一種監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法
【專利摘要】本發明涉及一種監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法，依次包括以下步驟：（a）測試點處分別安放液位儀，記標準液位高度Hs和該測試點的標準液位公差ΔHs；（b）記錄任一測試點處的液位高度Hn，當該測試點液位高度Hn與其標準液位高度Hs之差絕對值超出所述的標準液位公差ΔHs時，相應調整所述刻蝕槽的前后擋板高度、排風口的開度、進藥管的進液量；（c）當該測試點液位高度Hn與其標準液位高度Hs之差絕對值差超出所述的標準液位公差ΔHs時，重復步驟（b）。這樣一方面能夠定量的監控刻蝕槽的液位狀況，為控制刻蝕槽工藝穩定性提供了一種直接有效的方法；另一方面可以有規律地對刻蝕槽的液位進行調節，加快了刻蝕槽液位的調節速度。
【專利說明】一種監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光伏晶體硅太陽能電池的濕法刻蝕工藝領域，涉及一種溶液液位穩 定性的監控和調節方法，具體涉及一種監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法。
【背景技術】
[0002] 刻蝕工藝是當前晶硅太陽能電池制作過程中不可缺少的重要工序，由于在擴散過 程中，即使采用背靠背的單面擴散方式，硅片的所有表面(包括邊緣）都將不可避免地擴散 上磷。PN結的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區域流到PN結的背面而造 成短路。此短路通道等效于降低并聯電阻。經過刻蝕工序，硅片邊緣帶有的磷將會被去除 干凈，避免PN結短路造成并聯電阻降低。目前刻蝕方法有干法刻蝕和濕法刻蝕兩種，濕法 刻蝕工藝中"水上漂"刻蝕工藝是最常見的，該刻蝕工藝通過溶液表面張力使溶液與硅片 下表面及邊緣吸附，實現硅片下表面及邊緣的化學刻蝕，而上表面不發生反應，達到去除硅 片邊緣磷的目的。
[0003] 常規的"水上漂"的刻蝕工藝，采用如圖1所示的刻蝕設備1，硅片8通過平行設置 的滾軸5經過刻蝕槽2,通過混合液（HN0 3、HF和H2S04混合）表面張力使溶液與硅片8的下 表面及邊緣吸附，實現硅片下表面及邊緣的刻蝕，而上表面不生反應，達到去除硅片邊緣磷 的目的。在刻蝕過程中與硅片8直接接觸的只有滾軸5和混合液，所以滾軸5和混合液是 決定刻蝕質量好壞最直接因素。滾軸5-般由專業人員安裝調試，并且定期維護，其狀態相 對穩定；混合液包括濃度和液位兩個方面，其中混合液濃度由于溶液內分子擴散作用的存 在一般保持穩定狀態，而刻蝕槽2液位的梯度或穩定性直接影響刻蝕質量，不合理的液位 梯度或液位穩定性較差，將直接導致溶液侵蝕到硅片8正表面造成過刻不良或溶液無法吸 附到硅片8邊緣造成刻蝕不足。當前刻蝕工藝缺少對刻蝕槽液位穩定性或液位梯度的測量 和監控，往往對影響液位的進藥管6的進液量、排風口 7的角度、前擋板3和后擋板4的高 度進行盲目調節，而對調節的直接結果(液位高度、液位梯度）變化了多少無從知曉，導致調 試結果沒有規律現象，解決工藝問題的難度和時間增加。
【發明內容】
[0004] 本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種監控和調節刻蝕槽液位穩定 性的方法。
