金刚石线锯切割多晶硅片气相刻蚀制绒稳定性及其控制研究

发布时间：2017-10-04 12:23

  本文关键词：金刚石线锯切割多晶硅片气相刻蚀制绒稳定性及其控制研究

  更多相关文章： 多晶硅片 金刚石线锯 太阳电池 气相制绒

【摘要】：通过传统湿法酸腐蚀,无法在金刚石线锯切割多晶硅片表面制得良好的绒面。气相制绒技术可望有效解决该问题,但其制绒效果稳定性较差。本文在课题组的前期实验基础上,针对气相制绒一批次之间连续刻蚀的稳定性及每次刻蚀硅片本身制绒效果的均匀稳定性问题,对热蒸法气相制绒中气源酸液的连续重复利用效果和体系温度控制影响进行研究。研究内容主要包括两部分:一是探究气源酸液不同重复使用程度对制绒效果的影响,研究其气相制绒工艺持续进行的稳定性;二是改进体系温度控制方式,用先低温后高温的两段升温法代替恒温保温法,探究硅片绒面稳定性效果最佳的控制条件,并分析其制绒效果提升的原因。研究结果表明,气相刻蚀气源酸液重复使用效果在当前小型实验装置中连续刻蚀10片以内制绒效果基本稳定。初始的1到2片阶段硅片刻蚀效果不理想,分析认为初次制绒时酸蒸汽中积累的水汽成分高,导致刻蚀能力较差;接下来重复使用的多次连续制绒实验中刻蚀气体处于稳定状态,硅片制绒效果良好且具有一致性;连续制绒10次以后,刻蚀气体中决定刻蚀效果的酸成分由于消耗,刻蚀能力下降,无法维持稳定的制绒效果。另一方面,气源酸液及刻蚀气体静置冷却后,酸蒸汽冷凝回流,酸成分回收,仍具有一定刻蚀制绒效果,说明其具有回收再利用价值。以两段升温法作为刻蚀温度控制手段,硅片表面可获得大蚀坑套小蚀坑的二次腐蚀微观形貌,其绒面形貌的一致性高,均匀性提升。在制绒过程初始阶段,由于体系保温温度低而形成较大腐蚀坑;随制绒进行,体系温度在制绒反应放热及高温保温作用下快速升温,在大坑基础上形成较小腐蚀坑。由两段升温法形成的优良二次腐蚀坑形貌即具备低温反应阶段快速去除硅片表面损伤层的优点,又具备高温反应阶段可有效降低反射率的优点,高温反应阶段二次形成的腐蚀坑大小基本一致,削弱了初始低温阶段腐蚀坑形状一致性上的差别,提高了绒面形貌的整体一致性,可以成为提高气相制绒稳定性的有效控制手段。两段升温法中低温阶段保温温度可在65℃-80℃范围内进行选择,保温时长随保温温度的不同需要在1-3min内进行选择。高温阶段最佳温度为~90℃,最佳时长为~3min。低温与高温之间的最佳升温速率在两个阶段温差不同的情况下会有所变化,合适的升温时长大体为2min左右。低温阶段作用效果过强,制绒完成后硅片表面易残留液滴,产生抛光效果,减反射效果差;高温阶段作用效果不足,则只能在部分低温段形成的蚀坑底部获得减反射效果良好的二次腐蚀坑,减反效果不足。本研究探明了气源酸液的重复使用效果,证明了刻蚀气体的可回收利用价值,从而可以有效控制一批次之间连续刻蚀的制绒效果稳定性;发现了两段升温法可作为有效提升每次气相制绒效果均匀稳定性的控制手段,并对其工艺进行了深入的探究,解释了二次腐蚀坑的形成原因,对气相刻蚀制绒技术的进一步深入研究和推广具有重要参考价值。
【关键词】：多晶硅片 金刚石线锯 太阳电池 气相制绒
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM914.4;TN304.12
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 引言9-20
• 1.1 金刚石线锯切割多晶硅片技术概况9-13
• 1.1.1 金刚石线锯切割技术原理与特点10-11
• 1.1.2 金刚石线锯切割多晶硅片表面特性11-13
• 1.2 金刚石切割多晶硅片制绒问题与现状13-16
• 1.3 气相刻蚀发展与现状16-17
• 1.4 气相刻蚀制绒方法尚存在的问题17-18
• 1.5 本文主要研究目的和内容18-20
• 2 实验方法和过程20-24
• 2.1 实验材料与试样20-21
• 2.2 实验装置21-22
• 2.3 实验过程22-23
• 2.4 分析与表征方法23-24
• 3 结果与讨论24-62
• 3.1 气源酸液重复使用效果24-30
• 3.2 气相刻蚀温度影响30-32
• 3.3 气相刻蚀温度控制方式影响32-36
• 3.4 两段升温法工艺参数的影响36-62
• 3.4.1 保温时间36-47
• 3.4.2 保温温度47-55
• 3.4.3 升温速率55-62
• 4 总结与展望62-64
• 4.1 研究结论62
• 4.2 本文创新点62-63
• 4.3 未来工作展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 石晶;李杰;董云峰;;乳酸在单晶硅太阳能电池制绒中的作用[J];舰船防化;2013年02期

