Текстуриране
Секцията за производство на кадифе (състояща се от 6 линии) включва модули като предварително почистване, измиване с чиста вода преди производство на кадифе, производство на кадифе * 3, измиване с чиста вода след производство на кадифе, последващо почистване, измиване с чиста вода след последващо почистване, измиване с киселина, чисто измиване с вода след измиване с киселина, бавно издърпване и предварителна дехидратация и сушене * 5. Методът за производство на кадифе на този проект приема автоматично производство на кадифе, като целият процес на работа се извършва автоматично. Предварително почистените силиконови пластини се изпращат към зоната за подаване на машината за кадифе чрез конвейерно рамо. Силициевите пластини преминават през различни резервоари за корозия и почистване в автоматичната затворена кадифена машина чрез ролки. Оборудването автоматично контролира попълването на киселина, основа и чиста вода във всеки модул. Киселината и основата в резервоарите се изпомпват през тръбопроводи, а отпадъчните води в резервоарите се изпускат редовно (с единичен обем на резервоара от 720L, подменян на всеки 48 часа).
1) Предварително почистване
Цел на предварителното почистване: За отстраняване на примеси (органични и метални примеси и др.), полепнали по повърхността на силициеви пластини, се използват разтвор на NaOH и разтвор на H2O2.
Потопете последователно заредените силиконови пластини в резервоар за предварително почистване, добавете чиста вода към резервоара и добавете подходящо количество разтвор на NaOH или почистващ разтвор според съотношението (концентрацията на смесената NaOH се очаква да бъде 0). 6%, концентрацията на H2O2 се очаква да бъде 1,5%, автоматично добавена) за високотемпературно почистване (60 градуса). Предварителното почистване използва ултразвуково почистване. Извършете почистване с чиста вода след предварително почистване. Почистването с чиста вода е цялостно почистване чрез потапяне при преливане, което се извършва при стайна температура.
Химичните реакции, които протичат по време на процеса на предварително почистване, са както следва:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
2) Алкално кадифе
Цел: Да се извърши анизотропно ецване на силициева повърхност с алкален разтвор, образувайки пирамида с размер 5 um върху повърхността. Повърхността на пирамидата има отличен ефект на улавяне на светлината и антиотражение (10%). Alkali velvet използва разтвор на NaOH и добавки за кадифе.
Добавянето на подходящо количество разтвор на NaOH и кадифена добавка (концентрация на разтвор на NaOH около {{0}}.6%, концентрация на кадифена добавка около 0,4%) към алкалния кадифен резервоар може да намали повърхностното напрежение на силициевите пластини , подобряват омокрящия ефект между силициевите пластини и течността NaOH, насърчават освобождаването на водородни мехурчета, повишават анизотропията на корозията, правят пирамидата е по-равномерна и последователна и подобрява производствения ефект на кадифето. Процесът на химическа реакция за образуване на велур е както следва:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
Работната температура на резервоара за алкално кадифе е 82 градуса, а времето за алкално кадифе се контролира на 420 s.
3) След почистване
След обработка с алкално кадифе, силиконовата пластина влиза в резервоара за почистване, за да отстрани остатъчната органична материя и да осигури чистотата на повърхността на силиконовата пластина, като по този начин подобрява ефективността на преобразуване на батерията до известна степен. Потопете заредените силиконови пластини за почистване, добавете чиста вода към резервоара и добавете подходящо количество разтвор на NaOH или почистващ разтвор (концентрацията на NaOH се очаква да бъде 0.6%, концентрацията на H2O2 се очаква да бъде 1,5% ) според съотношението за високотемпературно почистване (60 градуса). Почистете с чиста вода след последващо почистване. Почистването с чиста вода е цялостно почистване чрез потапяне при преливане, извършвано при стайна температура.
4) Измиване с киселина
След последващо почистване трябва да се използва разреден киселинен разтвор (3,15% HCl и 7,1% HF) за почистване с висока чистота. Функцията на HCl е да неутрализира остатъчния NaOH, докато функцията на HF е да отстрани оксидния слой на повърхността на силиконовата пластина, което я прави по-хидрофобен и образува силициевия комплекс H2SiF6. Чрез образуването на комплекс с метални йони, металните йони се отделят от повърхността на силиконовата пластина, намалявайки съдържанието на метални йони и подготвяйки се за дифузионно свързване. Почистете с чиста вода след измиване с киселина.
Химичните реакции, които протичат по време на процеса на мариноване, са както следва:
HCl+NaOH=NaCl+H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
Работната температура на резервоара за ецване е при стайна температура, а времето за ецване се контролира на 120 секунди.
5) Бавно издърпване преди дехидратация
Предназначение: Предварителната дехидратация на повърхността на кристалните силициеви пластини обикновено се използва като последна стъпка в процеса на почистване с чиста вода.
Прехвърлете кристалната силиконова пластина, почистена с чиста вода, в жлеб за бавно издърпване. Силиконовата пластина първо потъва в чистата вода и се потапя напълно. След това бавно се издърпва нагоре от роботизирана ръка и кошница и повърхностното напрежение може да издърпа надолу водния филм върху силиконовата пластина.
Жлебът за бавно издърпване се състои от почистващ жлеб и механизъм за бавно издърпване и е полузатворен. Има назъбен преливник в резервоара за почистване и чистата вода непрекъснато отмива канализацията в резервоара за почистване по време на работа, поддържайки качеството на водата в резервоара за почистване чисто и постигайки почистващия ефект; Когато водата се поддържа чиста, няма да има капчици вода върху работната повърхност при бавно издърпване и няма да има воден знак по време на сушенето.
6) Сушене
Прехвърлете кристалната силициева пластина в резервоара за сушене и издухайте горещ въздух при 90 градуса нагоре и надолу по пластината за сушене, като използвате електрическо нагряване.
