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1、电池工艺流程,1 化学清洗,原片分拣,去损伤层,制作绒面,盐酸清洗,2 扩散刻蚀,扩散制结,刻蚀去边,去PSG层,3 制减反膜,PECVD设备,4 印刷电极,5 烧结,6 分选,印刷正极,印刷背场,印刷负极,把正负极和硅片烧在一起以便导电,APCVD设备 或手工喷涂, 印刷视频,清洗工艺,1 原片分拣 (1)根据电阻率把电池分类。硅片常见电阻率分类0.5-6,0.5-3 ,3-6 。 (2)把藏片,厚片,薄片,缺损片,厚度不均匀片取出 2 去损伤层:Si+2NaOH(30%)+H2O Na2SiO3 +2H2 , 原叫减薄(原来硅片太厚,300m,目前18020 m )。思考:为什么硅片厚度会
2、由300降低到180? 3 制绒 Si+2NaOH(0.8%-1.3%)+H2O Na2SiO3 +2H2 ,溶液中加有酒精或异丙醇,增加各向异性引子,加速形成金字塔。85左右,时间10-50分钟 4 盐酸洗(V浓盐酸:V水=1:6) 或盐酸(37%)双氧水(30%)混合洗(II号清洗液)( V浓盐酸: V双氧水:V水=1:1:6) 85左右,清洗5-20分钟。盐酸具有酸和络合剂的双重作用,氯离子能与 Pt 2+、 Ag+、Cd2+、Hg2+等金属离子形成可溶于水的络合物。 5 HF洗(VHF:V水=1:10),室温, 5-10分钟。有些厂家不用。,返回首页,两张多晶硅绒面显微照片,扩散,PO
3、Cl3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 如果氧气充足, PCl5能和氧继续反应生成Cl2和P2O5。为了避免产生PCl5,应通入适量氧气。 等离子刻蚀 硅扩散后硅片表面有磷硅玻璃产生。SiO2混合P和P2O5。用HF清洗掉表面的磷硅玻璃。HF和水体积比1:10 偏磷酸 P2O5+H2O-2HPO3 H3PO4-HPO3+H2O,返回首页,钛酸丁酯(Ti(OC2H5)4)无色至浅黄色液体。在-55时为玻璃状固体,置空气中易固化成透明细片。遇水分解。形成TiO2膜层的主要物质。,氮化硅膜的颜色与厚度的对比表,返回首页,返回首页,红外加热灯管 卤钨
4、灯 纵向温度分布曲线 横向温度的稳定性 连续和非连续放片,返回首页,一个烧结炉的温区温度,返回首页,电池生产线辅助仪器设备一览表,2.3去磷硅玻璃,3制减反膜,4.1背电极印刷,4.2背场印刷,4.3正面电极印刷,5烧结,清洗前检测(据厚度、 电阻率等分拣,分拣仪器),刻蚀结果检测(万用表),减反膜检测(椭偏仪),2.2刻蚀机3,清洗结果检测(反射仪, 显微镜) 水质监测(电导率仪) 化学品称量(一般电子秤),1清洗机一套,2.1扩散炉2,扩散结果检测(方块电阻测试仪) 环境监测(尘埃粒子计数器),6分选,炉温测试仪 欧姆接触测试仪,电池生产线所需设备,浆料用量称量(高精度电子秤),4印刷,液
5、氮和液氧储罐,CF4储罐,硅烷氨气储罐 + 硅烷燃烧塔,净 化 隔 离 工 程,返回首页,1 车间环境要求 扩散要求最高,10000级,即每立方英尺中粒径0.5微米的粒子不超过10000个。(美国联邦标准209E,国际标准为ISO14644)。建议把车间所有工序净化等级设置为10000级。 2 地区大气环境 (1)尘埃粒子与净化成本;空气循环送风。 (2)钠离子对半导体器件的危害 洛杉矶每立方大气中1013钠离子。 直径0.1微米的NaCl粒子,潮解后会扩展为直径50微米的圆面积,相当于64k存储器一半的面积。 钠等金属离子在硅材料中是有效的复合中心,它们会降低电池的电性能。钠离子的可移动性会
6、降低组件的寿命,是组件衰减过快。,操作人员(不同的工作服)不同行动发尘量参考量,保持半导体车间洁净度的有效措施,按重要性和可行性从高到底依次排列: 1 车间人员全部穿无尘服。 2 所有车间设计为10000级的净化;保持扩散烧结压强最大,其气体流向其他车间。 3 各工序之间的隔离,尤其保护扩散。可通过小窗传递硅片。 4 人员少走动,少串岗,尤其禁止闲杂人员进入扩散。 5 进入车间前不要吸烟(人吸烟后产生的粒子数目为非吸烟者的90倍,30分钟后 降低为15倍)。 6 刷鞋器。 7 黏着性地板垫。 8 风淋。 为延长高效过滤器的寿命,车间高度要按照设备高度适当建设。,车间湿度和温度,太阳能电池车间对
7、湿度和温度没有特别严格的要求。 1. 只要车间是干净的,在日常的湿度条件下,尚未发现湿度对生产的影响。前提是车间没有对湿度有要求的工艺。 有些设备对湿度有要求,但是超过此要求并为发现工艺有异常现象。可能是设备长期在高湿度条件下运行有缩短寿命的可能。 60%的湿度是最适合人生存的湿度。湿度如果太低,人体容易积累静电(上千伏),可能会对电池造成损害。 2. 印刷、分选对环境温度的要求。 人对环境温度的要求。,做一个优秀的技术人员需要具备的东西:,1 熟悉所用到的所有的化学品的物理化学性质。HF,H2SO4,双氧水,盐酸,氢氧化钠,酒精,异丙醇,三氯氧磷,去离子水,硅烷,氨气,四氟化碳 2 尽可能掌握每个工序的细节(比如印刷) 3 熟悉所用到的器具及材料的物理化学性质(比如片架(花篮)聚四氟乙烯,浆料) 4 勤于思考,能发现新问题,解决新问题 最好熟悉电池生产线中所有的东西。比如纯水制造,硅烷燃烧塔,酸气处理装置等。 推荐几本书: 硅及其氧化物的电化学 太阳电池标准汇编 等离子体加工技术 微加工导论 从电驴下英文版 芯片制造 网版印刷技术 太阳电池及其应用张富鑫 半导体物理学 太阳能电池马丁格林 太阳电池材料,谢 谢 观 看!,
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