傳統(tǒng)單晶硅的加工(獨家)
在實際研磨過程中要不斷加入研磨劑。硅是一種硬度很高的材料,所以能夠用于研磨硅晶體的磨料必須具有比硅更高的硬度。目前可以作為硅片研磨的磨料材料主要Al2O3、SiC、ZrO2、SiO2、B4C 等高硬度材料,其中以Al2O3 和SiC 應用較為普遍。磨料的粒徑應該盡可能地均勻,對最大粒徑應有明確的規(guī)定,混入磨料中的少量大顆?赡軙诠杵砻娈a(chǎn)生嚴重的劃傷。實際應用的研磨劑是用粉末狀磨料與礦物油配制而成的懸浮液,在使用前研磨劑應進行充分的攪拌,經(jīng)過研磨的硅片從上面向下看可以大致地劃分為多晶層,鑲嵌層,高缺陷層和完整晶體等層。
化學腐蝕
切片后,硅片表面有機械損傷層,目前利用X 射線雙晶衍射的方法來測量硅片的機械損傷層厚度。因此,一般切片后,在制備太陽電池前,需要對硅片進行化學腐蝕,去除損傷層。每化學腐蝕一次,進行一次X 射線雙晶衍射,目的是考慮是否進一步進行化學腐蝕。腐蝕液的類型、溫度、配比、攪拌與否以及硅片放置的方式都是硅片化學腐蝕效果的主要影響因素,這些因素既影響硅片的腐蝕速度,又影響腐蝕后硅片的表面質(zhì)量。目前使用較多的是氫氟酸、硝酸和乙酸混合的酸性腐蝕液,以及氫氧化鉀或氫氧化鈉等堿性腐蝕液。對于太陽電池用晶體硅的化學腐蝕,一般利用氫氧化鈉腐蝕液,腐蝕深度要超過硅片機械損傷層的厚度,約為20~30um。
拋光
在氫氧化鈉化學腐蝕時,采用10%~30%的氫氧化鈉水溶液,溫度 80~90℃,將硅片浸入腐蝕液中,腐蝕液不需攪拌,腐蝕后硅片的平行度較好;堿腐蝕后硅片表面相對比較粗糙。如果堿腐蝕的時間較長,硅片表面還會出現(xiàn)像金字塔結(jié)構(gòu)的形狀,稱為“絨面”,這種“絨面”結(jié)構(gòu)有利于減少硅片表面的太陽光反射,增加光線的入射和吸收。所以在單晶硅太陽電池實際工藝中,一般將化學腐蝕和絨面制備工藝合二為一,以節(jié)約生產(chǎn)成本。而酸腐蝕,主要是濃硝酸等,會產(chǎn)生一些如NOx 等有毒氣體。拋光是硅片表面的最后一次重要加工工序,也是最精細的表面加工。拋光工藝的目的是獲得潔凈無損傷,平整的硅片表面。
包裝和儲存
合格的拋光片對其包裝、儲存、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)也有要求,如果處理不當會造成拋光片的二次沾污面影響產(chǎn)品質(zhì)量。例如要降低硅片的有機物含量,包裝,儲存環(huán)境則是關(guān)鍵所在。具體為:
1 拋光片的超凈防靜電包裝
對于硅拋光片的包裝要注意以下一些的問題:
a.包裝時應保證一定的溫度、濕度、潔凈度和良好的氣氛環(huán)境;
b.包裝材料應能保證硅拋光片包裝后不會受擠壓、擦傷和沾污,一般采用符合潔凈度要求較高的內(nèi)包裝袋,并用可靠的真空或充氮方式進行熱壓焊封口。
2 拋光片的儲存
由于硅拋光片表面的化學性質(zhì)活潑,雖然硅拋光片在包裝時一般都采用了真空或充氮密封包裝等措施,硅拋光片的儲存期仍不宜過長。
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