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摘要
太阳能电池制造需要许多湿法清洗步骤。纹理化是这些步骤之一。作为陷光方法，纹理化步骤对于确保基于单晶硅和多晶硅的电池的高效率非常关键。为了获得稳定和可再现的制造过程，蚀刻成分的可靠和精确的实时测量变得必要。化学混合物包括:氢氧化钾/异丙醇、氢氟酸/硝酸、氢氟酸/盐酸。其他添加剂，例如。通常添加表面活性剂来提高蚀刻均匀性。
介绍
在太阳能工业中，大量硅通常被引入蚀刻浴中。蚀刻副产物(硅酸盐)影响蚀刻物质的平衡。如果没有对这些副产物进行足够的补偿，通常会注意到蚀刻速率的显著下降和污染水平的增加。由于这种污染，生产线将遭受不可预测的晶片特性，从而降低单元。为了获得稳定和可再现的制造过程，蚀刻成分的可靠和精确的实时测量变得必要。
在这项研究中，晶片在氢氧化钾/异丙醇混合物中加工，以产生的纹理化表面。安装了在线传感器来实时监测化学物质的浓度。开发了算法，通过在期望的时间间隔注入新鲜的化学品和水来控制化学品浓度，以补偿化学品和水的损失。该系统还允许排出和补充化学物质和水，以将硅酸盐保持在阈值以下，从而在不同的槽负载条件下保持一致的蚀刻特性。
实验
溶液中给定物质的吸光率与其在宽波长范围内的浓度相关。该信号随后被报告给放大器，放大器将响应缩放至4-20 mA输出。该信号随后被输入模拟模块，模拟模块对信号进行缩放，并直接向系统计算机报告，系统计算机控制化学品的峰值(体积和频率)以保持浓度。各种化学物质。HF、硝酸、HAc和应用也进行了研究，但这里仅介绍氢氧化钾/异丙醇控制的结果。目标是产生与图1所示类似的一致的蚀刻速率和纹理图案。在整个槽寿命和不同的硅负载水平。
结果和讨论
图2显示了氢氧化钾浓度的校准曲线。类似的校准通常用于IPA。图3显示了随着时间的推移保持稳定蚀刻速率所需的氢氧化钾的量。从图3可以看出，保持恒定蚀刻速率所需的氢氧化钾体积与被蚀刻的硅质量成线性关系。数据与化学计量非常一致，为生产应用奠定了良好的基础。该系统还被校准以跟踪蚀刻副产物(测量为硅)，如图所示4。
结果表明，浴中溶解的硅必须保持在阈值极限以下。阿克里翁系统公司也实施了一种算法来控制槽中的硅浓度，从而保持蚀刻速率。这种算法允许加入已知量的新鲜化学物质并排出旧的化学物质。因此，该系统能够保持化学物质以及蚀刻副产物的浓度。
从图1可以看出，在没有使用ICE控制的情况下，蚀刻速率不稳定。浴缸的使用时间更长，拥有成本更低。
图2 氢氧化钾的测量和预测浓度
图5 纹理化晶片的反射率
结论
结果表明，实时化学浓度监测和控制对于先进的太阳能电池制造是至关重要和有益的。该技术通过消除拨入正确化学品浓度所需的时间和资源，减少了现场安装所需的天数。
利用闭环浓度控制，这个过程将不再需要许多迭代和繁琐的工作，直到取得结果。这项技术大大减少了返工和晶片错过处理，因此这制造变得更加稳健，成本更低。
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