Textuur
Het productiegedeelte voor fluweel (bestaande uit 6 lijnen) omvat modules zoals voorreiniging, wassen met zuiver water vóór productie van fluweel, productie van fluweel * 3, wassen met zuiver water na productie van fluweel, nareiniging, wassen met zuiver water na nareiniging, zuur wassen, puur wassen met water na zuur wassen, langzaam trekken en voordrogen, en drogen * 5. De fluweelproductiemethode van dit project maakt gebruik van automatische fluweelproductie en het hele bewerkingsproces wordt automatisch uitgevoerd. De vooraf gereinigde siliciumwafels worden via een transportarm naar het invoergedeelte van de fluweelmachine gestuurd. De siliciumwafels gaan via rollen door verschillende corrosie- en reinigingstanks in de automatisch gesloten fluweelmachine. De apparatuur regelt automatisch de aanvulling van zuur-, alkali- en zuiver water in elke module. Het zuur en de alkali in de tanks worden via pijpleidingen naar binnen gepompt en het afvalwater in de tanks wordt regelmatig geloosd (met een enkel tankvolume van 720 liter, dat elke 48 uur wordt vervangen).
1) Voorreiniging
Doel van voorreiniging: Om onzuiverheden (organische en metaalverontreinigingen, enz.) te verwijderen die zich aan het oppervlak van siliciumwafels hechten, worden NaOH-oplossing en H2O2-oplossing gebruikt.
Dompel de geladen siliciumwafels achtereenvolgens onder in een voorreinigingstank, voeg zuiver water toe aan de tank en voeg een geschikte hoeveelheid NaOH-oplossing of reinigingsoplossing toe, afhankelijk van de verhouding (de gemengde NaOH-concentratie zal naar verwachting 0 zijn). 6%, de H2O2-concentratie zal naar verwachting 1,5% zijn, automatisch toegevoegd) voor reiniging op hoge temperatuur (60 graden). Voorreiniging maakt gebruik van ultrasoon reinigen. Voer een zuiverwaterreiniging uit na de voorreiniging. Zuiverwaterreiniging is een volledige overloop-dompelreiniging, die wordt uitgevoerd bij kamertemperatuur.
De chemische reacties die optreden tijdens het voorreinigingsproces zijn als volgt:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
2) Alkalifluweel
Doel: Anisotroop etsen van het siliciumoppervlak met een alkalische oplossing, waarbij een piramide van 5 µm op het oppervlak wordt gevormd. Het piramideoppervlak heeft uitstekende lichtvang- en antireflectie-effecten (10%). Alkali Velvet maakt gebruik van NaOH-oplossing en fluweeladditieven.
Het toevoegen van een geschikte hoeveelheid NaOH-oplossing en fluweeladditief (concentratie NaOH-oplossing van ongeveer {{0}},6%, concentratie fluweeladditief van ongeveer 0,4%) aan de alkalische fluweeltank kan de oppervlaktespanning van siliciumwafels verminderen , verbeter het bevochtigingseffect tussen siliciumwafels en NaOH-vloeistof, bevorder het vrijkomen van waterstofbellen, verbeter de anisotropie van corrosie, maak de piramide uniformer en consistenter en verbeter het productie-effect van fluweel. Het chemische reactieproces voor de vorming van suède is als volgt:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
De werktemperatuur van de alkalifluwelentank is 82 graden en de alkalifluwelentijd wordt geregeld op 420s.
3) Na het reinigen
Na behandeling met alkalifluweel komt de siliciumwafel de reinigingstank binnen om achtergebleven organisch materiaal te verwijderen en de reinheid van het siliciumwafeloppervlak te garanderen, waardoor de conversie-efficiëntie van de batterij tot op zekere hoogte wordt verbeterd. Dompel de geladen siliciumwafels onder voor reiniging, voeg zuiver water toe aan de tank en voeg een geschikte hoeveelheid NaOH-oplossing of reinigingsoplossing toe (de NaOH-concentratie zal naar verwachting 0,6% zijn, de H2O2-concentratie zal naar verwachting 1,5% zijn ) volgens de verhouding voor reiniging op hoge temperatuur (60 graden). Na de nareiniging met zuiver water reinigen. Zuiverwaterreiniging is een volledige overloop-dompelreiniging, uitgevoerd bij kamertemperatuur.
