電池片生產(chǎn)工藝流程匯總

1、電池片生產(chǎn)工藝流程一、制絨a.目的在硅片的表面形成坑凹狀表面，減少電池片的反射的太陽(yáng)光，增加二次反射的面積。一般情況下，用堿處理是為了得到金字塔狀絨面；用酸處理是為了得到蟲(chóng)孔狀絨面。不管是哪種絨面，都可以提高硅片的陷光作用。b.流程1.常規(guī)條件下，硅與單純的HF、HNO3（硅表面會(huì)被鈍化，二氧化硅與HNO3不反應(yīng)）認(rèn)為是不反應(yīng)的。但在兩種混合酸的體系中，硅則可以與溶液進(jìn)行持續(xù)的反應(yīng)。硅的氧化硝酸/亞硝酸（HNO2）將硅氧化成二氧化硅（主要是亞硝酸將硅氧化）Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O (慢反應(yīng)3Si+4HNO3=3SiO2+4NO+2H2O (慢反應(yīng)二氧化氮、一氧化氮與水反應(yīng)

2、，生成亞硝酸，亞硝酸很快地將硅氧化成二氧化硅。2NO2+H2O=HNO2+HNO3 (快反應(yīng)Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O (快反應(yīng)（第一步的主反應(yīng)）4HNO3+NO+H2O=6HNO2(快反應(yīng)只要有少量的二氧化氮生成，就會(huì)和水反應(yīng)變成亞硝酸，只要少量的一氧化氮生成，就會(huì)和硝酸、水反應(yīng)很快地生成亞硝酸，亞硝酸會(huì)很快的將硅氧化，生成一氧化氮，一氧化氮又與硝酸、水反應(yīng)，這樣一系列化學(xué)反應(yīng)最終的結(jié)果是造成硅的表面被快速氧化，硝酸被還原成氮氧化物。二氧化硅的溶解SiO2+4HF=SiF4+2H2O(四氟化硅是氣體SiF4+2HF=H2SiF6總反應(yīng)SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O

3、最終反應(yīng)掉的硅以氟硅酸的形式進(jìn)入溶液。2.清水沖洗3.硅片經(jīng)過(guò)堿液腐蝕（氫氧化鈉/氫氧化鉀），腐蝕掉硅片經(jīng)酸液腐蝕后的多孔硅 4.硅片經(jīng)HF、HCl沖洗，中和堿液，如不清洗硅片表面殘留的堿液，在烘干后硅片的表面會(huì)有結(jié)晶5.水沖洗表面，洗掉酸液c.注意制絨后的面相對(duì)于未制絨的面來(lái)說(shuō)比較暗淡d.現(xiàn)場(chǎng)圖奧特斯維電池廠采用RENA的設(shè)備。二、擴(kuò)散a.目的提供P-N結(jié)，POCl3是目前磷擴(kuò)散用得較多的一種雜質(zhì)源。POCl3液態(tài)源擴(kuò)散方法具有生產(chǎn)效率較高，得到PN結(jié)均勻、平整和擴(kuò)散層表面良好等優(yōu)點(diǎn)。b.原理POCl3在高溫下（>600）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反應(yīng)式如

4、下：但在有外來(lái)O2存在的情況下，PCl5會(huì)進(jìn)一步分解成P2O5并放出氯氣（Cl2）其反應(yīng)式如下：在有氧氣的存在時(shí)，POCl3熱分解的反應(yīng)式為：生成的P2O5在擴(kuò)散溫度下與硅反應(yīng)，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反應(yīng)式如下：c.結(jié)論由此可見(jiàn)，在磷擴(kuò)散時(shí)，為了促使POCl3充分的分解和避免PCl5對(duì)硅片表面的腐蝕作用，必須在通氮?dú)獾耐瑫r(shí)通入一定流量的氧氣 。POCl3分解產(chǎn)生的P2O5淀積在硅片表面，P2O5與硅反應(yīng)生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一層磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中進(jìn)行擴(kuò)散 。d.現(xiàn)場(chǎng)圖SEVEVSTAR擴(kuò)散設(shè)備。三、刻蝕去邊a.目的由于在擴(kuò)散過(guò)程中，即使采用背靠背的單面

5、擴(kuò)散方式，硅片的所有表面(包括邊緣都將不可避免地?cái)U(kuò)散上磷。P-N結(jié)的正面所收集到的光生電子會(huì)沿著邊緣擴(kuò)散有磷的區(qū)域流到P-N結(jié)的背面而造成短路。此短路通道等效于降低并聯(lián)電阻。經(jīng)過(guò)刻蝕工序，硅片邊緣帶有的磷將會(huì)被去除干凈，避免P-N結(jié)短路造成并聯(lián)電阻降低。b.原理濕法刻蝕原理大致的腐蝕機(jī)制是HNO3氧化生成SiO2，HF再去除SiO2?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式如下：3Si+4HNO3=3SiO2+4NO+2H2OSiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2SiF6中間部分有堿槽，堿槽的作用是為了拋光未制絨面，使其變得更加光滑；堿槽的主要溶液為KOH；H2SO4溶液的目的是為了使硅片在流水線上

