[实用新型]用雾状化学剂进行单面连续化学湿处理的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用化学方法处理太阳能电池/平板显示器基片或薄膜 衬底的系统，尤其是大规模的对基片或薄膜衬底用雾状化学剂进行单面连续 化学湿处理的系统。

背景技术

化学湿处理是太阳能电池及新型显示屏等基片生产中必不可少并且极其 重要的工艺步骤与技术。它不仅用于祛除因先前的加工程序而造成的基片表 面损伤及金属与非金属污染物，而且还能为下一步工艺过程形成一个最优的 基片工艺表面状态(如太阳能电池基片的长绒及磷酸玻璃(PSG)清洗工艺， 其直接决定着光伏转换效率及其使用寿命)。同样，这一湿处理过程占据了整 个太阳能电池/平板显示器基片，及其薄膜衬底生产工艺过程的25％-30％以 上。因此，不适当的湿处理过程会给基片表面，薄膜衬底造成损害，电路效 率及使用寿命等故障，过量化学液和去离子水的消耗，从而给生产质量，产 量及能源消耗造成了较大的负面影响。在太阳能电池/平板显示器基片生产过 程中，湿处理工艺直接关系到其光伏/光电的转换效率及使用寿命。

当前在太阳能电池基片生产过程中最关键的化学湿处理技术仍然是基片 去机械加工中的损伤，表面长绒及磷酸玻璃的祛除。由于碱性化学液的“容 易控温”及“平缓反应”的特点，氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH) 制绒刻蚀已被广泛使用，但也存在着工艺时间长，相应工业生产较慢的缺点。

正如半导体集成电路产业起始阶段，科学家，工程师不断研究，探索新 的工艺方法及相应设备，当前其他一些在被改进和可供选择的化学处理工艺 菜单正在被提出和运用。例如，人们在生产工艺化学液中加入缓冲剂，如异 丙醇(IPA)来控制长绒的速度及均匀性。加臭氧于去离子水中(O₃+H₂O) 或稀氢氟酸(HF+H₂O)使硅太阳能基片表面变成疏水性，以达到水迹少， 颗粒少的目的等。

在当前太阳能电池/平板显示器基片，及其薄膜衬底大规模生产工艺过程 中，目前多槽湿处理法仍占据主流，如一组太阳能电池硅片被放置在一系列 含有不同液体化学剂和去离子水的槽体中进行腐蚀、清洗、冲淋。它主要的 不足是使用了过于复杂的自动化控制系统(多组基片上下料及传输机械手) 及为保证基片工艺一致性的化学PH值不间断监测，添加和过滤控制系统。 消耗了更多的化学液、去离子水。在量产情况下发生的大量急剧吸热或是放 热的化学反应(基于太阳能行业的低成本商业模型，通常为大于400片以上的 每批次及大于2000片每小时的湿处理生产要求)，从而影响了产品质量及工 艺的一致性，一定程度上造成了产品的缺陷；通常400片以上的每批次的最 后取干采用热风循环，或离心甩干会带来大量水迹及颗粒污染问题。固定多 槽化学工艺湿处理中，由于化学液的重复使用，又会带来严重的产品交叉沾 污。

目前，其他新的湿处理设备和工艺技术也同样被用于清洗太阳能电池基 片的大规生产过程中，例如，德国RENA公司的定向定位滚轮加压轮的连续 跑片工艺及设备，由于较高黏度化学配方液的张力，加上定向定位上下滚轮 的导向及定位，能实现太阳能基片在连续跑片形式下的单面刻蚀(下表面)， 及清洗的功能。但它没有解决固定化学工艺槽化学液重复使用所带来的产品 交叉沾污问题，无法保持化学液PH值与每批基片湿处理工艺效果一致的问 题，并且其定向定位上下滚轮的导向及基片定位的调试不当产生附加微压以 及基片被刻蚀面与传输滚轮处于同一面的特点带来了新的问题-太阳能电 池片表面多条状滚轮压痕，在一定程度上会影响太阳能电池片光伏转换效率 及使用寿命.随着太阳能电池基片越来越薄的趋势，上下滚轮的导向及基片 定位的结构，极易在基片内部引起强应力，增加碎片率。再例如一些国外公司 在薄膜衬底单面镀膜工艺生产中，将绷紧的薄膜衬底卷绕轴浸没在化学工艺 槽中，产生薄膜衬底材料起皱/拉断/化学液渗透到背面等严重问题，