4) Zuurwassen
Na de nareiniging moet een verdunde zuuroplossing (3,15% HCl en 7,1% HF) worden gebruikt voor een zeer zuivere reiniging. De functie van HCl is het neutraliseren van achtergebleven NaOH, terwijl de functie van HF is het verwijderen van de oxidelaag op het oppervlak van de siliciumwafel, waardoor deze hydrofoberer wordt en het siliciumcomplex H2SiF6 wordt gevormd. Door de complexering met metaalionen worden de metaalionen losgemaakt van het oppervlak van de siliciumwafel, waardoor het gehalte aan metaalionen wordt verminderd en de diffusiebinding wordt voorbereid. Na zuurwassen met zuiver water reinigen.
De chemische reacties die optreden tijdens het beitsproces zijn als volgt:
HCl+NaOH=NaCl+H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
De werktemperatuur van de beitstank ligt op kamertemperatuur en de beitstijd wordt geregeld op 120 seconden.
5) Langzaam trekken vóór dehydratatie
Doel: Pre-dehydratatie van het oppervlak van kristallijne siliciumwafels wordt meestal gebruikt als de laatste stap in het reinigingsproces met zuiver water.
Breng de kristalsiliciumwafel, gereinigd met zuiver water, over naar een langzame trekgroef. De siliciumwafel zinkt eerst in het zuivere water en wordt volledig ondergedompeld. Vervolgens wordt het langzaam omhoog getrokken door een robotarm en een mand, en de oppervlaktespanning kan de waterfilm op de siliciumwafel naar beneden trekken.
De langzame trekgroef bestaat uit een reinigingsgroef en een langzaam trekmechanisme en is semi-gesloten. Er is een gekartelde overlooppoort in de reinigingstank en schoon water spoelt tijdens bedrijf continu het rioolwater in de reinigingstank weg, waardoor de waterkwaliteit van de reinigingstank schoon blijft en het reinigende effect wordt bereikt; Wanneer het water schoon wordt gehouden, zullen er bij langzaam trekken geen waterdruppels op het werkoppervlak achterblijven en zal er tijdens het drogen geen watermerk ontstaan.
6) Drogen
Breng de kristallijne siliciumwafel over naar de droogtank en blaas hete lucht van 90 graden op en neer over de wafer om te drogen, met behulp van elektrische verwarming.
De hierboven genoemde voorreinigings- en alkalische fluweelmaakprocessen zullen alkalisch afvalwater met een hoge concentratie produceren dat natriumhydroxide bevat (W1, W3, W5) en algemeen alkalisch reinigingsafvalwater (W2, W4, W6). Het zure wasproces produceert zuur afvalwater met een hoge concentratie dat zoutzuur en fluorwaterstofzuur bevat (W7) en algemeen zuur reinigingsafvalwater (W8, W9). Bovenstaande bewerking wordt uitgevoerd in een gesloten fluweelmaakmachine. Het zure wasproces zal vervluchtigen en zuur afvalgas (G1) produceren dat HF en HCl bevat, dat via pijpleidingen wordt opgevangen en voor behandeling naar de zure afvalgaswastoren wordt gestuurd.
Borium diffusie
Het doel van het diffusieproces is het vormen van een PN-overgang op de siliciumwafel om de omzetting van lichtenergie in elektrische energie te bewerkstelligen. De productieapparatuur voor PN-juncties is een diffusieoven en het project maakt gebruik van gasvormig boortrichloride om siliciumwafels in de diffusieoven te diffunderen. Boriumatomen diffunderen in de siliciumwafel en vormen een laag borosilicaatglas op het oppervlak van de siliciumwafel. De belangrijkste reactievergelijking is:
4BCl3+3O2→2B2O3+6Cl2↑
2B2O3+3Si→3SiO2+4B
De diffusieoven is een gesloten onderdrukapparatuur uitgerust met een inlaat en uitlaat, die gebruik maakt van elektrische verwarming, en de apparatuur wordt geleverd met een olievrije, droge mechanische vacuümpomp. Het specifieke proces is als volgt: eerst wordt een grote stroom N2 geïntroduceerd om de lucht in de kwartsbuis van de diffusieoven weg te drijven, en de diffusieoven wordt verwarmd. Nadat de oventemperatuur 1050 graden heeft bereikt en constant blijft, wordt de chip in een kwartsboot geplaatst en naar de ovenmond gestuurd om gedurende 20 minuten voor te verwarmen, en vervolgens in de constante temperatuurzone geduwd. Zuurstof wordt eerst geïntroduceerd en vervolgens wordt boortrichloride geïntroduceerd voor diffusie. De totale procestijd bedraagt 180 minuten. Tijdens de reactie waren zowel Si als O2 overmatig aanwezig en reageerde BCl3 volledig, wat resulteerde in de productie van C12. Nadat de reactie is voltooid, gebruikt u N2 om de apparatuur schoon te maken en het materiaal automatisch af te voeren.