Процесите на предварително почистване и алкално производство на кадифе, споменати по-горе, ще произведат висококонцентрирани алкални отпадъчни води, съдържащи натриев хидроксид (W1, W3, W5) и общи алкални почистващи отпадъчни води (W2, W4, W6). Процесът на киселинно измиване ще произведе киселинни отпадъчни води с висока концентрация, съдържащи солна киселина и флуороводородна киселина (W7) и общи киселинни отпадъчни води за почистване (W8, W9). Горната операция се извършва в затворена машина за производство на кадифе. Процесът на киселинно промиване ще се изпари и ще произведе киселинни отпадъчни газове (G1), съдържащи HF и HCl, които ще бъдат събрани през тръбопроводи и изпратени в кулата за измиване на киселинни отпадъчни газове за обработка.
Борна дифузия
Целта на процеса на дифузия е да се образува PN преход върху силиконовата пластина, за да се постигне преобразуване на светлинната енергия в електрическа енергия. Оборудването за производство на PN преход е дифузионна пещ и проектът използва газообразен борен трихлорид за дифузия на силициеви пластини в дифузионната пещ. Борните атоми дифундират в силиконовата пластина и образуват слой от боросиликатно стъкло върху повърхността на силиконовата пластина. Основното уравнение на реакцията е:
4BCl3+3O2→2B2O3+6Cl2↑
2B2O3+3Si→3SiO2+4B
Дифузионната пещ е затворено оборудване с отрицателно налягане, оборудвано с вход и изход, използващо електрическо отопление, а оборудването се предлага със суха механична вакуумна помпа без масло. Специфичният процес е както следва: първо се вкарва голям поток от N2, за да се отстрани въздухът в кварцовата тръба на дифузионната пещ, и дифузионната пещ се нагрява. След като температурата на пещта достигне 1050 градуса и остане постоянна, чипът се поставя в кварцова лодка и се изпраща в отвора на пещта за предварително нагряване за 20 минути, след което се избутва в зоната на постоянна температура. Първо се въвежда кислород, а след това се въвежда борен трихлорид за дифузия. Общото времетраене на процеса е 180 минути. По време на реакцията както Si, така и O2 са били в излишък и BCl3 реагира напълно, което води до производството на C12. След като реакцията приключи, използвайте N2, за да изчистите оборудването и автоматично да изпразните материала.
Анализ на процеса на производство на замърсяване: Основният процес на замърсяване в този процес е процесът на дифузия, при който се въвежда BCl3 и реагира, за да се получи хлорен газ (G2), смесен с остатъчен кислород, азот и т.н., който се събира от специална тръба и се изпраща към пречиствателната кула за киселинни отпадъчни газове за обработка. След като бъдат събрани чрез тръбопроводи, те се изпращат в скруберната кула за киселинни отпадъчни газове за обработка.
SE лазерен допинг
Технологията за лазерно легиране включва силно легиране в контактната зона между линията на металния затвор (електрод) и силиконовата пластина, докато леко легиране (легиране с ниска концентрация) се поддържа извън електрода. Предварителната дифузия се извършва върху повърхността на силициевите пластини чрез термична дифузия, за да се образува лек допинг; В същото време повърхността BSG (боросиликатно стъкло) служи като локален лазерен източник на повторно допинг и чрез локалния термичен ефект на лазера, атомите в BSG бързо дифундират във вътрешността на силиконовата пластина, образувайки локален повторно допинг регион.
Лазерният SE процес генерира прахови отработени газове (G3), които се обработват от вградения прахоуловител на оборудването и се изхвърлят през горната изпускателна система на работилницата (на височина от приблизително 15 метра).
След оксидация
Оксидният слой върху повърхността на дифузия на бор (повърхността на падане) на повърхността на силициевата пластина, обработена с лазер SE, се унищожава от енергията на лазерното петно. По време на алкално полиране и ецване е необходим слой оксид като маскиращ слой за защита на дифузионната повърхност на фосфора (попадащата повърхност) на силиконовата пластина. Следователно е необходимо да се извърши ремонт на оксиден слой върху повърхността, сканирана с лазер SE.
Този проект използва метода на термично окисляване за приготвяне на SiO2 оксиден слой. Целият процес на окисляване се извършва в окислителна пещ, която е затворено оборудване при атмосферно налягане и се нагрява с електричество. Първо, силиконовата пластина се зарежда върху кварцовата лодка с помощта на автоматична машина за зареждане на пластини. След това автоматичната роботизирана ръка поставя кварцовата лодка върху конзолната суспензия от силициев карбид на окислителната пещ. Суспензията от силициев карбид изпраща кварцовата лодка, натоварена със силициеви пластини, в тръбата на високотемпературната кварцова пещ. След като кварцовата лодка влезе в тръбата на пещта, затворете вратата на пещта, стартирайте програмата за окисляване и окислителната пещ ще работи автоматично. Основните химични реакции, протичащи по време на процеса на термично окисляване, са:
Si+O2=SiO2
O2 реагира с повърхността на силициевите пластини при високи температури, за да генерира SiO2 и се въвежда определено количество азотен газ, за да се поддържа постоянно налягане в тръбата на пещта. Поддържайте високотемпературен кислороден поток за определен период от време, за да образувате определена дебелина от тънък слой SiO2 върху повърхността на силиконовата пластина. Параметрите на процеса са: температура на окисляване от 750 градуса, скорост на потока на азот от 12 L/min, скорост на потока на кислород от 5 L/min и 25 минути време за окисление. Този процес генерира отпадъчен газ от окисляване (горещ въздух), съдържащ кислород и азот, който се изхвърля през изпускателния отвор на окислителната пещ и след това се изхвърля през горещата изпускателна система на работилницата.