关于硅片制作的过程
硅片的等级:
MG-Si → SeG-Si → SoG-Si
提炼要经过一下过程:
石英砂→冶金级硅→提炼和精炼→沉积多晶硅锭→单晶硅→硅片切割。
冶金级硅MG-Si
提炼硅的原始材料是SiO2,主要是砂成分,目前采用SiO2的结晶岩即石灰岩,在大型的电弧炉中用碳还原:SiO2+2C→Si+2CO
定期倒出炉,用氧气、氧氯混合气体提纯,然后倒入浅槽在槽中凝固,随后被捣成块状。
MG-Si提纯为SeG-Si
提炼标准方法为:西门子工。
MG-Si被转变为挥发性的化合物,接着采用分馏的方法将其冷凝被提纯。
工艺程序:用Hcl把细碎的MG-Si变成流体
使用催化剂加速反应进行:Si+3Hcl→SiHcl3+H2
MG-Si →SiHcl3 硅胶工业原材料
为提取MG-Si可加热混合气体使SiHcl3 被H2还原,硅以细晶粒的多晶硅形成沉积到电加热棒上如右:SiHcl3+H2 →Si+3Hcl
SeG-Si提纯到SoG-Si
将SeG-Si多晶硅熔融,同时加入器件所需的微量参杂剂,通常采用硼(P型参杂剂)。
在温度可以精细控制的情况下用籽晶能够成熔融的硅中拉出大圆柱形的单晶硅棒。直径过125cm长度为1~2m。
手工录入,忘采纳,有追问亦可。
硅片的制备
单晶硅的制备先是拉单晶,硅单晶棒有直拉法(CZ法)和区熔法两种 硅单晶棒制备好后再经过滚磨、切割、研磨、倒角、化学腐蚀、抛光,以及几何尺寸和表面质量检测等工序完成单晶硅片的生产
太阳能光伏行业中硅片的制作过程
流程:线开方粘棒-线开方-滚圆-粘方棒-切片-预清洗去胶-清洗烘干-分选包装.
太阳能硅片制造的全过程?
硅锭到硅片的过程主要是一个拉晶的过程
硅锭怎样成为硅片
硅锭需要经过开方/截断–切割—清洗 就变成硅片了. 主要是切割过程,主要方式有两种:线切割和内圆切割
太阳能电池硅片生产过程都有哪些工种
太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测——表面制绒——扩散制结——去磷硅玻璃——等离子刻蚀——镀减反射膜——丝网印刷——快速烧结等。具体介绍如下:
一、硅片检测
硅片是太阳能电池片的载体,硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低,因此需要对来料硅片进行检测。该工序主要用来对硅片的一些技术参数进行在线测量,这些参数主要包括硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹等。该组设备分自动上下料、硅片传输、系统整合部分和四个检测模块。其中,光伏硅片检测仪对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸和对角线等外观参数;微裂纹检测模块用来检测硅片的内部微裂纹;另外还有两个检测模组,其中一个在线测试模组主要测试硅片体电阻率和硅片类型,另一个模块用于检测硅片的少子寿命。在进行少子寿命和电阻率检测之前,需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测,并自动剔除破损硅片。硅片检测设备能够自动装片和卸片,并且能够将不合格品放到固定位置,从而提高检测精度和效率。
二、表面制绒
单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀,在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。由于入射光在表面的多次反射和折射,增加了光的吸收,提高了电池的短路电流和转换效率。硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液,可用的碱有氢氧化钠,氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅,腐蚀温度为70-85℃。为了获得均匀的绒面,还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂,以加快硅的腐蚀。制备绒面前,硅片须先进行初步表面腐蚀,用碱性或酸性腐蚀液蚀去约20~25μm,在腐蚀绒面后,进行一般的化学清洗。经过表面准备的硅片都不宜在水中久存,以防沾污,应尽快扩散制结。
三、扩散制结
太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换,而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源。把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内,在850—900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器,通过三氯氧磷和硅片进行反应,得到磷原子。经过一定时间,磷原子从四周进入硅片的表面层,并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散,形成了N型半导体和P型半导体的交界面,也就是PN结。这种方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十,少子寿命可大于10ms。制造PN结是太阳电池生产最基本也是最关键的工序。因为正是PN结的形成,才使电子和空穴在流动后不再回到原处,这样就形成了电流,用导线将电流引出,就是直流电。
四、去磷硅玻璃