[0005] 為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種監控和調節刻蝕槽液位穩定性 的方法，其特征在于，依次包括以下步驟： (a) 、在刻蝕槽的不同位置選擇多個測試點，并在所述的測試點處分別安放液位儀，獲 取刻蝕設備工藝狀態穩定時每個測試點處的標準液位高度H s和該測試點的標準液位公差 ΛHs，所述的標準液位高度Hs為每個測試點在工藝狀態穩定時多次測量的液位高度平均 值，所述的標準液位公差Λ Hs為刻蝕設備所允許的液位公差； (b) 、啟動刻蝕設備使得滾軸帶動硅片向前移動，并記錄任一測試點處的液位高度Hn， 當該測試點液位高度Hn與其標準液位高度Hs之差絕對值超出所述的標準液位公差Λ Hs時， 相應調整所述刻蝕槽的前后擋板高度、排風口的開度、進藥管的進液量； (c)、再次記錄各測試點處的液位高度，當相應測試點液位高度Hn與其標準液位高度Hs 之差絕對值在所述的標準液位公差Λ Hs范圍內時，保持所述刻蝕槽的前后擋板高度、排風 口的開度、進藥管的進液量；當該測試點液位高度H n與其標準液位高度Hs之差絕對值差超 出所述的標準液位公差八扎時，重復步驟（b)。
[0006] 優化地，所述步驟（b)中，當任一所述測試點處的液位高度Hn大于標準液位高度Hs 時，依次將靠近該測試點處的前擋板或后擋板的高度以(Τι毫米/次速度下調、將排風口開 度以(Γ15° /次的速度減小或增加、并將進藥管的進液量以0~2升/次的速度減小；當測 試點處的液位高度Ηη小于標準液位高度H s時，依次將前擋板或后擋板的高度以(Γ1毫米/ 次的速度上調、將排風口的開度以(Γ15° /次的速度增加或減少、并將進藥管的進液量以 (Γ2升/次的速度增加。
[0007] 優化地，所述的標準液位公差λ Hs根據刻蝕設備的不同有所差異，且所述的標準 液位公差AHS控制在正負l~3mm以內。
[0008] 優化地，步驟（a)中，每個所述測試點處的液位計讀取液位的管道與水平面相垂 直，且相鄰兩測試點間距在5~10毫米。
[0009] 優化地，所述步驟（b)和步驟（C)中，每個所述測試點處的液位儀液位高度記錄采 用等時間隔的方式進行記錄。
[0010] 進一步地，所述的液位儀連接有數字傳感器，所述的數字傳感器能夠將所述液位 儀液面高度數據發送到計算機從而實現連續自動監控。
[0011] 由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：本發明監控和調 節刻蝕槽液位穩定性的方法，通過在刻蝕槽的不同位置布置多個液位儀，液位儀利用連通 器原理，其讀取液位高度直線高于液面，比較方便的觀察讀取。將液位儀測得的液位高度與 標準液位高度進行對比從而依次相應增加或者減小前后擋板高度、排風口開度、進藥管的 進液量，一方面能夠定量的監控刻蝕槽的液位狀況，為控制刻蝕槽工藝穩定性提供了一種 直接有效的方法；另一方面可以有規律地對刻蝕槽的液位進行調節，加快了刻蝕槽液位的 調節速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 附圖1為常規的"水上漂"刻蝕工藝采用的刻蝕設備； 附圖2為本發明"水上漂"刻蝕工藝采用的刻蝕設備； 其中，1、刻蝕設備；2、刻蝕槽；3、前擋板；4、后擋板；5、滾軸；6、進藥管；7、排風口；8、 娃片；9、第一液位儀；10、第二液位儀。
【具體實施方式】
[0013] 本發明監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法，依次包括以下步驟： 第一步，選取在刻蝕設備工藝狀態穩定且滿足使用要求（即混合液與硅片8的下表面 及邊緣吸附實現硅片下表面及邊緣的刻蝕)時，在刻蝕槽(用于承裝刻蝕液（圓03、冊和&504 混合溶液）使溶液與硅片8的下表面及邊緣吸附，實現硅片下表面及邊緣的刻蝕）的不同位 置選擇多個測試點并在測試點處安放液位儀，測試點液位按照連通器原理，通過液位儀管 道的彎曲延伸，使垂直于液面的液位儀讀取液位的管道能夠同步反映出液面高度。相鄰兩 測試點或液位儀之間的距離在5~10毫米之間。記錄每個測試點處的液位高度，每個測試點 可記錄多次，將多次測量結果進行平均以獲得在工藝穩定狀態下標準液位高度和標準液位 公差。不同的刻蝕設備有不同的標準液位公差AH S，一般標準液位公差控制在l~3mm范圍 內。