Analyse van het vervuilingsproductieproces: Het belangrijkste vervuilingsproces in dit proces is het diffusieproces, waarbij BCl3 wordt geïntroduceerd en reageert om chloorgas (G2) te produceren, gemengd met resterende zuurstof, stikstof, enz., dat wordt opgevangen door een speciale pijp en naar de lucht wordt gestuurd. naar de zure afgaswastoren voor behandeling. Nadat het via pijpleidingen is verzameld, wordt het voor behandeling naar de zure afgaswastoren gestuurd.
SE-laserdoping
Laserdopingtechnologie omvat zware dotering op het contactgebied tussen de metalen poortlijn (elektrode) en de siliciumwafel, terwijl lichte dotering (dotering met lage concentratie) buiten de elektrode wordt gehandhaafd. Pre-diffusie wordt uitgevoerd op het oppervlak van siliciumwafels door thermische diffusie om lichtdotering te vormen; Tegelijkertijd dient het BSG-oppervlak (borosilicaatglas) als een lokale bron voor laserredotering, en door het lokale thermische effect van de laser diffunderen de atomen in BSG snel naar het binnenste van de siliciumwafel, waardoor een lokale herdotering wordt gevormd. regio.
Het SE-laserproces genereert stoffig uitlaatgas (G3), dat wordt behandeld door de ingebouwde stofafscheider van de apparatuur en wordt afgevoerd via het bovenste uitlaatsysteem van de werkplaats (op een hoogte van ongeveer 15 meter).
Post-oxidatie
De oxidelaag op het boordiffusieoppervlak (invaloppervlak) van het siliciumwafeloppervlak behandeld door laser SE wordt vernietigd door de energie van de laservlek. Tijdens het alkalisch polijsten en etsen is een oxidelaag nodig als maskerlaag om het fosfordiffusieoppervlak (invallend oppervlak) van de siliciumwafel te beschermen. Daarom is het noodzakelijk om reparatie van de oxidelaag uit te voeren op het oppervlak dat is gescand door laser SE.
Dit project maakt gebruik van de methode van thermische oxidatie om de SiO2-oxidelaag te bereiden. Het gehele oxidatieproces wordt uitgevoerd in een oxidatieoven, een gesloten apparaat onder atmosferische druk en verwarmd door elektriciteit. Eerst wordt de siliciumwafel op de kwartsboot geladen met behulp van een automatische waferlaadmachine. Vervolgens plaatst de automatische robotarm de kwartsboot op de vrijdragende siliciumcarbide-slurry van de oxidatieoven. De siliciumcarbide-slurry stuurt de kwartsboot geladen met siliciumwafels naar de kwartsovenbuis met hoge temperatuur. Nadat de kwartsboot de ovenbuis is binnengegaan, sluit u de ovendeur, start u het oxidatieprogramma en loopt de oxidatieoven automatisch. De belangrijkste chemische reacties die optreden tijdens het thermische oxidatieproces zijn:
Si+O2=SiO2
O2 reageert bij hoge temperaturen met het oppervlak van siliciumwafels om SiO2 te genereren, en er wordt een bepaalde hoeveelheid stikstofgas geïntroduceerd om een constante ovenbuisdruk te handhaven. Handhaaf een zuurstofstroom op hoge temperatuur gedurende een bepaalde periode om een bepaalde dikte van een dunne SiO2-laag op het oppervlak van de siliciumwafel te vormen. De procesparameters zijn: oxidatietemperatuur van 750 graden, stikstofstroomsnelheid van 12 l/min, zuurstofstroomsnelheid van 5 l/min en 25 minuten oxidatietijd. Dit proces genereert oxidatie-afvalgas (hete lucht) dat zuurstof en stikstof bevat, dat wordt afgevoerd via de uitlaatpoort van de oxidatieoven en vervolgens wordt afgevoerd via het hete uitlaatsysteem bovenaan de werkplaats.