太陽能電池生產(chǎn)工藝課件

單晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝工藝流程及各環(huán)節(jié)工藝目的和原理工藝流程清洗制絨（超聲波清洗→減薄→噴淋→絨面）→（噴淋→酸洗→噴淋→漂洗→噴淋→甩干）→擴散（合片→擴散→卸片）

→刻蝕（疊片→上夾具→刻蝕→插片)→洗磷（去磷硅玻璃→噴淋→甩干）→PECVD→絲網(wǎng)印刷[絲印1（背極）→絲印2（背場）→絲印3（柵極）]→燒結（試燒→批量燒結）超聲波清洗機設備要求：穩(wěn)定性好，精確度高（溫度、時間），操作方便（換水方便）。減薄工藝目的；去除表面損傷層和部分雜質(zhì)。工藝原理；利用硅在濃NaOH溶液中的各向同性腐蝕除去損傷層。Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑工藝條件；生產(chǎn)常用NaOH溶液質(zhì)量分數(shù)為20%左右，溫度85±5℃，時間0.2—3min具體據(jù)原始硅片的厚度和表面損傷情況而定。絨面目的；制作絨面，減少反射，提升硅片對光吸收效率。原理；利用Si在稀NaOH溶液中的各向異性腐蝕，在硅片表面形成無數(shù)個3—6微米的金字塔結構，這樣光照在硅片表面便會經(jīng)過多次反射和折射，增加了對光的吸收。條件；生產(chǎn)常用NaOH質(zhì)量分數(shù)1%左右，Na2SiO31.5%—2%，乙醇或異丙醇每次約加200—400ml(50L混合液）。溫度85±5℃,時間15—45min，具體工藝據(jù)硅片種類、減薄后厚度和上次生產(chǎn)情況而定。質(zhì)量目標：絨面后硅片表面顏色深灰無亮點、均勻、氣泡印小，無籃腳印、白花等現(xiàn)象。400倍顯微鏡下大小符合標準，倒金字塔結構均勻。酸洗目的；去除硅片表面金屬離子和絨面后的殘留藥液，原理；主要利用的是酸堿中和反應。條件；10%鹽酸，時間10min清洗機設備要求：穩(wěn)定性好，精確度高，密閉性能好，有抽風裝置，便于標準化生產(chǎn)，操作簡單安全。擴散目的；形成PN結。原理；（POCL3液態(tài)源高溫擴散），POCL3在高溫下經(jīng)過一系列化學反應生成單質(zhì)P，P在高溫下擴散進入硅片表面，與本已經(jīng)摻B的硅形成PN結。4POCl3+3O2→2P2O5+6Cl2

2P2O5+5Si→5SiO2+4P

擴散爐設備要求：精確度高可準確控制反應管的實際工藝溫度和氣流量。用于長時間連續(xù)工作、高精度、高穩(wěn)定性、自動控制。48所三管擴散爐刻蝕目的；去除周邊短路環(huán)。原理：在輝光放電條件下，CF4和O2生成等離子體，交替對周邊作用，使周邊電阻增大。CF4→C4++4F-O2→2O2-

F+Si→SiF4SiF4揮發(fā)性高，隨即被抽走。工藝條件：CF4︰O2=10︰1板流：0.35—0.4A板壓：1.5—2KV壓強：80—120Pa刻蝕時間：10—16min質(zhì)量目標;刻邊電阻大于5KΩ，刻邊寬度1—2mm間?？涛g過程的主要反應

放電過程e-+CF4→CF3++F+2e

e-+CF4→CF3+F+e-e-+CF3→CF2+F+e-O2+e-→2O+e-腐蝕過程Si+4F→SiF4↑3Si+4CF3→4C+3SiF4↑2C+3O→CO↑+CO2↑等離子體刻蝕機設備要求：工藝重復性好，刻蝕速度快、均勻性好。密封性能好、操作安全PECVD（等離子體增強化學氣相沉積）目的：表面鈍化和減少光的反射，降低載流子復合速度和增加光的吸收。原理：硅烷與氨氣反應生成氮化硅淀積在硅片表面形成減反射膜。反應過程中有大量的氫離子注入，使硅片中懸掛鍵飽和，達到表面鈍化和體鈍化的目的，有效降低了載流子的復合，提高了電池的短路電流和開路電壓。SiH4+NH3→Si3N4+10H2PECVD鍍SiNx:H薄膜-平板式PECVD管式PECVD設備要求：管內(nèi)氣氛均勻、恒溫區(qū)溫度均勻穩(wěn)定。氣路系統(tǒng)、工藝管、真空系統(tǒng)密封可靠，使用安全。工藝穩(wěn)定性和重復性好，精確度高，射頻頻率穩(wěn)定。絲網(wǎng)印刷目的；印刷電極和背場，使電流能夠輸出，提升電池轉(zhuǎn)換效率。原理：給硅片表面印刷一定圖形的銀漿或鋁漿，通過燒結后形成歐姆接觸，使電流有效輸出。正面電極通常印成柵線狀，是為了克服擴散層的方塊電阻且使光線有較高的透過率。背面電極布滿大部分或整個背面，目的是克服由于電池串聯(lián)而引起的電阻。絲網(wǎng)印刷機印刷達標的電池片燒結目的：形成燒結合金和歐姆接觸及去除背結。原理：

燒結合金是指高溫下金屬和硅形成的合金，主要有正柵的銀硅合金、背場的鋁硅合金、背電極的銀鋁合金。

燒結過程實際上是一個高溫擴散過程，是一個對硅摻雜的過程，需加熱到鋁硅共熔點（577℃）以上。經(jīng)過合金化后，隨著溫度的下降，液相中的硅將重新凝固出來，形成含有少量鋁的結晶層，它補償了N層中的施主雜質(zhì)，從而得到以鋁為受主雜質(zhì)的P層，達到了消除背結的目的。網(wǎng)帶式燒結爐設備要求：網(wǎng)帶運行平穩(wěn)、溫度均勻、可靠性高。節(jié)能環(huán)保，氣流穩(wěn)定，能提供理想燃燒環(huán)境且及時排出廢氣。太陽能電池的品質(zhì)要求盡可能高的轉(zhuǎn)換效率表面狀況良好（顏色均勻，圖案完整、清晰、對稱）。低損耗（硅片破損率低）。彎曲度小。生產(chǎn)高效率電池片應具備的條件工藝—有優(yōu)良的工藝并且與設備匹配。設備—穩(wěn)定性好，維修頻率低，日損耗小精確度高，便于標準化生產(chǎn)，操作簡單安全，配