碳化硅太陽能電池的濕式化學(xué)處理

大家好，小科來為大家解答以上問題。碳化硅太陽能電池的濕式化學(xué)處理這個(gè)很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、介紹

2、濕法化學(xué)工藝廣泛應(yīng)用于晶體硅太陽能電池的生產(chǎn)，主要用于表面紋理和清潔目的。雖然過去的研究主要集中在過程開發(fā)上，但過程控制技術(shù)進(jìn)展甚微。本文討論了目前最先進(jìn)的濕法化學(xué)生產(chǎn)工藝，并提出了工藝控制和質(zhì)量保證程序(晶片的化學(xué)、光學(xué)和電學(xué)特性)。先進(jìn)表征技術(shù)的目的是提高工藝質(zhì)量和高質(zhì)量產(chǎn)品的產(chǎn)量。此外，未來的工業(yè)高效電池處理需要具有成本效益和高質(zhì)量的清潔過程，尤其是在任何表面鈍化步驟之前。

3、在硅太陽能電池的工業(yè)生產(chǎn)鏈中，濕化學(xué)應(yīng)用的質(zhì)量保證和過程控制變得越來越重要。為了克服基于操作者經(jīng)驗(yàn)的工藝操作，延長(zhǎng)普通蝕刻槽的總操作時(shí)間，在線表征和控制的新發(fā)展將是強(qiáng)制性的。這種質(zhì)量控制有可能顯著降低成本，因?yàn)楦淖冊(cè)』旌衔锘蚩s短加工時(shí)間之間的持續(xù)時(shí)間是最佳的。對(duì)于工藝開發(fā)，高效電池工藝從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模向工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)移有了新的要求。特別是在電池工藝的不同階段，需要更高的晶圓和表面清潔標(biāo)準(zhǔn)；然而，生產(chǎn)成本和工藝復(fù)雜性必須保持盡可能低。

4、實(shí)驗(yàn)

5、對(duì)于不同的晶體取向，用氫氧化鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH)進(jìn)行堿性蝕刻具有不同的蝕刻速率。因此，對(duì)于(100)取向的單晶硅晶片，這種各向異性導(dǎo)致小的金字塔，其正方形基底隨機(jī)分布在晶片表面上。為了改善蝕刻過程的橫向均勻性和各向異性，在蝕刻溶液中加入異丙醇。制絨后，晶圓通常用鹽酸和氫氟酸清洗，中間用去離子水沖洗。堿性紋理化通常在批處理過程中進(jìn)行，其中晶片被保持在允許化學(xué)物質(zhì)潤(rùn)濕整個(gè)表面的載體中。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)工藝控制，在蝕刻前后稱量載體，以確定平均蝕刻深度。典型的工藝溫度在70-80之間，接近異丙醇的沸點(diǎn)(82)?？梢杂^察到，異丙醇在蝕刻過程中不斷蒸發(fā)，這代表了主要的工藝不確定性，這導(dǎo)致需要定期返工。為了簡(jiǎn)化添加劑的返工，獲得更高的初始異丙醇濃度的重現(xiàn)性，需要對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和控制。這可以通過高效液相色譜(HPLC)作為直接方法或表面張力作為間接方法來實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。異丙醇具有表面活性，降低溶液的表面張力。因?yàn)楫惐冀?jīng)常被重做，所以質(zhì)地浴中異丙醇的濃度可以是恒定的。

6、圖1 IPA濃度通過HPLC分析獲得的IPA濃度和IPA濃度，以及通過常規(guī)IPA給藥的表面張力和堿性質(zhì)地溶液中的NIR計(jì)算的IPA濃度。

7、結(jié)果和討論

8、只有少數(shù)更先進(jìn)的太陽能電池技術(shù)被引入工業(yè)生產(chǎn)。這些有效方法的主要技術(shù)問題之一是在鈍化步驟之前準(zhǔn)備晶片表面。清潔的表面對(duì)于介電層的氧化和鈍化很重要，否則，在后續(xù)的高溫步驟中，表面污染物可能會(huì)擴(kuò)散到主體中。由前面的蝕刻步驟引起的晶體損傷的淺層顯著降低了后者的鈍化質(zhì)量。此外，與微電子相反，工業(yè)太陽能電池的表面通常由于各向異性損傷蝕刻或紋理化工藝而粗糙。與光滑明亮的蝕刻表面相比，研究粗糙的表面結(jié)構(gòu)是否會(huì)限制光學(xué)和電學(xué)性能是非常重要的。除了這些更基本的表面清潔問題，還需要將高效的清潔順序轉(zhuǎn)移到工業(yè)應(yīng)用中。根據(jù)氧化或PECVD表面鈍化工藝前的清洗效率，比較了不同的濕化學(xué)溶液和順序。本文對(duì)微電子學(xué)中已知的標(biāo)準(zhǔn)RCA工藝順序(見圖2)進(jìn)行了順序修改和簡(jiǎn)化。

9、圖2表面清潔的RCA清潔順序，所有步驟均在larg上進(jìn)行

10、通過用去離子水進(jìn)一步稀釋清潔混合物來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化，并測(cè)量對(duì)清潔效率的影響。作為清潔措施的有效載流子壽命由準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)(QSSPC)技術(shù)在Dn=1*1014 cm-3的注入水平下確定。蝕刻Fz-和KOH saw損傷蝕刻Cz-Si測(cè)試晶片，隨后用PECVD非晶硅層進(jìn)行雙面沉積。因此稀釋會(huì)導(dǎo)致兩種材料類型的測(cè)量壽命不斷縮短(見圖3)，這里給出的數(shù)字與實(shí)驗(yàn)室型熱硝酸氫氟酸溶液的清洗順序相比是絕對(duì)變化的。因此，有必要平衡清潔潛力與后期電池效率的提高或損失以及總工藝成本。

11、圖3對(duì)稱處理壽命試驗(yàn)樣品上非晶硅沉積的清洗工藝研究。壽命變化標(biāo)準(zhǔn)化為硝酸氫氟酸清洗。

12、摘要

13、介紹了目前最先進(jìn)的濕化學(xué)工藝，激發(fā)了未來對(duì)更詳細(xì)的質(zhì)量保證和過程控制的需求。特別是，在線或基于在線的化學(xué)表征技術(shù)非常重要，因?yàn)槔?，它們?cè)试S過程本身的連續(xù)和短的反饋循環(huán)。通過快速調(diào)整劑量參數(shù)。要全面描述毛化過程，不僅毛化槽的化學(xué)信息非常重要，而且毛化表面的光學(xué)和電學(xué)質(zhì)量也非常重要。已經(jīng)提出了不同的在線表征技術(shù)來研究表面形態(tài)，并且需要進(jìn)一步的研究和開發(fā)來將這些光學(xué)和電學(xué)信息與織構(gòu)浴的化學(xué)成分相關(guān)聯(lián)。

14、為了高效加工中的高級(jí)清洗，光伏的目標(biāo)應(yīng)該是逐步簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)室濕式工作臺(tái)常用的清洗順序，實(shí)現(xiàn)單步高效的表面清洗。

15、支票

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