晶硅制绒技术 卢菁

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1、晶硅制绒技术介绍及添加剂分析报告人：卢菁电池工艺原理•主要内容：1.常规制绒技术；2.多晶制绒添加剂成分分析。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理1.常规制绒技术1.1制绒的目的；1.2单晶制绒原理；1.3多晶制绒原理；1.4制绒常见问题。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理1.1制绒的目的制绒的作用：a)去除硅片表面的机械损伤层；b)清除表面油污和金属杂质；c)增加光的吸收，提高短路电

2、流；d)一定程度上的钝化。什么是“好”的绒面？a)绒面小；b)绒面均匀。注意：反射率只和绒面的整体情况有关，和均匀性关系不大，但是均匀性会影响开路电压。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理当光入射到具有一定角度的斜面后，光会反射到另一斜面，形成二次或更多次吸收——陷光原理聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理图中蓝色线为抛光后硅片的反射率光谱曲线；红色线为原始硅片的反射率光谱曲线；黑色

3、线为制绒后硅片的反射率光谱曲线。图中黑色线为制绒后再沉积SiN:H薄膜的反x射光谱线。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理腐蚀速率的决定因素：a)腐蚀液流至被腐蚀物表面的移动速率；b)腐蚀液与被腐蚀物表面产生化学反应的反应速率；c)生成物从被腐蚀物表面离开的速率。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理1.2单晶硅制绒原理利用碱性溶液对单晶硅片具有各向异性腐蚀的特点来制备绒面。关于NaOH

4、腐蚀：NaOH溶液对不同晶面的腐蚀速率不同，(100)面的腐蚀速度比(111)面大十倍以上。Si2NaOHHONaSiO2H2232聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理较快的腐蚀速度较慢的腐蚀速度单晶绒面聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理1.3多晶硅制绒原理多晶硅表面由于存在多种晶向，从统计的角度看，各向同性，所以不能像单晶硅那样能利用各向异性进行化学腐蚀得到理想的绒面结构。多

5、晶绒面因而对于多晶硅片，目前主要采用各向同性的酸腐蚀方法来制备绒面。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理绒面出现的原因：多晶硅本身物理结构的不均匀性，最容易发生的地方为缺陷、杂质、晶界处。因为多晶硅片表面有很多缺陷点，这些缺陷点反应能较高，较没有缺陷点的表面容易发生反应，这就是绒面形成的原因。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理化学原理：反应是一个氧化还原反应，首先用硝酸对硅片进行

6、氧化反应。方程式如下：HNOSiSiONOHO32x2因为二氧化硅不溶于水且粘在硅片表面，所以接下来用氢氟酸对其进行溶解，生成溶于水的物质。方程式如下：SiOHFSiFHO242SiFHFH[SiF]426注：H2[SiF6]为水溶物。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理反应时生成的一氧化氮和二氧化氮会生成亚硝酸，尽管亚硝酸的氧化能力弱于硝酸，但亚硝酸在溶液中易脱水为NO+，而NO+具有相当的反应活性。NONOHO2HNO222

7、聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原理根据近期的研究发现，起主要氧化作用的并不是亚硝酸和硝酸，而是某些3价氮的活性物质，如NO+。而这些活性物质只有在强酸溶液中才会比较稳定。NO的形成：对于HNO2HNO2(N为3价)NO(N为3价)N得到两个电子对于HNO3HNO3(N为5价)NO(N为3价)结论：氧化性强的硝酸反应反而慢。聚合点滴创生无限GoingGreen,InvestingGreenwww.cecep.cn电池工艺原

8、理1#液：HF+亚硝酸液（黄绿色）2#液：HF+硝酸溶液（无色）1#液在2min时腐蚀出均匀的碗状腐蚀坑，但大面积在3min时则明显表现出过腐蚀现象；2#液的腐蚀更柔和，尤其3min时，表现出各向异性，说明此时的腐蚀过程相对活性较弱；1#和2#液腐蚀形貌的对比充分说明了亚硝酸对多晶硅腐蚀的特性的影响。聚合点滴创生无限GoingGr