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摘要
? ? ? 太陽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，紋理化步驟對于確保基于單晶硅和多晶硅的電池的高效率非常關(guān)鍵。為了獲得穩(wěn)定和可再現(xiàn)的制造過程，蝕刻成分的可靠和精確的實時測量變得必要。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提高蝕刻均勻性。
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介紹
? ? ? 在太陽能工業(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。如果沒有對這些副產(chǎn)物進行足夠的補償，通常會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)的制造過程，蝕刻成分的可靠和精確的實時測量變得必要。?
? ? ? 在這項研究中，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實時監(jiān)測化學(xué)物質(zhì)的濃度。開發(fā)了算法，通過在期望的時間間隔注入新鮮的化學(xué)品和水來控制化學(xué)品濃度，以補償化學(xué)品和水的損失。該系統(tǒng)還允許排出和補充化學(xué)物質(zhì)和水，以將硅酸鹽保持在閾值以下，從而在不同的槽負載條件下保持一致的蝕刻特性。
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實驗
? ? ? 溶液中給定物質(zhì)的吸光率與其在寬波長范圍內(nèi)的濃度相關(guān)。該信號隨后被報告給放大器，放大器將響應(yīng)縮放至4-20 mA輸出。該信號隨后被輸入模擬模塊，模擬模塊對信號進行縮放，并直接向系統(tǒng)計算機報告，系統(tǒng)計算機控制化學(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。目標是產(chǎn)生與圖1所示類似的一致的蝕刻速率和紋理圖案。在整個槽壽命和不同的硅負載水平。
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結(jié)果和討論
? ? ? 圖2顯示了氫氧化鉀濃度的校準曲線。類似的校準通常用于IPA。圖3顯示了隨著時間的推移保持穩(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)還被校準以跟蹤蝕刻副產(chǎn)物(測量為硅)，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)公司也實施了一種算法來控制槽中的硅濃度，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，在沒有使用ICE控制的情況下，蝕刻速率不穩(wěn)定。浴缸的使用時間更長，擁有成本更低。
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圖2?氫氧化鉀的測量和預(yù)測濃度
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圖5?紋理化晶片的反射率
結(jié)論
? ? ? 結(jié)果表明，實時化學(xué)濃度監(jiān)測和控制對于先進的太陽能電池制造是至關(guān)重要和有益的。該技術(shù)通過消除撥入正確化學(xué)品濃度所需的時間和資源，減少了現(xiàn)場安裝所需的天數(shù)。
? ? ? 利用閉環(huán)濃度控制，這個過程將不再需要許多迭代和繁瑣的工作，直到取得結(jié)果。這項技術(shù)大大減少了返工和晶片錯過處理，因此這制造變得更加穩(wěn)健，成本更低。
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