洗磷刻蝕滾輪技術(shù)升級研究報告

楊愛靜

（國家電投集團西安太陽能電力有限公司，陜西 西安 710100）

洗磷刻蝕滾輪技術(shù)升級研究報告

楊愛靜

（國家電投集團西安太陽能電力有限公司，陜西 西安 710100）

本文通過酸腐蝕織構(gòu)法進行背面濕法刻蝕。在濕法刻蝕工序中，通過優(yōu)化和改進了刻蝕滾輪表面結(jié)構(gòu)，達到了減少酸消耗量，節(jié)約經(jīng)濟成本，減少廢水排放的目的。

背面濕法刻蝕；刻蝕滾輪；酸消耗

0 引言

激烈的市場競爭下降低生產(chǎn)成本是提高生存競爭力的主要途徑。在濕法刻蝕工序中，酸的消耗占工藝運行成本的大部分。為節(jié)約成本，考慮到對刻蝕設(shè)備中的滾輪結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化以達到顯著降低化學品消耗的目的，從而有效的降低生產(chǎn)成本。

1　實驗部分

1.1新式滾輪（圖2）和常規(guī)滾輪（圖1）構(gòu)造對比

圖1　常規(guī)滾輪表面形貌示意圖

圖2　新式滾輪表面形貌示意圖

1.2技術(shù)改造原理

我們將更換濕法刻蝕機臺刻蝕模組原有常規(guī)刻蝕滾輪，使用新式刻蝕滾輪。新式刻蝕滾輪可提高刻蝕效率并改善刻蝕均勻性，在保證工藝效果的情況下減少酸的消耗量。

本實驗使用的刻蝕機臺工作原理：刻蝕滾輪將酸液帶到硅片底部，實現(xiàn)對硅片背面及邊緣的刻蝕，如圖3。

圖3　 刻蝕機臺原理圖

改進后的新式滾輪的表面結(jié)構(gòu)不同于常規(guī)滾輪，新式滾輪的帶酸液效果更好，滾輪與硅片接觸面積增大，相鄰凸起之間的反應(yīng)活性增大。在酸液濃度相同的情況下，新式滾輪令硅片與酸液反應(yīng)更加強烈。當使用新式滾輪時，我們降低酸的濃度也不會影響工藝效果，進而達到降低酸耗的目的。

1.3具體方案介紹

改進后的新式滾輪在原先均勻一致的溝槽中間隔增加凸起，從而實現(xiàn)了以下功能的優(yōu)化：（1）滾輪帶液能力增強；（2）滾輪與硅片接觸面積增大；（3）相鄰凸起之間的反應(yīng)活性增大等功能。

從而使得刻蝕效果得到以下提升：（1）更低刻蝕量即可滿足工藝要求；（2）初始配槽濃度降低，補液量減少，工藝耗酸量可顯著降低；（3）工藝穩(wěn)定性提高，電池電性能分布更加集中。

2　結(jié)果和討論

2.1使用常規(guī)滾輪和新式滾輪的耗酸單耗統(tǒng)計（表1）更換新式滾輪后，HNO3的單耗比優(yōu)化前減少了29%；HF的單耗比優(yōu)化前減少了20%，KOH的單耗基本不變。

表1 常規(guī)滾輪和新式滾輪的耗酸單耗

2.2 電性能評估（表2）

表2 常規(guī)滾輪和新式滾輪的電性能對比

在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行改造，改造后對工藝進行調(diào)試，如果保證調(diào)試前后的腐蝕量不變，那么電性能參數(shù)基本一致。

2.3 經(jīng)濟評估

如果按照每升硝酸的價格為7.6923元/L，氫氟酸的價格是4.70085元/L，每年工作315天，每天工作21 h，單臺設(shè)備的實際產(chǎn)能為2 400片/h，設(shè)備的開工率時間為95%。

則一年單臺SCHMID刻蝕機臺可節(jié)省的成本為：315×21×2 400×95%×0.002779×7.6923+315×21× 2 400×95%×0.001248×4.70085，約為41萬元。

工藝過程中酸濃度的降低也有效降低了廢水中酸的濃度，從而間接節(jié)省了廢水處理成本。新式刻蝕滾輪可提高刻蝕的均勻性及穩(wěn)定性，降低電池異常漏電比例，提高產(chǎn)品良率。

3　結(jié)論

更換新式滾輪后，HNO3的單耗比優(yōu)化前減少了29%；HF的單耗比優(yōu)化前減少了20%，KOH的單耗基本不變；在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行改造，改造后對工藝進行調(diào)試，如果保證調(diào)試前后的腐蝕量不變，那么電性能參數(shù)基本一致；一年單臺SCHMID刻蝕機臺可節(jié)省的成本約為41萬元；工藝過程中酸濃度的降低也有效降低了廢水中酸的濃度，從而間接節(jié)省了廢水處理成本。新式刻蝕滾輪可提高刻蝕的均勻性及穩(wěn)定性，降低電池異常漏電比例，提高產(chǎn)品良率。

TN405

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1671-0711（2016）09（上）-0100-02