洗磷刻蝕滾輪技術升級研究報告

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法進行背面濕法刻蝕。在濕法刻蝕工序中，通過優化和改進了刻蝕滾輪表面結構，達到了減少酸消耗量，節約經濟成本，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。為節約成本，考慮到對刻蝕設備中的滾輪結構進行優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成本。

1　實驗部分

1.1新式滾輪（圖2）和常規滾輪（圖1）構造對比

圖1　常規滾輪表面形貌示意圖

圖2　新式滾輪表面形貌示意圖

1.2技術改造原理

我們將更換濕法刻蝕機臺刻蝕模組原有常規刻蝕滾輪，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構不同于常規滾輪，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，從而實現了以下功能的優化：（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）工藝穩定性提高，電池電性能分布更加集中。

2　結果和討論

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

表1 常規滾輪和新式滾輪的耗酸單耗

2.2 電性能評估（表2）

表2 常規滾輪和新式滾輪的電性能對比

在現有基礎上進行改造，改造后對工藝進行調試，如果保證調試前后的腐蝕量不變，那么電性能參數基本一致。

2.3 經濟評估

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，單臺設備的實際產能為2 400片/h，設備的開工率時間為95%。

則一年單臺SCHMID刻蝕機臺可節省的成本為：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定性，降低電池異常漏電比例，提高產品良率。

3　結論

更換新式滾輪后，HNO3的單耗比優化前減少了29%；HF的單耗比優化前減少了20%，KOH的單耗基本不變；在現有基礎上進行改造，改造后對工藝進行調試，如果保證調試前后的腐蝕量不變，那么電性能參數基本一致；一年單臺SCHMID刻蝕機臺可節省的成本約為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定性，降低電池異常漏電比例，提高產品良率。

TN405

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1671-0711（2016）09（上）-0100-02