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太阳能电池的效率可以分为四个关键要素：最大限度地收集光线，最大化pn结载流子的数量，降低正向偏置暗电和有效的电流从单元格传输到模块。硅片上的金属污染对载流子的寿命和电池的性能有很大的影响。污染物可以暴露于硅体中，或在暴露在受污染的过程浴中被引入晶圆中。作为一种提高载体寿命和提高电池效率的手段，消除扩散前湿化学系统的污染至关重要。这些浴缸中的污染可能导致：不均匀或未蚀刻的晶片，降低蚀刻效率，降低清洁效率，污染物质会从一个浴室转移到下一个浴室，增加了水和化学品的消耗量。

本文将几种流体处理材料作为扩散前化学物质的污染源和它们对化学浴的理论污染贡献。利用技术和理论来测量残留厚度，以及晶圆上的液体污染水平，可以量化液浴中杂质导致的污染水平增加。利用从各种湿材料中提取的实际数据，以及与这些材料接触的流体量，计算了理论管道系统的污染量。然后研究了减少再循环浴中化学物质和成分引入的污染物水平的方法。

污染来源：湿式处理系统的施工材料：管道、软管、管道、阀门、配件、流量计、容器和过滤器。晶圆硅片加工中使用的化学物质和硅，错误的过滤器可能会由于化学物质、温度或流动不相容而造成污染。制造清洁度会产生更清洁的组件。广泛的清洁湿过程是必要的，以实现超清洁的产品。

从管道材料中提取的污染物：图1比较了预扩散工艺管道中用作湿表面的各种材料的可提取的污染水平。这些数据是基于微克/平方米湿润表面的污染物量。这些信息稍后将用于在理论工艺管道系统中产生各种污染物的潜在水平。在再循环浴中，引入的任何新元素都有可能影响系统的清洁度。该新元素的初始清洁度将决定系统的恢复时间和在启动时可能浪费的化学物质量。以下是安装在一个50升再循环系统中的两个过滤器的例子。第一个过滤器只含有1µg可提取铁，第二个过滤器含有50µg可提取铁。在启动时，第一个过滤器在浴缸中只诱导20ppt的铁，而距离第二个过滤器只有1000ppt。

图1仅用于比较目的。实际浴污染水平将根据温度、化学类型和其他污染源而变化

硅晶片上污染物的计算：利用残余厚度和液体污染水平，可以量化由于液浴中的杂质而导致的晶片上污染水平的增加。

管道系统污染分析的示例：利用从各种湿材料中提取的实际数据，以及与这些材料接触的流体量，计算了理论管道系统的污染量。

湿工作台的污染：对污染的担忧在湿工作台更为严重，在湿工作台，化学浴经常在不使用过滤的情况下再循环，导致污染水平随着时间的推移而增加。如果晶圆批次的时间安排得过于紧密，晶圆将在受污染的槽中进行处理。更高的流量提供了更快的周转，批次可以更快地处理。

图2

  该图显示了使用过滤器的典型再循环浴中颗粒的减少，过滤器的典型保留99.00-99.99%。根据过滤器的准确滞留量，可能需要5到8次翻转才能将浴槽中的颗粒浓度除以100再循环浴槽需要高化学流量和高颗粒保留率，以最大限度地去除污染物，最终导致增加载流子寿命和电池性能。

使用过滤去除污染物：加工过程中产生的颗粒应在下一批放入熔池之前通过过滤从熔池中去除。

本文表明，硅片上的粒子和离子污染可以通过降低少数载流子的寿命来降低光伏太阳能电池的性能。污染源可以在大块硅以及管理扩散前纹理腐蚀和清洁步骤的高纯度化学输送系统中找到。污染将通过工艺化学品从配件、管道、阀门、过滤器和容器的潮湿表面中提取。这些污染物随后存在于流体介质中，并最终出现在晶片表面。残留在晶片表面的污染物量取决于几个因素，包括流体粘度、化学去除速率和浴液温度。尽管晶片上可提取污染物的最大贡献是化学物质中发现的污染物的浓度。

这一事实使得流体处理部件的材料的选择极其重要。所提供的数据显示，根据所使用的材料，在化学分布系统中可以找到广泛的污染水平。在评估的材料中，使用PFA的系统流体中污染浓度最低，为0.0036ppm。因此，通过使用这种高纯度的材料，流体处理系统造成的污染水平将降到最低。此外，通过确定适当的过滤技术，包括过滤材料的选择以及再循环浴的设计和操作，有可能进一步减少化学输送系统和再循环浴中存在的污染物量。