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摘要
? ? ? 太陽(yáng)能電池制造需要許多濕法清洗步驟。紋理化是這些步驟之一。作為陷光方法,紋理化步驟對(duì)于確?;趩尉Ч韬投嗑Ч璧碾姵氐母咝史浅jP(guān)鍵。為了獲得穩(wěn)定和可再現(xiàn)的制造過(guò)程,蝕刻成分的可靠和精確的實(shí)時(shí)測(cè)量變得必要。化學(xué)混合物包括:氫氧化鉀/異丙醇、氫氟酸/硝酸、氫氟酸/鹽酸。其他添加劑,例如。通常添加表面活性劑來(lái)提高蝕刻均勻性。
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介紹
? ? ? 在太陽(yáng)能工業(yè)中,大量硅通常被引入蝕刻浴中。蝕刻副產(chǎn)物(硅酸鹽)影響蝕刻物質(zhì)的平衡。如果沒(méi)有對(duì)這些副產(chǎn)物進(jìn)行足夠的補(bǔ)償,通常會(huì)注意到蝕刻速率的顯著下降和污染水平的增加。由于這種污染,生產(chǎn)線將遭受不可預(yù)測(cè)的晶片特性,從而降低單元。為了獲得穩(wěn)定和可再現(xiàn)的制造過(guò)程,蝕刻成分的可靠和精確的實(shí)時(shí)測(cè)量變得必要。?
? ? ? 在這項(xiàng)研究中,晶片在氫氧化鉀/異丙醇混合物中加工,以產(chǎn)生的紋理化表面。安裝了在線傳感器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)化學(xué)物質(zhì)的濃度。開(kāi)發(fā)了算法,通過(guò)在期望的時(shí)間間隔注入新鮮的化學(xué)品和水來(lái)控制化學(xué)品濃度,以補(bǔ)償化學(xué)品和水的損失。該系統(tǒng)還允許排出和補(bǔ)充化學(xué)物質(zhì)和水,以將硅酸鹽保持在閾值以下,從而在不同的槽負(fù)載條件下保持一致的蝕刻特性。
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實(shí)驗(yàn)
? ? ? 溶液中給定物質(zhì)的吸光率與其在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)的濃度相關(guān)。該信號(hào)隨后被報(bào)告給放大器,放大器將響應(yīng)縮放至4-20 mA輸出。該信號(hào)隨后被輸入模擬模塊,模擬模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行縮放,并直接向系統(tǒng)計(jì)算機(jī)報(bào)告,系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制化學(xué)品的峰值(體積和頻率)以保持濃度。各種化學(xué)物質(zhì)。HF、硝酸、HAc和應(yīng)用也進(jìn)行了研究,但這里僅介紹氫氧化鉀/異丙醇控制的結(jié)果。目標(biāo)是產(chǎn)生與圖1所示類(lèi)似的一致的蝕刻速率和紋理圖案。在整個(gè)槽壽命和不同的硅負(fù)載水平。
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結(jié)果和討論
? ? ? 圖2顯示了氫氧化鉀濃度的校準(zhǔn)曲線。類(lèi)似的校準(zhǔn)通常用于IPA。圖3顯示了隨著時(shí)間的推移保持穩(wěn)定蝕刻速率所需的氫氧化鉀的量。從圖3可以看出,保持恒定蝕刻速率所需的氫氧化鉀體積與被蝕刻的硅質(zhì)量成線性關(guān)系。數(shù)據(jù)與化學(xué)計(jì)量非常一致,為生產(chǎn)應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)還被校準(zhǔn)以跟蹤蝕刻副產(chǎn)物(測(cè)量為硅),如圖所示4。
? ? ? 結(jié)果表明,浴中溶解的硅必須保持在閾值極限以下。阿克里翁系統(tǒng)公司也實(shí)施了一種算法來(lái)控制槽中的硅濃度,從而保持蝕刻速率。這種算法允許加入已知量的新鮮化學(xué)物質(zhì)并排出舊的化學(xué)物質(zhì)。因此,該系統(tǒng)能夠保持化學(xué)物質(zhì)以及蝕刻副產(chǎn)物的濃度。
? ? ? 從圖1可以看出,在沒(méi)有使用ICE控制的情況下,蝕刻速率不穩(wěn)定。浴缸的使用時(shí)間更長(zhǎng),擁有成本更低。
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圖2?氫氧化鉀的測(cè)量和預(yù)測(cè)濃度
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圖5?紋理化晶片的反射率
結(jié)論
? ? ? 結(jié)果表明,實(shí)時(shí)化學(xué)濃度監(jiān)測(cè)和控制對(duì)于先進(jìn)的太陽(yáng)能電池制造是至關(guān)重要和有益的。該技術(shù)通過(guò)消除撥入正確化學(xué)品濃度所需的時(shí)間和資源,減少了現(xiàn)場(chǎng)安裝所需的天數(shù)。
? ? ? 利用閉環(huán)濃度控制,這個(gè)過(guò)程將不再需要許多迭代和繁瑣的工作,直到取得結(jié)果。這項(xiàng)技術(shù)大大減少了返工和晶片錯(cuò)過(guò)處理,因此這制造變得更加穩(wěn)健,成本更低。
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