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制绒 制绒 制绒 制绒 刻蚀工艺 为什么要边缘刻蚀？ 由于扩散过程中，即使采用背对背扩散，硅片的所有表面（包括边缘）都将不可避免地扩散上磷，PN结的正面收集到光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路。 边缘刻蚀的目的：去除PN结，防止短路。 刻蚀工艺 工艺方法：湿法刻蚀与干法刻蚀（激光刻蚀与等离子刻蚀） 湿法刻蚀：主要是利用HF溶液、加有适当添加剂的HF-HNO3溶液与扩散后硅片的侧端及非扩散底面进行化学反应，把侧端磷硅玻璃及N型扩散层刻蚀掉，从而实现将电池片上下电极分开的工艺方法。 湿法刻蚀工艺机理：湿法刻蚀其实是腐蚀的一种，是对硅片边缘的腐蚀，但不影响太阳电池的工艺结构。 HF/HNO3体系，利用其各向同性腐蚀特性，使用RENA in-line式结构的设备，利用表面张力和毛细作用力的作用去除边缘和背面的N型。 大致腐蚀的机制是先用硝酸进行腐蚀产生SiO2，再用HF酸把SiO2去除 控制点：HNO3与HF的含量，硅在70%的硝酸与30%的氢氟酸时，腐蚀速率最高 刻蚀工艺 干法刻蚀：主要包括激光刻蚀与等离子体刻蚀 激光刻蚀： 利用高能量聚焦激光束沿着烧结后电池片正面近侧端周边照射一圈，使被照射区域熔化、气化，在电池片正面近侧端周边刻蚀出一定深度的凹槽，从而实现将电池片上下电极分开的工艺方法。目前，国内采用该工艺方法的光伏企业也还不多 刻蚀工艺 等离子刻蚀：目前，国内大多数光伏企业采用该工艺方法。 原理：采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或各种游离基，这些活性粒子扩散到硅片边缘，在那里与硅进行反应，形成挥发性生成物四氟化硅而被去除。 化学公式：CF4+SIO2=SIF4+CO2 刻蚀工艺 等离子刻蚀工艺机制： 首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子。CF4 e CF3，CF2，CF,F,C以及他们的离子 其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，并在表面上发生化学反应。 CF4 e C+4F，4F+Si SiF4 ，2C+O2 2CO 生产过程中，CF4中掺入O2，这样有利于提高Si和SiO2的刻蚀速率。 刻蚀工艺 影响因素： 射频功率：射频功率过高：等离子体中离子的能量较高会对硅片边缘造成较大的轰击损伤，导致边缘区域的电性能差从而使电池的性能下降。在结区（耗尽层）造成的损伤会使得结区复合增加。射频功率太低：会使等离子体不稳定和分布不均匀，从而使某些区域刻蚀过度而某些区域刻蚀不足，导致并联电阻下降。 时间：刻蚀时间过长：刻蚀时间越长对电池片的正反面造成损伤影响越大，时间长到一定程度损伤不可避免会延伸到正面结区，从而导致损伤区域高复合。刻蚀时间过短：刻蚀不充分，没有把边缘鳞去干净，PN结依然有可能短路造成并联电阻降低 压力：压力越大，气体含量越少，参与反应的气体也越多，刻蚀也越充份。 刻蚀工艺 刻蚀质量检查：对扩散后硅片进行刻蚀以后，为了确保已经将硅片侧端的磷硅玻璃及N型扩散层去除完全，需要判定侧端的导电类型。主要利用温差法来判定侧端导电类型。温差法包括两种方法：简单的冷热探针方式和导电类型检测仪 简单冷热检测方式：热探针和N型半导体接触时，传导电子将流向温度较低的区域，使得热探针处电子缺少，因而其电势相对于同一材料上的室温触点而言将是正的。同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触点而言将是负的。此电势差可以用简单的微伏表测量。 用冷、热探针接触硅片一个边沿不相连的两个点，电压表 显示这两点间电压为正值，说明导电类型为P型，刻蚀合格。 相同的方法检测另外三个边沿的导电类型是否为P型。 如果经过检验，任何一个边沿刻蚀不合格，则这一片硅片 就为刻蚀不合格,待重新装片，再进行刻蚀。 刻蚀工艺 导电类型检测仪：其导电类型判定原理与简单冷热探针方式相同，但能将硅片的导电类型直接以字母P、N表明，相比之下，更为简便。 刻蚀工艺 刻蚀后的外观检查： 刻蚀工艺异常处理 PECVD PECVD的目的：在硅片表面沉积一层氮化硅减反射膜，以增加入射在硅片上的光的透射，减少反射，氢原子搀杂在氮化硅中附加了氢的钝化作用 。 SiN的特性： ⒈结构致密，硬度大 2.能抵御碱金属离子的侵蚀 3.介电强度高 4.耐湿性好 5.耐一般的酸碱，除