Texturarea
Secțiunea de producție de catifea (formată din 6 linii) include module precum precurățare, spălare cu apă pură înainte de producția de catifea, producția de catifea * 3, spălare cu apă pură după producția de catifea, post curățare, spălare cu apă pură după post curățare, spălare cu acid, pur spălare cu apă după spălarea cu acid, tragere lentă și pre deshidratare și uscare * 5. Metoda de producție de catifea a acestui proiect adoptă producția automată de catifea și întreaga operațiune procesul se realizează automat. Napolitanele de siliciu precurățate sunt trimise în zona de alimentare a mașinii de catifea printr-un braț transportor. Placile de siliciu trec prin diferite rezervoare de coroziune și curățare în mașina automată de catifea închisă prin role. Echipamentul controlează automat completarea cu acid, alcali și apă pură în fiecare modul. Acidul și alcalii din rezervoare sunt pompate prin conducte, iar apele uzate din rezervoare sunt evacuate în mod regulat (cu un singur volum de rezervor de 720 L, înlocuit la fiecare 48 de ore).
1) Pre curățare
Scopul pre-curățare: Pentru îndepărtarea impurităților (impurități organice și metalice etc.) aderate de suprafața plachetelor de siliciu, se utilizează soluție de NaOH și soluție de H2O2.
Scufundați plachetele de siliciu încărcate într-un rezervor de precurățare în succesiune, adăugați apă pură în rezervor și adăugați o cantitate adecvată de soluție de NaOH sau soluție de curățare în funcție de raport (concentrația de NaOH amestecată este de așteptat să fie 0. 6%, concentrația de H2O2 este de așteptat să fie de 1,5%, adăugată automat) pentru curățarea la temperatură înaltă (60 de grade). Curățarea prealabilă folosește curățarea cu ultrasunete. Efectuați curățarea cu apă pură după curățare prealabilă. Curățarea cu apă pură este o curățare completă prin imersie, care se efectuează la temperatura camerei.
Reacțiile chimice care apar în timpul procesului de precurățare sunt următoarele:
Si+2NaOH H2O=Na2SiO3+2H2↑
2) catifea alcalină
Obiectiv: Realizarea gravării anizotrope a suprafeței de siliciu cu soluție alcalină, formând pe suprafață o piramidă de dimensiunea 5um. Suprafața piramidei are efecte excelente de captare a luminii și antireflex (10%). Catifea alcalină folosește soluție de NaOH și aditivi de catifea.
Adăugarea unei cantități adecvate de soluție de NaOH și aditiv de catifea (concentrația soluției de NaOH de aproximativ {{0}},6%, concentrație de aditiv de catifea de aproximativ 0,4%) în rezervorul de catifea alcalină poate reduce tensiunea superficială a plachetelor de siliciu , îmbunătățește efectul de umectare între plachetele de siliciu și lichid NaOH, promovează eliberarea bulelor de hidrogen, sporește anizotropia coroziunii, face piramida mai uniformă și mai consistentă și îmbunătățește efectul producției de catifea. Procesul de reacție chimică pentru formarea căprioară este următorul:
Si+2NaOH H2O=Na2SiO3+2H2↑
Temperatura de lucru a rezervorului de catifea alcalina este de 82 de grade, iar timpul de catifea alcalina este controlat la 420s.
3) După curățare
După tratamentul cu catifea alcalină, placheta de siliciu intră în rezervorul de curățare pentru a îndepărta materia organică reziduală și pentru a asigura curățenia suprafeței plachetei de siliciu, îmbunătățind astfel eficiența conversiei bateriei într-o anumită măsură. Scufundați plachetele de siliciu încărcate pentru curățare, adăugați apă pură în rezervor și adăugați o cantitate adecvată de soluție de NaOH sau soluție de curățare (concentrația de NaOH este de așteptat să fie de 0,6%, concentrația de H2O2 este de așteptat să fie de 1,5% ) conform raportului pentru curățarea la temperatură înaltă (60 grade ). Curățați cu apă pură după curățare ulterioară. Curățarea cu apă pură este o curățare prin imersie prin preaplin, efectuată la temperatura camerei.