2 冯小强;陈平;赵永进;关宏武;舒福璋;;全自动太阳能制绒设备的工艺浅谈[J];电子工业专用设备;2011年12期

3 韩丽;高华;张闻斌;杨乐;李杏兵;戴丽丽;;用双氧水方法提高单晶硅片制绒效果的研究[J];光电技术应用;2012年04期

4 邱燕;;多晶硅太阳电池的制绒工艺及安全生产[J];无线互联科技;2014年05期

5 于静;王宇;耿魁伟;;晶硅太阳电池工业生产中制绒工艺与设备设计要点[J];电子工业专用设备;2010年04期

6 沈凯;满石清;;乙二胺在单晶硅太阳能电池表面制绒中的应用[J];材料导报;2012年12期

7 吴文娟;张松;张立元;覃榆森;季静佳;顾晓峰;李果华;;四甲基氢氧化铵应用于单晶硅高效制绒[J];硅酸盐学报;2011年05期

8 管世兵;殷伟琦;严俊;顾顺超;;太阳能级多晶硅片表面制绒的研究[J];材料导报;2013年06期

9 豆维江;秦应雄;巨小宝;李锴;徐挺;;多晶硅片反应离子刻蚀制绒后扩散工艺的匹配性[J];光子学报;2013年06期

10 谢振民;陈婧;;太阳能电池单晶制绒与酸洗连体设备研究[J];电子工业专用设备;2013年05期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 邹帅;辛煜;唐中华;吉亮亮;苏晓东;;氟基等离子体诊断以及在多晶硅太阳能电池制绒中应用研究[A];第十五届全国等离子体科学技术会议会议摘要集[C];2011年

2 杨春杰;沈专;蒋红彬;宋文涛;王栩生;王景霄;;单晶硅制绒液主要成分的浓度分析方法[A];第十届中国太阳能光伏会议论文集：迎接光伏发电新时代[C];2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王鸿;异质结太阳能电池中硅片制绒尺寸的研究[D];复旦大学;2014年

2 王靖雯;硅太阳能电池制绒工艺的研究[D];上海应用技术学院;2015年

3 熊展瑜;表面活性剂在多晶硅片制绒中的应用研究[D];大连理工大学;2015年

4 王楠;对砂浆切设备改造后生产金刚切硅片的研究[D];大连理工大学;2015年

5 徐海波;天通公司单晶硅制绒工艺的仿真与实现[D];电子科技大学;2014年

6 罗瑞志;单晶硅表面减反射微结构的制备和表征[D];云南师范大学;2016年

7 耿国营;金刚石线锯切割多晶硅片气相刻蚀制绒稳定性及其控制研究[D];南昌大学;2016年

8 孙林锋;单晶硅太阳能电池表面制绒新方法研究[D];浙江大学;2010年

9 康力文;多晶硅太阳能电池制绒及与后续工艺匹配性研究[D];北京交通大学;2013年

10 古贺生;单晶硅太阳能电池制绒新技术研究[D];浙江大学;2011年

，

本文编号：970660