本文關(guān)鍵詞：金剛石線鋸切割多晶硅片氣相刻蝕制絨穩(wěn)定性及其控制研究

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【摘要】：通過傳統(tǒng)濕法酸腐蝕,無法在金剛石線鋸切割多晶硅片表面制得良好的絨面。氣相制絨技術(shù)可望有效解決該問題,但其制絨效果穩(wěn)定性較差。本文在課題組的前期實驗基礎(chǔ)上,針對氣相制絨一批次之間連續(xù)刻蝕的穩(wěn)定性及每次刻蝕硅片本身制絨效果的均勻穩(wěn)定性問題,對熱蒸法氣相制絨中氣源酸液的連續(xù)重復(fù)利用效果和體系溫度控制影響進(jìn)行研究。研究內(nèi)容主要包括兩部分:一是探究氣源酸液不同重復(fù)使用程度對制絨效果的影響,研究其氣相制絨工藝持續(xù)進(jìn)行的穩(wěn)定性;二是改進(jìn)體系溫度控制方式,用先低溫后高溫的兩段升溫法代替恒溫保溫法,探究硅片絨面穩(wěn)定性效果最佳的控制條件,并分析其制絨效果提升的原因。研究結(jié)果表明,氣相刻蝕氣源酸液重復(fù)使用效果在當(dāng)前小型實驗裝置中連續(xù)刻蝕10片以內(nèi)制絨效果基本穩(wěn)定。初始的1到2片階段硅片刻蝕效果不理想,分析認(rèn)為初次制絨時酸蒸汽中積累的水汽成分高,導(dǎo)致刻蝕能力較差;接下來重復(fù)使用的多次連續(xù)制絨實驗中刻蝕氣體處于穩(wěn)定狀態(tài),硅片制絨效果良好且具有一致性;連續(xù)制絨10次以后,刻蝕氣體中決定刻蝕效果的酸成分由于消耗,刻蝕能力下降,無法維持穩(wěn)定的制絨效果。另一方面,氣源酸液及刻蝕氣體靜置冷卻后,酸蒸汽冷凝回流,酸成分回收,仍具有一定刻蝕制絨效果,說明其具有回收再利用價值。以兩段升溫法作為刻蝕溫度控制手段,硅片表面可獲得大蝕坑套小蝕坑的二次腐蝕微觀形貌,其絨面形貌的一致性高,均勻性提升。在制絨過程初始階段,由于體系保溫溫度低而形成較大腐蝕坑;隨制絨進(jìn)行,體系溫度在制絨反應(yīng)放熱及高溫保溫作用下快速升溫,在大坑基礎(chǔ)上形成較小腐蝕坑。由兩段升溫法形成的優(yōu)良二次腐蝕坑形貌即具備低溫反應(yīng)階段快速去除硅片表面損傷層的優(yōu)點,又具備高溫反應(yīng)階段可有效降低反射率的優(yōu)點,高溫反應(yīng)階段二次形成的腐蝕坑大小基本一致,削弱了初始低溫階段腐蝕坑形狀一致性上的差別,提高了絨面形貌的整體一致性,可以成為提高氣相制絨穩(wěn)定性的有效控制手段。兩段升溫法中低溫階段保溫溫度可在65℃-80℃范圍內(nèi)進(jìn)行選擇,保溫時長隨保溫溫度的不同需要在1-3min內(nèi)進(jìn)行選擇。高溫階段最佳溫度為~90℃,最佳時長為~3min。低溫與高溫之間的最佳升溫速率在兩個階段溫差不同的情況下會有所變化,合適的升溫時長大體為2min左右。低溫階段作用效果過強,制絨完成后硅片表面易殘留液滴,產(chǎn)生拋光效果,減反射效果差;高溫階段作用效果不足,則只能在部分低溫段形成的蝕坑底部獲得減反射效果良好的二次腐蝕坑,減反效果不足。本研究探明了氣源酸液的重復(fù)使用效果,證明了刻蝕氣體的可回收利用價值,從而可以有效控制一批次之間連續(xù)刻蝕的制絨效果穩(wěn)定性;發(fā)現(xiàn)了兩段升溫法可作為有效提升每次氣相制絨效果均勻穩(wěn)定性的控制手段,并對其工藝進(jìn)行了深入的探究,解釋了二次腐蝕坑的形成原因,對氣相刻蝕制絨技術(shù)的進(jìn)一步深入研究和推廣具有重要參考價值。
【關(guān)鍵詞】：多晶硅片 金剛石線鋸 太陽電池 氣相制絨
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4;TN304.12
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 引言9-20
• 1.1 金剛石線鋸切割多晶硅片技術(shù)概況9-13
• 1.1.1 金剛石線鋸切割技術(shù)原理與特點10-11
• 1.1.2 金剛石線鋸切割多晶硅片表面特性11-13
• 1.2 金剛石切割多晶硅片制絨問題與現(xiàn)狀13-16
• 1.3 氣相刻蝕發(fā)展與現(xiàn)狀16-17
• 1.4 氣相刻蝕制絨方法尚存在的問題17-18
• 1.5 本文主要研究目的和內(nèi)容18-20
• 2 實驗方法和過程20-24
• 2.1 實驗材料與試樣20-21
• 2.2 實驗裝置21-22
• 2.3 實驗過程22-23
• 2.4 分析與表征方法23-24
• 3 結(jié)果與討論24-62
• 3.1 氣源酸液重復(fù)使用效果24-30
• 3.2 氣相刻蝕溫度影響30-32
• 3.3 氣相刻蝕溫度控制方式影響32-36
• 3.4 兩段升溫法工藝參數(shù)的影響36-62
• 3.4.1 保溫時間36-47
• 3.4.2 保溫溫度47-55
• 3.4.3 升溫速率55-62
• 4 總結(jié)與展望62-64
• 4.1 研究結(jié)論62
• 4.2 本文創(chuàng)新點62-63
• 4.3 未來工作展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68

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