该工艺用于太阳能电池片生产制造过程中,通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡,使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸,以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。在扩散过程中,POCL3与O2反应生成P2O5淀积在硅片表面。P2O5与Si反应又生成SiO2和磷原子,这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2,称之为磷硅玻璃。去磷硅玻璃的设备一般由本体、清洗槽、伺服驱动系统、机械臂、电气控制系统和自动配酸系统等部分组成,主要动力源有氢氟酸、氮气、压缩空气、纯水,热排风和废水。氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸与二氧化硅反应生成易挥发的四氟化硅气体。若氢氟酸过量,反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。
五、等离子刻蚀
由于在扩散过程中,即使采用背靠背扩散,硅片的所有表面包括边缘都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的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。因此,必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀,以去除电池边缘的PN结。通常采用等离子刻蚀技术完成这一工艺。等离子刻蚀是在低压状态下,反应气体CF4的母体分子在射频功率的激发下,产生电离并形成等离子体。等离子体是由带电的电子和离子组成,反应腔体中的气体在电子的撞击下,除了转变成离子外,还能吸收能量并形成大量的活性基团。活性反应基团由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面,在那里与被刻蚀材料表面发生化学反应,并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面,被真空系统抽出腔体。
六、镀减反射膜
抛光硅表面的反射率为35%,为了减少表面反射,提高电池的转换效率,需要沉积一层氮化硅减反射膜。现在工业生产中常采用PECVD设备制备减反射膜。PECVD即等离子增强型化学气相沉积。它的技术原理是利用低温等离子体作能量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电使样品升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体SiH4和NH3,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固态薄膜即氮化硅薄膜。一般情况下,使用这种等离子增强型化学气相沉积的方法沉积的薄膜厚度在70nm左右。这样厚度的薄膜具有光学的功能性。利用薄膜干涉原理,可以使光的反射大为减少,电池的短路电流和输出就有很大增加,效率也有相当的提高。
七、丝网印刷
太阳电池经过制绒、扩散及PECVD等工序后,已经制成PN结,可以在光照下产生电流,为了将产生的电流导出,需要在电池表面上制作正、负两个电极。制造电极的方法很多,而丝网印刷是目前制作太阳电池电极最普遍的一种生产工艺。丝网印刷是采用压印的方式将预定的图形印刷在基板上,该设备由电池背面银铝浆印刷、电池背面铝浆印刷和电池正面银浆印刷三部分组成。其工作原理为:利用丝网图形部分网孔透过浆料,用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力,同时朝丝网另一端移动。油墨在移动中被刮刀从图形部分的网孔中挤压到基片上。由于浆料的粘性作用使印迹固着在一定范围内,印刷中刮板始终与丝网印版和基片呈线性接触,接触线随刮刀移动而移动,从而完成印刷行程。
八、快速烧结
经过丝网印刷后的硅片,不能直接使用,需经烧结炉快速烧结,将有机树脂粘合剂燃烧掉,剩下几乎纯粹的、由于玻璃质作用而密合在硅片上的银电极。当银电极和晶体硅在温度达到共晶温度时,晶体硅原子以一定的比例融入到熔融的银电极材料中去,从而形成上下电极的欧姆接触,提高电池片的开路电压和填充因子两个关键参数,使其具有电阻特性,以提高电池片的转换效率。烧结炉分为预烧结、烧结、降温冷却三个阶段。预烧结阶段目的是使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉,此阶段温度慢慢上升;烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应,形成电阻膜结构,使其真正具有电阻特性,该阶段温度达到峰值;降温冷却阶段,玻璃冷却硬化并凝固,使电阻膜结构固定地粘附于基片上。
九、外围设备
在电池片生产过程中,还需要供电、动力、给水、排水、暖通、真空、特汽等外围设施。消防和环保设备对于保证安全和持续发展也显得尤为重要。一条年产50MW能力的太阳能电池片生产线,仅工艺和动力设备用电功率就在1800KW左右。工艺纯水的用量在每小时15吨左右,水质要求达到中国电子级水GB/T11446.1-1997中EW-1级技术标准。工艺冷却水用量也在每小时15吨左右,水质中微粒粒径不宜大于10微米,供水温度宜在15-20℃。真空排气量在300M3/H左右。同时,还需要大约氮气储罐20立方米,氧气储罐10立方米。考虑到特殊气体如硅烷的安全因素,还需要单独设置一个特气间,以绝对保证生产安全。另外,硅烷燃烧塔、污水处理站等也是电池片生产的必备设施。
从硅料到太阳能电池片的生产流程,有谁知道?
