单晶绒面.ppt

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1、关于单晶硅各向异性腐蚀机理的讨论n n 摘要:在单晶硅太阳能的制备工艺中在单晶硅太阳能的制备工艺中,经经常利用碱溶液对各个晶面腐蚀速率不同常利用碱溶液对各个晶面腐蚀速率不同,在硅片表在硅片表面形成类似面形成类似“金字塔金字塔”状的绒面状的绒面,降低反射率本文降低反射率本文研究了研究了(氢氧化钠氢氧化钠+乙醇乙醇)混合体系对混合体系对(100)(100)晶面的晶面的单晶硅片的各向异性腐蚀过程描述了随着氢氧化单晶硅片的各向异性腐蚀过程描述了随着氢氧化钠的含量、乙醇的含量反应时间及温度的变化，钠的含量、乙醇的含量反应时间及温度的变化，金字塔绒面微观形貌和硅片表面变化的情况及金金字塔绒面微观形貌和硅片

2、表面变化的情况及金字塔的成核分析了各工艺参数影响绒面质量的机字塔的成核分析了各工艺参数影响绒面质量的机理，总结出适宜的工艺参数。理，总结出适宜的工艺参数。绒面的作用 为了提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率为了提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率,工业生产中通常采用碱与醇的混合溶液对工业生产中通常采用碱与醇的混合溶液对(100)(100)晶晶面的面的单晶硅片的各项异性腐蚀在表面形成类似“金字塔”状的绒面,有效增强硅片对入射太阳光的吸收,从而提高光生电流密度。理想质量的绒面 对于既可获得低的对于既可获得低的表面反射率表面反射率,又有利于太阳又有利于太阳能电池的后续制作工艺绒面能电池的后续制作工艺绒面

3、,应该是金字塔大小均匀应该是金字塔大小均匀,单单体尺寸在体尺寸在10201020微米之间微米之间,相相邻金字塔之间没有空隙邻金字塔之间没有空隙,即即覆盖率达到覆盖率达到100%100%。如图如图!控制理想绒面的形成因素 理想质量的绒面的形成,受到了诸多因素的影响,例如原材料的特性、制绒液的组成、各组分的含量、温度、反应时间等。为了维持生产良好的可从复性，并获得高的生产效率,要求我们比较透彻的了解绒面的形成机理,控制对制绒过程影响较大的因素,在较短的时间内形成质量较好的金字塔容面.绒面生长的原理 在高温下在高温下,硅与碱发生如下的化学反应硅与碱发生如下的化学反应:Si+2OHSi+2OH-+H+

4、H2 2O=SiOO=SiO3 3+2H+2H2 2 对于晶体硅对于晶体硅,由于各个晶面的原子密度由于各个晶面的原子密度不同不同,与碱进行反应的速度差别很大与碱进行反应的速度差别很大,也就是我们也就是我们通常说的通常说的(110)(110)面面(111)(111)面的腐蚀从而面的腐蚀从而在表面形成类似“金字塔”状的绒面。绒面生长的基本参数 用氢氧化钠加乙用氢氧化钠加乙醇醇,在在80-8380-83度之间度之间,时间时间30-4030-40minmin左右左右,根据原材料根据原材料的特性来配液就可以做出的特性来配液就可以做出质量较好的容面。质量较好的容面。氢氧化钠的含量对绒面的影响 经经过过相相

5、同同时时间间的的生生长长，氢氢氧氧化化钠钠的的浓浓度度越越高高，晶晶字字塔塔的的体体积积越越大大。而而制制绒绒液液的的腐腐蚀蚀性性随随氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液浓浓度度变变化化而而变变化化得得比比较较显显著著，浓浓度度高高的的氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液与与硅硅进进行行化化学学反反应应的的速速度度加加快快，反反应应相相同同时时间间后后，金金字字塔塔的的体体积积更更大大。当当氢氢氧氧化化钠钠的的浓浓度度超超过过了了一一定定的的界界限限，溶溶液液的的腐腐蚀蚀力力度度过过强强，绒绒面面会会越越来来越越差差，直直至至出出现现类类似似“抛抛光光“的的效效果果。相相比比于于乙乙醇醇，有有利利于于绒绒面面生生长长

