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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)測化學物質的濃度。開發(fā)了算法，通過在期望的時間間隔注入新鮮的化學品和水來控制化學品濃度，以補償化學品和水的損失。該系統(tǒng)還允許排出和補充化學物質和水，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

? ? ? 溶液中給定物質的吸光率與其在寬波長范圍內的濃度相關。該信號隨后被報告給放大器，放大器將響應縮放至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)計算機控制化學品的峰值(體積和頻率)以保持濃度。各種化學物質。HF、硝酸、HAc和應用也進行了研究，但這里僅介紹氫氧化鉀/異丙醇控制的結果。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量成線性關系。數(shù)據(jù)與化學計量非常一致，為生產(chǎn)應用奠定了良好的基礎。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物質并排出舊的化學物質。因此，該系統(tǒng)能夠保持化學物質以及蝕刻副產(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測濃度

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圖5?紋理化晶片的反射率

結論

? ? ? 結果表明，實時化學濃度監(jiān)測和控制對于先進的太陽能電池制造是至關重要和有益的。該技術通過消除撥入正確化學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，直到取得結果。這項技術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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