高考申論題
114年
[化學工程] 化學程序工業(包括質能均衡)
第 一 題
📖 題組：
某光電科技公司致力於生產高效率矽晶太陽能電池，製程中涉及矽晶片的蝕刻、清洗與薄膜沉積等步驟，並需使用到如氫氟酸（HF）等高腐蝕性化學品。 (一)請詳述矽晶太陽能電池製程中，化學蝕刻（Chemical Etching）的主要目的及原理。（6 分） (二)製程中會用到氫氟酸（HF），從工業安全角度，請試述氫氟酸洩漏或接觸對人體的危害機制與緊急應變措施，並從污染防治角度說明含氟廢水處理程序與原理。（14 分）
某光電科技公司致力於生產高效率矽晶太陽能電池，製程中涉及矽晶片的蝕刻、清洗與薄膜沉積等步驟，並需使用到如氫氟酸（HF）等高腐蝕性化學品。 (一)請詳述矽晶太陽能電池製程中，化學蝕刻（Chemical Etching）的主要目的及原理。（6 分） (二)製程中會用到氫氟酸（HF），從工業安全角度，請試述氫氟酸洩漏或接觸對人體的危害機制與緊急應變措施，並從污染防治角度說明含氟廢水處理程序與原理。（14 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請詳述矽晶太陽能電池製程中，化學蝕刻（Chemical Etching）的主要目的及原理。（6 分）
思路引導 VIP
這是一道製程原理題（6分）。考生應直擊核心：矽晶片在切割後為何要進行蝕刻？聯想到兩大目的：去除切割造成的晶格損傷層（Damage Removal），以及進行表面絨面化（Texturing）以降低光反射。原理部分則需區分「單晶矽（鹼性非等向性蝕刻）」與「多晶矽（酸性等向性蝕刻）」，並簡單列出對應的化學反應機制即能拿滿分。
小題 (二)
製程中會用到氫氟酸（HF），從工業安全角度，請試述氫氟酸洩漏或接觸對人體的危害機制與緊急應變措施，並從污染防治角度說明含氟廢水處理程序與原理。（14 分）
思路引導 VIP
看到本題應立即聯想氫氟酸（HF）的雙重危害特性：表層腐蝕性與深層奪鈣毒性。解題需分兩層次：(1) 工安角度需強調「葡萄糖酸鈣」解毒機制與急救步驟；(2) 環保角度需點出「化學沉澱法」，寫出氟化鈣沉澱的化學反應式及處理流程（混凝→絮凝→沉澱）。
矽晶太陽能與HF安全
💡 掌握太陽能製程蝕刻原理、氫氟酸危害防制及含氟廢水處理技術。
- 蝕刻目的在於去除切片損傷層，並透過表面粗糙化（絨面化）降低反射率。
- HF危害機制：氟離子穿透力強，與體內鈣、鎂結合導致去鈣化與組織壞死。
- HF接觸急救：依勞安規定應大量沖水並塗抹「葡萄糖酸鈣」凝膠中和。
- 廢水處理：利用化學沉澱法加入石灰（氫氧化鈣），產生氟化鈣固體沉澱。