金属硅(1提纯)→高纯多晶硅—(2掺杂铸造或拉晶)→多晶硅锭/单晶硅锭—(3切片)→硅片—(4制绒、扩散、印刷)→电池片—(5层压、封装)→电池组件—(6配套连接、安装)→光伏发电系统. 其中,提纯的环节是技术最高难度最高的环节.有冶金法和化学法两种方式. 后段工序对设备要求较高
有谁知道单晶硅生产流程的请详细说下
生产工艺流程具体介绍如下:
切片:将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄硅片。此过程中产生的硅粉采用水淋,产生废水和硅渣。
退火:双工位热氧化炉经氮气吹扫后,用红外加热至300~500℃,硅片表面和氧气发生反应,使硅片表面形成二氧化硅保护层。
倒角:将退火的硅片进行修整成圆弧形,防止硅片边缘破裂及晶格缺陷产生,增加磊晶层及光阻层的平坦度。此过程中产生的硅粉采用水淋,产生废水和硅渣。
分档检测:为保证硅片的规格和质量,对其进行检测。此处会产生废品。 研磨:用磨片剂除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层,有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度,达到一个抛光过程可以处理的规格。此过程产生废磨片剂。
清洗:通过有机溶剂的溶解作用,结合超声波清洗技术去除硅片表面的有机杂质。此工序产生有机废气和废有机溶剂。
RCA清洗:通过多道清洗去除硅片表面的颗粒物质和金属离子。
SPM清洗:用H2SO4溶液和H2O2溶液按比例配成SPM溶液,SPM溶液具有很强的氧化能力,可将金属氧化后溶于清洗液,并将有机污染物氧化成CO2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有机污物和部分金属。此工序会产生硫酸雾和废硫酸。
DHF清洗:用一定浓度的氢氟酸去除硅片表面的自然氧化膜,而附着在自然氧化膜上的金属也被溶解到清洗液中,同时DHF抑制了氧化膜的形成。此过程产生氟化氢和废氢氟酸。
APM清洗: APM溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2溶液组成,硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(约6nm呈亲水性),该氧化膜又被NH4OH腐蚀,腐蚀后立即又发生氧化,氧化和腐蚀反复进行,因此附着在硅片表面的颗粒和金属也随腐蚀层而落入清洗液内。此处产生氨气和废氨水。
HPM清洗:由HCl溶液和H2O2溶液按一定比例组成的HPM,用于去除硅表面的钠、铁、镁和锌等金属污染物。此工序产生氯化氢和废盐酸。
DHF清洗:去除上一道工序在硅表面产生的氧化膜。
磨片检测:检测经过研磨、RCA清洗后的硅片的质量,不符合要求的则从新进行研磨和RCA清洗。
腐蚀A/B:经切片及研磨等机械加工后,晶片表面受加工应力而形成的损伤层,通常采用化学腐蚀去除。腐蚀A是酸性腐蚀,用混酸溶液去除损伤层,产生氟化氢、NOX和废混酸;腐蚀B是碱性腐蚀,用氢氧化钠溶液去除损伤层,产生废碱液。本项目一部分硅片采用腐蚀A,一部分采用腐蚀B。
分档监测:对硅片进行损伤检测,存在损伤的硅片重新进行腐蚀。
粗抛光:使用一次研磨剂去除损伤层,一般去除量在10~20um。此处产生粗抛废液。
精抛光:使用精磨剂改善硅片表面的微粗糙程度,一般去除量1 um以下,从而的到高平坦度硅片。产生精抛废液。