6、的的氢氢氧氧化化钠钠溶溶度度范范围围比比较较小小，这这就就要要求求生生产产过过程程中中要要严严格格控控制制溶溶液液中的氢氧化钠溶度。中的氢氧化钠溶度。乙醇在制绒液中的作用 通过实践了解，我认为乙醇在制绒液中起两点作用：一，协助氢气泡的释放；二，可以减弱氢氧化钠对硅片的腐蚀力度。结论 氢氢氧氧化化钠钠、硅硅酸酸钠钠与与乙乙醇醇的的混混合合溶溶液液对对晶晶体体硅硅进进行行腐腐蚀蚀，可可以以制制备备出出类类似似金金字字塔塔的的结结构构表表面面。理理想想的的绒绒面面应应是是金金字字塔塔体体积积较较小小.大大小小均均匀匀.覆覆盖盖率率高高。适适宜宜的的制制绒绒液液在在77778080摄摄氏氏度度按按照照

7、上上述述所所设设的的配配方方下下反反应应3030分分钟钟左左右右，就就可可以以在在单单晶晶硅硅片片表表面面形形成成色色泽泽均均匀匀.反反射率低的金字塔绒面。射率低的金字塔绒面。几种常见绒面的“事故”有些绒面做出有些绒面做出来看起来表面很脏来看起来表面很脏,其其实这些不是真正的脏实这些不是真正的脏而是表面有些地方绒而是表面有些地方绒面没长好而带来的一面没长好而带来的一种错觉。种错觉。如图所示如图所示!不同国家硅片制绒的适宜参数 德德国国PVPV：配配液液加加3 3瓶瓶NaOH,18NaOH,18瓶瓶C C2 2H H5 5OHOH可可分分两两次加入，然后每筐加次加入，然后每筐加1 1瓶瓶NaOH

8、NaOH，3 3瓶瓶C C2 2H H5 5OH.OH.拜拜耳耳:配配液液加加2 2瓶瓶NaOHNaOH,1818瓶瓶C C2 2H H5 5OH,OH,然然后后每每筐加筐加2/32/3瓶瓶NaOHNaOH，3 3瓶瓶C C2 2H H5 5OH.OH.西西班班牙牙：配配液液加加2 2瓶瓶NaOHNaOH,1818瓶瓶C C2 2H H5 5OH,OH,然然后后每筐加每筐加1/31/3瓶瓶NaOHNaOH，3 3瓶瓶C C2 2H H5 5OH.OH.不同国家硅片制绒的适宜参数 宁晋：要洗铬酸，配液加宁晋：要洗铬酸，配液加1.51.5瓶瓶NaOHNaOH,16,16瓶瓶 C C2 2H H5

9、5OH,OH,然后每筐加然后每筐加1/21/2瓶瓶NaOHNaOH，3 3瓶瓶C C2 2H H5 5OH.OH.宁晋新材料：配液加2瓶NaOH,16瓶 C2H5OH,然后每筐加1/3瓶NaOH，3瓶 C2H5OH.不同国家硅片制绒的适宜参数俄俄罗罗斯斯:配配液液加加2 2瓶瓶NaOHNaOH,1616瓶瓶C C2 2H H5 5OH,OH,然然后后每每筐筐加加2/32/3左右瓶左右瓶NaOHNaOH，3 3瓶瓶C C2 2H H5 5OH.OH.乌乌 克克 兰兰：配配 液液 加加 1.51.5瓶瓶 NaOHNaOH,1616 1818瓶瓶C C2 2H H5 5OH,OH,然后每筐加然后每筐加1/31/3瓶瓶NaOHNaOH，3 3瓶瓶C C2 2H H5 5OH.OH.有有些些片片子子容容面面不不好好做做，那那么么我我们们先先把把片片子子做做干干净净保保证证片片子子不不发发亮亮无无白白斑斑后后尽尽力力把把容容面面调调到到最最佳状态佳状态.结束 以上仅为初步认识，可能存在不妥之处，请多多指教，要保持绒面可控，有待进一步摸索，谢谢！