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太陽能電池片科普系列——制絨篇

2017-11-20 18:47:26 來源:北極星太陽能光伏網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

濕制程是太陽能電池片生產(chǎn)工序的開端，從上級廠家或者上級原材料工廠獲得的電池片原片將從這里開始他新的生涯，作為電池片生命生涯的開始，制絨等濕制程也是整個生產(chǎn)過程中最難控制的工序之一。一、制絨的目的去

濕制程是太陽能電池片生產(chǎn)工序的開端，從上級廠家或者上級原材料工廠獲得的電池片原片將從這里開始他新的生涯，作為電池片生命生涯的開始，制絨等濕制程也是整個生產(chǎn)過程中最難控制的工序之一。

一、制絨的目的

去除機械損傷層——主要來自原片切割過程中的表面損傷；

增加電池片表面面積——為擴散增加制結面積準備；

陷光原理——大大降低電池片表面反射率；

去除雜質(zhì)——HF可以去除電池片表面油污、HCL去除金屬雜質(zhì)；

多晶絨面

單晶絨面

因單多晶晶體結構差異，考慮到效率因素，多晶常用酸制絨，單晶多用堿制絨。多晶制絨面為不規(guī)則凹凸面，單晶制絨面為規(guī)制類金字塔結構。主要原因是多晶內(nèi)部晶體排列方式雜亂所致，具有各項同性。

常見制絨機臺

陷光原理是利用光線入射到電池片表面的斜面，進而被反射到另一斜面，以形成多次吸收。入射光在經(jīng)過多次反射，改變了入射光在硅中的前進方向，既延長了光程，又增加了對紅外光子的吸收，同時有較多的光子在靠近PN結附近產(chǎn)生光生載流子，從而增加了光生載流子的收集。

陷光原理

二、制絨工藝流程（多晶為例）

制絨槽→水洗→堿洗→水洗 →酸洗→水洗→吹干。

反應方程式：

1: Si + 4HNO3 = SiO2 + 4NO2 + 2H2O

2: SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O

3: SiF4 + HF= H2SiF6

2.1: NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

2.2: Si + HNO2 = SiO2 + NO +H2O

2.3: HNO3 + NO + H2O = HNO2

硅片進入含有硝酸和氫氟酸的制絨槽，值得注意的是硅和硝酸及氫氟酸單獨均不發(fā)生反應，但是當三者同時相處時，反應劇烈，所以制絨槽內(nèi)各種酸的比例要求嚴格（主要針對效率方面）。

三、制絨制程控制指標

1、減薄量。減薄量是是制絨工序最重要的控制指標，減薄量等于制絨前重量減去制絨后重量。它能夠直接反應硅片在制絨工序的反應程度，間接反應絨面好壞，減薄量過大或者過小都會引起最終電池片的效率。減薄量的影響因素：制絨槽溫度、藥液濃度、比例、流量、怠速等

2、制絨后反射率。制絨后反射率是僅次于減薄量的監(jiān)控指標，其主要體現(xiàn)電池片表面絨面的好壞，反射率主要的影響因素是減薄量大小以及藥液成分的比例。

3、少子壽命等。

值得重要的是不同批次或廠家的硅片在相同藥液的機臺制絨所獲得的電池片減薄量和反射率有所差異。

四、制絨車間常見事項

1、片源統(tǒng)計，根據(jù)不同規(guī)格電池片采用不同生產(chǎn)工藝，同時通知后道工序更改相應工藝；

2、純水電導率檢測、生產(chǎn)所用均為純水，純度不高將直接導致電池片嚴重的質(zhì)量問題；

3、空氣溫度和潔凈度，電池片是就像襁褓中的嬰兒，任何風吹草動都會引起相當大的后果；

4、化學濃度分析，對制絨槽藥液進行定期分析，以便調(diào)整。

制絨工序不同于其他工序，藥液分析較難，肉眼幾乎無法分辨，制絨槽問題的處理完全依據(jù)經(jīng)驗和歷史數(shù)據(jù)，不同藥液壽命情況下性質(zhì)不同，問題排查困難。且由于其濕制程特殊的生產(chǎn)工藝，制絨機臺一旦污染便將是電池片的全面污染。制絨車間高耗酸和耗能，機臺需要維持低溫，每天每個機臺耗酸良都在400L以上（受產(chǎn)量影響）。危險系數(shù)高，維護時問題尤為突出，手工添加酸堿，濺酸濺液問題時有發(fā)生，停電等特殊情況車間內(nèi)酸的揮發(fā)將對人員造成不可逆?zhèn)ι踔羻拭ㄐ【幘徒?jīng)歷過，還請相關從業(yè)者很好保護自己啊）。