[0014] 第二步，啟動刻蝕設備使得滾軸帶動硅片向前移動，并記錄任一測試點處的液位 高度Hn，當該測試點液位高度H n與其標準液位高度Hs之差絕對值超出所述的標準液位公差 Λ Hs時，相應調整所述刻蝕槽的前后擋板高度、排風口的開度、進藥管的進液量； 第二步，再次記錄各測試點處的液位高度，當相應測試點液位高度Hn與其標準液位高 度Hs之差絕對值在所述的標準液位公差Λ Hs范圍內時，保持所述刻蝕槽的前后擋板高度、 排風口的開度、進藥管的進液量；當該測試點液位高度H n與其標準液位高度Hs之差絕對值 差超出所述的標準液位公差時，重復上述步驟。這種監控和調節刻蝕槽液位穩定性的 方法，一方面能夠定量的監控刻蝕槽的液位狀況，為控制刻蝕槽工藝穩定性提供了一種直 接有效的方法；另一方面可以有規律地對刻蝕槽的液位進行調節，加快了刻蝕槽液位的調 節速度；而且液位計制作簡單，測試點位置可移動，測試點也可增加，可以即時測試工藝過 程中的液位情況。
[0015] 第二步中，當任一所述測試點處的液位高度Hn大于標準液位高度氏時，依次 將靠近該測試點處的前擋板或后擋板的高度以(Τι毫米/次速度下調、將排風口開度以 (Γ15° /次的速度減小或增加、并將進藥管的進液量以(Γ2升/次的速度減小；當測試點處 的液位高度Ηη小于標準液位高度H s時，依次將前擋板或后擋板的高度以(Γ1毫米/次的速 度上調、將排風口的開度以(Γ15° /次的速度增加或減少、并將進藥管的進液量以(Γ2升/ 次的速度增加。采用這種調節方式，能夠減小測試點處液位高度當的波動，提高也為調節的 速度，節約操作時間。標準液位公差八扎根據刻蝕設備的不同有所差異，且應當控制在正 負1~3_以內，超出這一范圍說明刻蝕設備中的液位不穩定，不處于工藝穩定的狀態，難以 控制硅片8的刻蝕質量。第一步中，每個所述測試點處的液位計讀取液位的管道與水平面 相垂直，且相鄰兩測試點間距在5~10毫米。第二步和第三步中，每個所述測試點處的液位 儀液位高度記錄采用等時間隔的方式進行記錄監控，例如記錄測試點處液位高度的時間間 隔優選為廣24h，這樣保證了監控的及時性和嚴謹性，降低了監控人員的勞動強度。而且液 位儀連接有數字傳感器(最小刻度0. 5_以下)，所述的數字傳感器能夠將所述液位儀液面 高度數據發送到計算機從而實現連續自動監控。
[0016] 下面將結合附圖對本發明優選實施方案進行詳細說明： 實施例1 本實施例提供一種監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法，依次包括以下步驟： (a)、在刻蝕槽的不同位置選擇兩個測試點A、B，并在測試點處分別安放第一液位儀9 和第二液位儀10 (第一液位儀9和第二液位儀10采用耐酸堿的特氟龍透明材料，直徑為 5mnT20mm，最小刻度為0. 5mm，一方面有利于使用壽命的延長，另一方面有利于精確控制)， 獲取刻蝕設備工藝狀態穩定時兩個測試點處的標準液位高度Hs A、HsB和該測試點的標準液 位公差AHS，本實施例中采用刻蝕設備的標準液位公差AH s=2mm; (b)、啟動刻蝕設備使得滾軸帶動硅片向前移動，等時間間隔（1小時）記錄A測試點或 B測試點處的液位高度氏；該測試點液位高度氏與其標準液位高度Hs之差絕對值超出所述 的標準液位公差2mm時，并且氏> Hs，依次將靠近測試點的前擋板或后擋板的高度以(Γ1 毫米/次速度下調、將排風口開度以(Γ15 ° /次的速度減小或增加、并將進藥管的進液量以 (Γ2升/次的速度減小。
