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晶​体​硅​太​阳​电​池​设​计​-​制​绒

2014-7-3 11:22| 发布者: echo| 查看: 2461| 评论: 0|来自: 中国光伏测试网

摘要: 单晶制绒(各向异性腐蚀) 硅的各向异性腐蚀是指对硅的不同晶面具用不同的腐蚀速率.各向异性腐蚀剂一般分为两类:一类是有机腐蚀剂,包括EPW和联胺等,另一类无机腐蚀剂,包括无机碱性腐蚀剂,如KOH NaOH LiOH等,我们单晶制 ...
       根据实际应用的需要,可以进行选用不同的配比进行腐蚀,结合图1.6和图1.7可将腐蚀特性分为如图1.8所示的六个区。

图1.8中,A区的腐蚀速率产生相当大的影响,因此要控制硅腐蚀就很困难,有鉴于此,对该区不作讨论。
       B区的覆盖成分较宽,对它的研究也较为成熟,在高HF区,化学反应需要有HNO3和催化剂,因此,未添加催化剂时,必须找到一点“火花”去点燃反应,这种“火花”位于晶体缺陷和高能位置处,这些位置一旦受侵蚀,催化剂便会产生,反应便向邻近扩展,很明显,这种反应的传播速度与实验条件有关,剧烈地搅拌可能使催化剂分散得太快以致使反应被熄火,进一步的反应从能够重新点燃反应的其他位置开始,由于这个原因,可以认为先前被分腐蚀的损伤表面已经除去,将不会受到侵蚀,另一方面,若没有搅拌,因为催化剂能够与反应系统“耦合”,反应会快速进行并发展到扩散限制的过程占优势,一旦建立起适当的腐蚀速率,所需的催化剂变得充分,反应就从此开始,即使在明显的搅拌下反应也进行得很顺利。同样,如果增加HNO3的浓度,更多的反应位置会同时受到侵蚀,结果是催化剂与反应系统的耦合增加。当存在足够高的HNO3时,反应维持在一个合适的速率上,催化与反应系统的耦合变得充分,即使没有外加催化剂,反应也会进一步进行。
       如前所述,HNO3与硅的反应过程是一个氧化—还原的过程的本质就是电子从还原剂转移到氧化剂。显然,能够影响得到电子的因素将会影响腐蚀速率。因此,腐蚀速率将会受到电偶或P-N结的影响。某些腐蚀液的成分不腐蚀单块的N或P材料,而优先腐蚀P-N结材料中的P型区。  
       C区的腐蚀速率与HNO3的浓度无关,电子转移过程对硅的几何形状(角、棱)影响较小。在这个区,较多的反应中心可能首先开始腐蚀,但不久就会被蒙上一层SiO2。生成的SiO2保护这些反应中心不被过度氧化,而表面的其他部分会继续反应。由于HF是限制腐蚀速率的因素,所以最后形成一层均匀的氧化层,硅的表面呈镜状、角和棱圆滑。角和棱的圆滑性同样受反应速率的影响。尽管存在高浓度的HNO3,但由于HF浓度的降低会使反应速率降低而使反应速率降低而使催化剂的耦合重新变得重要,结果使角与棱变成方形或稍尖一点。
       在紧邻A的区域,表面出现波纹线,这可能是由于非均匀的表面状况(如浓度、热扩散和晶体缺陷)引起的。
       D和E区这两个区的成分配比相应与等腐蚀线转变方向的区域(见图1.5),即反应机制受HF限制的过程转变的受HNO3限制的过程(E→D)。硅在这两区的腐蚀结果,使角和棱均呈方形,但表面行貌不一样。D区的化学反应较赖于HF,表面粗糙;E区的化学反应较赖于HNO3,表面光亮如镜。
       F区的腐蚀速率慢,但它有较好的选择性,即与硅的电阻率有关,下节将详细讨论这一问题。
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