网版刮胶磨损 更换刮胶刮 胶 安 装 不良 重新安装刮胶绒面过大 提醒制绒工序改善浆料问题浆料不均匀 重新搅拌浆料异常 更换另一个批次的浆料浆料型号 更换其他型号浆料翘曲刮胶安装不良 重新安装刮胶或者更换新刮胶印刷过厚 降低印刷厚度， 调整印刷参数－－提高印刷压力、 减小丝网间距硅片过薄 更换抗弯曲浆料网版张力不均匀 更换网版硅片厚薄不均 原材料问题虚 印断线印刷头在印刷行进过程中抖动 需请设备人员进行相应调整解决网版制版不良 更换网版，反馈供应商印刷参数设置不合理 调整印刷参数—加大压力，减小丝网间隙刮胶翘曲或者破损 重新安装刮胶或者更换新刮胶网版张力不均 更换网版堵网 擦拭网版或更换网版印刷台面或者网框支架不平需请设备人员进行相应调整解决部 分区 域过 厚或 者过 薄甚 至缺印硅片本身厚度不均匀 原材料问题印刷台面或者网框支架不平 需请设备人员进行相应调整解决印刷参数 降低丝网间隙、加大压力刮胶安装不良 重新安装刮胶印刷头在印刷行进过程中压力或者速度不均匀需请设备人员进行相应调整解决浆料不够 工艺规定禁止节点网版制版不良 更换网版，反馈供应商印刷参数设置不合理 降低压力外 刮胶不良 更换刮胶或使用方型刮胶印 刷烧结观漏浆网版制版不良 更换网版，反馈供应商网版破损 修补或更换网版印刷台面、传送皮带等有浆料残留 清理印刷台面、传送皮带等印 刷偏移设备问题 需请设备人员进行相应调整解决网版未对好 重新校对网版网版制版不良 更换网版，反馈供应商印 刷碎片印刷参数设置不合理 降低压力，提高丝网间隙定位夹具过紧 调整定位夹具真空吸碎 调小真空吸力传送过程中撞碎 调节传送装置非印刷原因 找寻其它工序以及材料问题进行相应解决正 电极 云纹网版制版不良 更换网版，反馈供应商背 电极 脱落多次印刷和烘干 工艺规定禁止硅片被擦拭过后直接印刷 工艺规定禁止沿 背电 极裂片背电极、背场印刷过厚 调节印刷参数—加大印刷压力，增加丝网间隙烘干条件 适当降低烘干温度其他因素 材料、浆料、电极图形等六 测试分档测试分档的目的1.通过测试数据监控生产电池片的效率及暗电流等参数是否正常。2.对生产的电池片进行分档，将相同电性能的电池片分在一起以便做成组件。标准测试条件1. 光源辐照度： 1000W/m2。2. 测试温度： 25 ℃。3.AM1.5 地面太阳光谱辐照度分布。测试参数1.开路电压在一定的温度和辐照度条件下，太阳电池在空载情况下的端电压，用 V oc 表示， PN 结开路，即 I=0， 此时 PN 结两端的电压即为开路电压。 将 I=0 代入伏安特性方程得： KTln(I L/I S+1)/q 。太阳电池的开路电压与电池面积大小无关。 太阳电池的开路电压与入射光谱辐照度的对数成正比。2.短路电流在一定的温度和辐照条件下，太阳电池在端电压为零时的输出电流，通常用 Isc 来表示。将PN 结短路（ V=0 ） ，因而 IF=0，这时所得的电流为短路电流 Isc，显然有： Isc= I L ， I sc与太阳电池的面积大小有关，面积越大， I sc越大。 Isc 与入射光的辐照度成正比。3.最大功率点在太阳电池的伏安特性曲线上对应最大功率的点，又称最佳工作点。4.最佳工作电压太阳电池伏安特性曲线上最大功率点所对应的电压。通常用 V m 表示5.最佳工作电流太阳电池伏安特性曲线上最大功率点所对应的电流。通常用 I m 表示6.转换效率受光照太阳电池的最大功率与入射到该太阳电池上的全部辐射功率的百分比。 η = V m Im / At Pin 其中 V m 和 Im 分别为最大