[0017] (c)、再次等時間間隔（1小時）記錄各測試點處的液位高度，測試點液位高度Hn與 其標準液位高度H s之差絕對值在標準液位公差2mm范圍內時，保持所述刻蝕槽的前后擋板 高度、排風口的開度、進藥管的進液量。
[0018] 上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人 士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明 精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法，其特征在于，依次包括以下步驟： (a) 、在刻蝕槽的不同位置選擇多個測試點，并在所述的測試點處分別安放液位儀，獲 取刻蝕設備工藝狀態穩定時每個測試點處的標準液位高度H s和該測試點的標準液位公差 ΛHs，所述的標準液位高度Hs為每個測試點在工藝狀態穩定時多次測量的液位高度平均 值，所述的標準液位公差Λ Hs為刻蝕設備所允許的液位公差； (b) 、啟動刻蝕設備使得滾軸帶動硅片向前移動，并記錄任一測試點處的液位高度Hn， 當該測試點液位高度H n與其標準液位高度Hs之差絕對值超出所述的標準液位公差Λ Hs時， 相應調整所述刻蝕槽的前后擋板高度、排風口的開度、進藥管的進液量； (c) 、再次記錄各測試點處的液位高度，當相應測試點液位高度Hn與其標準液位高度Hs 之差絕對值在所述的標準液位公差Λ Hs范圍內時，保持所述刻蝕槽的前后擋板高度、排風 口的開度、進藥管的進液量；當該測試點液位高度H n與其標準液位高度Hs之差絕對值差超 出所述的標準液位公差八扎時，重復步驟（b)。
2. 根據權利要求1所述的監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法，其特征在于：所述步 驟（b)中，當任一所述測試點處的液位高度H n大于標準液位高度Hs時，依次將靠近該測試 點處的前擋板或后擋板的高度以(Γ1毫米/次速度下調、將排風口開度以(Γ15° /次的速 度減小或增加、并將進藥管的進液量以(Γ2升/次的速度減小；當測試點處的液位高度扎小 于標準液位高度H s時，依次將前擋板或后擋板的高度以(Γ1毫米/次的速度上調、將排風口 的開度以(Γ15° /次的速度增加或減少、并將進藥管的進液量以(Γ2升/次的速度增加。
3. 根據權利要求1所述的監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法，其特征在于：所述的 標準液位公差八氏根據刻蝕設備的不同有所差異，且所述的標準液位公差AH S控制在正負 1^3mm以內。
4. 根據權利要求1所述的監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法，其特征在于：步驟（a) 中，每個所述測試點處的液位計讀取液位的管道與水平面相垂直，且相鄰兩測試點間距在 5 10暈米。
5. 根據權利要求1所述的監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法，其特征在于：所述步 驟（b)和步驟（c)中，每個所述測試點處的液位儀液位高度記錄采用等時間隔的方式進行 記錄。
6. 根據權利要求1至5中任一所述的監控和調節刻蝕槽液位穩定性的方法，其特征在 于：所述的液位儀連接有數字傳感器，所述的數字傳感器能夠將所述液位儀液面高度數據 發送到計算機從而實現連續自動監控。
【文檔編號】H01L21/66GK104091768SQ201410340267
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】任軍林, 陸銀川, 黃浩, 陳志 , 陳浩, 魏青竹 申請人:中利騰暉光伏科技有限公司