4) Spalare cu acid
După curățare ulterioară, pentru curățarea de înaltă puritate trebuie utilizată o soluție acidă diluată (3,15% HCI și 7,1% HF). Funcția HCl este de a neutraliza NaOH rezidual, în timp ce funcția HF este de a îndepărta stratul de oxid de pe suprafața plachetei de siliciu, făcându-l mai hidrofob și formând complexul de siliciu H2SiF6. Prin complexarea cu ioni metalici, ionii metalici sunt desprinși de pe suprafața plachetei de siliciu, reducând conținutul de ioni metalici și pregătindu-se pentru legarea prin difuzie. Curățați cu apă pură după spălarea cu acid.
Reacțiile chimice care apar în timpul procesului de decapare sunt următoarele:
HCI+NaOH=NaCl+H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
Temperatura de lucru a rezervorului de decapare este la temperatura camerei, iar timpul de decapare este controlat la 120 de secunde.
5) Tragere lentă înainte de deshidratare
Scop: Pre-deshidratarea suprafeței plachetelor de siliciu cristalin este de obicei utilizată ca ultimă etapă în procesul de curățare cu apă pură.
Transferați napolitana de siliciu cu cristal curățată cu apă pură într-o canelură de tragere lentă. Placa de siliciu se scufundă mai întâi în apa pură și este complet scufundată. Apoi, este tras încet în sus de un braț robot și un coș, iar tensiunea superficială poate trage în jos filmul de apă de pe placa de siliciu.
Canelura de tragere lentă constă dintr-o canelură de curățare și un mecanism de tracțiune lentă și este semiînchisă. Există un orificiu de preaplin zimțat în rezervorul de curățare, iar apa curată spală în mod continuu apele uzate din rezervorul de curățare în timpul funcționării, păstrând calitatea apei din rezervorul de curățare curată și obținând efectul de curățare; Când apa este menținută curată, nu vor exista picături de apă pe suprafața de lucru la tragere lentă și nu vor fi filigrane în timpul uscării.
6) Uscarea
Transferați napolitana de siliciu cristalin în rezervorul de uscare și suflați aer cald la 90 de grade în sus și în jos pentru uscare, folosind încălzirea electrică.
Procesele de precurățare și de fabricare a catifeiului alcalin menționate mai sus vor produce ape uzate alcaline cu concentrație mare care conțin hidroxid de sodiu (W1, W3, W5) și ape uzate alcaline de curățare generală (W2, W4, W6). Procesul de spălare cu acid va produce ape uzate acide cu concentrație mare care conțin acid clorhidric și acid fluorhidric (W7) și ape uzate de curățare acide generale (W8, W9). Operația de mai sus este efectuată într-o mașină închisă de fabricat catifea. Procesul de spălare acidă va volatiliza și va produce gaz rezidual acid (G1) care conține HF și HCl, care vor fi colectate prin conducte și trimise la turnul de spălare a gazelor reziduale acide pentru tratare.
Difuzia borului
Scopul procesului de difuzie este de a forma o joncțiune PN pe placă de siliciu pentru a realiza conversia energiei luminoase în energie electrică. Echipamentul de fabricare a joncțiunii PN este un cuptor de difuzie, iar proiectul folosește triclorura de bor gazoasă pentru a difuza plachete de siliciu în cuptorul de difuzie. Atomii de bor difuzează în placheta de siliciu și formează un strat de sticlă borosilicată pe suprafața plachetei de siliciu. Ecuația principală a reacției este:
4BCl3+3O2⟶2B23+6Cl2⟵
2B2O3+3 și ⟶ 3Si2+4B
Cuptorul de difuzie este un echipament închis de presiune negativă, echipat cu o intrare și o ieșire, care utilizează încălzire electrică, iar echipamentul vine cu o pompă de vid mecanică uscată fără ulei. Procesul specific este următorul: mai întâi, se introduce un flux mare de N2 pentru a îndepărta aerul din tubul de cuarț al cuptorului de difuzie, iar cuptorul de difuzie este încălzit. După ce temperatura cuptorului atinge 1050 de grade și rămâne constantă, cipul este plasat într-o barcă de cuarț și trimis la gura cuptorului pentru preîncălzire timp de 20 de minute, apoi împins în zona de temperatură constantă. Mai întâi se introduce oxigen, apoi se introduce triclorura de bor pentru difuzie. Durata totală a procesului este de 180 de minute. În timpul reacției, atât Si cât și O2 au fost excesive, iar BCl3 a reacționat complet, rezultând producerea de C12. După ce reacția este completă, utilizați N2 pentru a curăța echipamentul și a descărca automat materialul.