检测:检查硅片是否符合要求,如不符合则从新进行抛光或RCA清洗。
检测:查看硅片表面是否清洁,表面如不清洁则从新刷洗,直至清洁。
包装:将单晶硅抛光片进行包装。
太阳能硅片的制造
制造太阳能电池的硅片和其制造方法及装置,该硅片是由低纯度硅
底板和高纯度硅层构成,高纯度硅层是用熔融状态的高纯度硅的硅原子在低纯度硅底板上结
晶凝固而成,可以大大提高硅片的高纯度硅的利用率。并提供了六种硅片的制造方法及装置,
分别是甩脱式硅片制造方法及装置,倾斜式硅片制造方法及装置,连续式硅片制造方法及装
置,模铸式硅片制造方法及装置,竖立式硅片制造方法及装置和滚涂式硅片制造方法和装置。
超薄太阳能级硅片本体为上、下两平行平面组成的方形薄片,方形薄片四角为
四个相同的45°倒角,上、下两平面的距离为165μm-195μm范围,翘曲度
小于75μm,表面光洁、平整、无瑕疵。超薄太阳能级硅片切割工艺是采用硅
晶棒开方机将硅晶圆棒直接切割成截面为方形、四角为相同45°倒角的八角方
型柱体,切削余料为块状,可回炉再利用。还采用优化切割工艺在多线切割机
上切割成超薄太阳能级硅片,保证超薄太阳能级硅片的制造质量,提高生产效
率,降低了超薄太阳能级硅片的制造成本。
在太阳能电池片生产的硅片处理过
程中,硅片可能会从载片篮中浮起。本实用新型包括对称设置的两片放置
板,放置板上平行设置有多个放置槽,两片放置板的一边通过连接片连接、
另一边通过连接条连接,形成方筐结构。每个放置板的两个侧边开有限位
条安装口,限位条架设在两片放置板上。所述的限位条为工字形,其四个
角与对应的放置板的安装口活动连接。本实用新型结构简单,限位条的设
置有效避免了硅片从载片篮中浮起的发生。
太阳能电池硅片的传
输装置,它包括两个相同规格的支撑架,每一个支撑架都包括第一梯级和第二
梯级,第一梯级位于第二梯级的外侧,第一梯级的高度比第二梯级的高度高。
该太阳能电池硅片的传输装置的优点在于当硅片大小和形状改变的情况下,不需要更换运输装置的任何部分,这样可以省去了更换后的校准等工作。
单晶硅生产工艺
原发布者:光伏英才网86
单晶硅生产工艺流程单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势,近三十年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。单晶硅生产工艺流程: 1、石头加工 开始是石头,(石头都含硅),把石头加热,变成液态,在加热变成气态,把气体通过一个密封的大箱子,箱子里有N多的子晶加热,两头用石墨夹住的,气体通过这个箱子,子晶会把气体中的一种吸符到子晶上,子晶慢慢就变粗了,因为是气体变固体,所以很慢,一个月左右,箱子里有就很多长长的原生多晶硅。 2、酸洗 当然,还有很多的废气啊什么的,(四氯化硅)就是生产过程中产生的吧,好像现在还不能很好处理这东西,废话不多说,原生多晶有了,就开始酸洗,氢氟酸啊硝酸啊,乙酸啊什么的把原生多晶外面的东西洗干净了,就过烘房烘干,无尘检查打包。 3、拉晶 送到拉晶,拉晶就是用拉晶炉把多晶硅加热融化,在用子晶向上拉引,工人先把多晶硅放进石英锅里,(厂里为了减少成本,也会用一些洗好的电池片,碎硅片一起融)关上炉子加热,石英锅的融点是1700度,硅的融点才1410度左右,融化了硅以后石英锅慢慢转起来,子晶从上面下降,点到锅的中心液面点,也慢慢反方向转,锅下面同时在电加热,液面上加冷