6、漂浮流動(dòng)起來(lái)，不參與反應(yīng)。d.現(xiàn)場(chǎng)圖濕法刻蝕現(xiàn)場(chǎng)圖干法刻蝕現(xiàn)場(chǎng)圖： 干法刻蝕是用等離子體進(jìn)行薄膜刻蝕的技術(shù)。當(dāng)氣體以等離子體形式存在時(shí)，它具備兩個(gè)特點(diǎn)：一方面等離子體中的這些氣體化學(xué)活性比常態(tài)下時(shí)要強(qiáng)很多，根據(jù)被刻蝕材料的不同，選擇合適的氣體，就可以更快地與材料進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)刻蝕去除的目的；另一方面，還可以利用電場(chǎng)對(duì)等離子體進(jìn)行引導(dǎo)和加速，使其具備一定能量，當(dāng)其轟擊被刻蝕物的表面時(shí)，會(huì)將被刻蝕物材料的原子擊出，從而達(dá)到利用物理上的能量轉(zhuǎn)移來(lái)實(shí)現(xiàn)刻蝕的目的。四、鍍膜a.目的光在硅表面的反射損失率高達(dá)35%左右。一方面，減反射膜提高了對(duì)太陽(yáng)光的利用率，有助于提高光生電流密度，起到提高電流進(jìn)而提高轉(zhuǎn)

7、換效率的作用。另一方面，薄膜中的氫對(duì)電池的表面鈍化降低了發(fā)射結(jié)的表面復(fù)合速率，減小了暗電流，提升了開(kāi)路電壓，從而提高了光電轉(zhuǎn)換效率；在燒穿工藝中的高溫瞬時(shí)退火斷裂了一些Si-H、N-H鍵，游離出來(lái)的H進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)電池的鈍化。由于太陽(yáng)電池級(jí)硅材料中不可避免的含有大量的雜質(zhì)和缺陷,導(dǎo)致硅中少子壽命及擴(kuò)散長(zhǎng)度降低從而影響電池的轉(zhuǎn)換效率。H能鈍化硅中缺陷的主要原因是：H能與硅中的缺陷或雜質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),從而將禁帶中的能帶轉(zhuǎn)入價(jià)帶或者導(dǎo)帶。b.原理在真空、480攝氏度的環(huán)境溫度下，通過(guò)對(duì)石墨舟的導(dǎo)電，使硅片的表面鍍上一層SixNy。c.注意根據(jù)鍍膜在硅片上的氮化硅的厚度不同，反映出電池片不同的顏色；注意石

8、墨舟的電機(jī)朝向；電池片周邊顯示的白點(diǎn)為鍍膜石墨舟內(nèi)的勾點(diǎn)。d.現(xiàn)場(chǎng)圖五、印刷a.目的第一道背面銀電極，第二道背面鋁背場(chǎng)的印刷和烘干，主要監(jiān)控印刷后的濕重；第二道鋁漿；第三道正面銀電極的印刷，主要監(jiān)控印刷后的濕重和次柵線的寬度。第二道道濕重過(guò)大，一方面浪費(fèi)漿料，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致其不能在進(jìn)高溫區(qū)之前充分干燥，甚至不能將其中的所有有機(jī)物趕出從而不能將整個(gè)鋁漿層轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘黉X，另外濕重過(guò)大可能造成燒結(jié)后電池片弓片。濕重過(guò)小，所有鋁漿均會(huì)在后續(xù)的燒結(jié)過(guò)程中與硅形成熔融區(qū)域而被消耗，而該合金區(qū)域無(wú)論從橫向電導(dǎo)率還是從可焊性方面均不適合于作為背面金屬接觸，另外還有可能出現(xiàn)鼓包等外觀不良。第三道道柵線寬度過(guò)大，會(huì)使

9、電池片受光面積較少，效率下降。b.原理物理印刷、烘干c.注意刮刀壓力：刮刀壓力越小，填入網(wǎng)孔的墨量就越多；印刷速度：濕重在某一速度下達(dá)到最大值，低于此速度，速度增大濕重增大， 高于此值，速度增大濕重較?。挥∷⒏叨龋河∷⒏叨戎翟酱?，濕重越小；絲網(wǎng)間距：絲網(wǎng)間距增大，油墨的轉(zhuǎn)移量也增大，但隨著刮刀壓力的增加，絲網(wǎng)間距對(duì)油墨轉(zhuǎn)移量影響趨??；刮刀截面對(duì)刮刀的截面形狀來(lái)說(shuō)，刮刀邊越銳利，線接觸越細(xì)，出墨量就越大；邊越圓，出墨量就越少。d.現(xiàn)場(chǎng)圖六、燒結(jié)a.目的燒結(jié)就是把印刷到硅片上的電極在高溫下燒結(jié)成電池片,最終使電極和硅片本身形成歐姆接觸,從而提高電池片的開(kāi)路電壓和填充因子2個(gè)關(guān)鍵因素參數(shù),使電極的接觸具有電阻特性,達(dá)到生產(chǎn)高轉(zhuǎn)效率電池片的目的.燒結(jié)過(guò)程中有利于PECVD工藝所引入H向體內(nèi)擴(kuò)散，可以起到良好的體鈍化作用。b.原理燒結(jié)方式：高溫快速燒結(jié)加熱方式：紅外線加熱c.注意1、燒結(jié)是一個(gè)擴(kuò)散、流動(dòng)和物理化學(xué)反應(yīng)綜合作用的過(guò)程。在印刷狀況穩(wěn)定的前提下，溫區(qū)溫度、氣體流量、帶速是燒結(jié)的三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。2、由于要形成合金必須達(dá)到一定的溫度，Ag、Al與Si形成合金的穩(wěn)定又不同，所以必須設(shè)定不同的溫度來(lái)分別實(shí)現(xiàn)合金化。3、將印刷好的上,下電極和背場(chǎng)的硅片經(jīng)過(guò)網(wǎng)印刷機(jī)的傳送帶傳到燒結(jié)爐中