Analiza procesului de producere a poluării: principalul proces de poluare din acest proces este procesul de difuzie, în care BCl3 este introdus și reacţionează pentru a produce clor gazos (G2) amestecat cu oxigen rezidual, azot etc., care este colectat de o conductă dedicată și trimis. la turnul de epurare a gazelor reziduale acide pentru tratare. După ce este colectat prin conducte, este trimis la turnul de epurare a gazelor reziduale acide pentru tratare.
SE laser re dopaj
Tehnologia de dopaj cu laser implică dopajul greu în zona de contact dintre linia de poartă metalică (electrodul) și placheta de siliciu, în timp ce dopajul ușor (dopajul cu concentrație scăzută) este menținut în afara electrodului. Predifuzia se realizează pe suprafața plachetelor de siliciu prin difuzie termică pentru a forma dopaje ușoare; În același timp, suprafața BSG (sticlă borosilicată) servește ca o sursă locală de redopare a laserului, iar prin efectul termic local al laserului, atomii din BSG difuzează rapid în interiorul plachetei de siliciu, formând un redopaj local. regiune.
Procesul laser SE generează gaz de eșapament praf (G3), care este tratat de colectorul de praf încorporat în echipament și evacuat prin sistemul de evacuare superior al atelierului (la o înălțime de aproximativ 15 metri).
Post oxidare
Stratul de oxid de pe suprafața de difuzie a borului (suprafața incidentă) a suprafeței plachetei de siliciu tratată cu laser SE este distrus de energia spotului laser. În timpul lustruirii și gravării alcaline, este necesar un strat de oxid ca strat de mască pentru a proteja suprafața de difuzie a fosforului (suprafața incidentă) a plachetei de siliciu. Prin urmare, este necesar să se efectueze repararea stratului de oxid pe suprafața scanată de laser SE.
Acest proiect folosește metoda oxidării termice pentru a pregăti stratul de oxid de SiO2. Întregul proces de oxidare se realizează într-un cuptor de oxidare, care este un echipament închis la presiune atmosferică și încălzit cu energie electrică. În primul rând, placheta de siliciu este încărcată pe barca de cuarț folosind o mașină automată de încărcare a plachetelor. Apoi, brațul robotizat automat plasează barca de cuarț pe suspensia de carbură de siliciu a cuptorului de oxidare. Suspensia de carbură de siliciu trimite barca de cuarț încărcată cu napolitane de siliciu în tubul cuptorului de cuarț la temperatură înaltă. După ce barca de cuarț intră în tubul cuptorului, închideți ușa cuptorului, începeți programul de oxidare, iar cuptorul de oxidare va funcționa automat. Principalele reacții chimice care apar în timpul procesului de oxidare termică sunt:
SiO2
O2 reacționează cu suprafața plachetelor de siliciu la temperaturi ridicate pentru a genera SiO2 și o anumită cantitate de azot gazos este introdusă pentru a menține o presiune constantă a tubului cuptorului. Mențineți fluxul de oxigen la temperatură ridicată pentru o perioadă de timp pentru a forma o anumită grosime a stratului subțire de SiO2 pe suprafața plachetei de siliciu. Parametrii procesului sunt: temperatura de oxidare de 750 de grade, debitul de azot de 12L/min, debitul de oxigen de 5L/min și 25 de minute de timp de oxidare. Acest proces generează gaz rezidual de oxidare (aer fierbinte) care conține oxigen și azot, care este evacuat prin portul de evacuare al cuptorului de oxidare și apoi evacuat prin sistemul de evacuare fierbinte din partea de sus a atelierului.