郭鵬 太陽(yáng)能電池原理及工藝中常見(jiàn)問(wèn)題課件

太陽(yáng)能電池原理及工藝中常見(jiàn)問(wèn)題2011年3月2日一電池結(jié)構(gòu)和工作原理二工藝原理和常見(jiàn)問(wèn)題TextureDiffusionPSGPECVDPrintingCofiring單晶嚴(yán)格長(zhǎng)程有序基本無(wú)位錯(cuò)，缺陷少，復(fù)合低特定濃度堿溶液：各向異性—金字塔多晶長(zhǎng)程無(wú)序，短程有序大量位錯(cuò)，有晶界、缺陷，復(fù)合嚴(yán)重酸溶液：各向同性—小蚯蚓狀坑水分子對(duì)羥基的屏蔽作用Si+NaOH=NaSiO3+H2Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2Oslow2NO2+H2O=HNO2+HNO3Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2OfastSiO2+4HF=SiF4+2H2O3SiO2+18HF=3H2SiF6+6H2ONaOH:1%IPA:8%緩沖、釋放H2NaSiO3:減緩、成核●絨面對(duì)電池性能的影響單晶：12%多晶：20%主要設(shè)備捷佳創(chuàng)瑞晶四十八所主要設(shè)備RenaSchimid庫(kù)特勒聚晶●多晶制絨酸洗工藝流程制作絨面DI噴淋NaOH堿洗DI噴淋HF/HCL酸洗N2吹干DI噴淋HNO3:35%HF:10%3℃3Si+4HNO3=3SiO2+4NO+2H2O3SiO2+18HF=3H2SiF6+6H2O18℃5%中和多余的HF和HCL去除多孔硅溫度濃度帶速腐蝕量絨面尺寸反射率去除金屬離子DI電阻率——18MΩ·CM，否則會(huì)引入雜質(zhì)，導(dǎo)致漏電增加；制絨后嚴(yán)禁裸手接觸硅片：

a.手指印，電池片降級(jí)；

b.引入鈉離子，擴(kuò)散進(jìn)入PN結(jié)空間電荷區(qū)，增加漏電；單晶制絨問(wèn)題花籃印拋光片白斑油污色斑等等Si+4Si+4B+3Si+4N型硅Si+4Si+4P+5Si+4P型硅擴(kuò)散裝置化學(xué)反應(yīng)機(jī)理擴(kuò)散模型菲克第一定律菲克第二定律邊界條件當(dāng)雜質(zhì)原子總量恒定(高斯函數(shù)分布)當(dāng)表面濃度恒定(余誤差函數(shù)分布)方塊電阻——就是表面為正方形的半導(dǎo)體薄層在電流方向上

所呈現(xiàn)的電阻R□=ρ/t，ρ:N型層電阻率；t：為擴(kuò)散結(jié)深；ρ=nμq，n：N型層摻雜濃度；μ：電子遷移率；q：電子帶電量；R□=1/nμqt；和表面濃度和結(jié)深成反比；VI四探針?lè)?0-60高方阻+密柵+新漿料5.三氯氧磷三氯氧磷正式名稱(chēng)為氧氯化磷，又名磷酰氯。為無(wú)色透明發(fā)煙液體，有辛辣氣味。熔點(diǎn)2℃，沸點(diǎn)105.1℃，密度1.675kg/l。有強(qiáng)腐蝕性、毒性，不燃燒。三氯氧磷遇水或水蒸汽劇烈反應(yīng)生成磷酸與氯化氫等有毒的腐蝕性煙霧，對(duì)皮膚、粘膜有刺激腐蝕作用。三氯氧磷可引起急性中毒，在短期內(nèi)吸入大量三氯氧磷蒸汽可引起上呼吸道刺激癥狀、咽喉炎、支氣管炎，嚴(yán)重者可發(fā)生喉頭水腫窒息、肺炎、肺水腫、紫紺、心力衰竭，亦可發(fā)生貧血、肝臟損害、蛋白尿?？诜妊趿卓梢鹣雷苽酆推つw接觸引起灼傷，長(zhǎng)期低濃度接觸可引起口、眼及呼吸道刺激癥狀。裝源瓶：先開(kāi)出氣閥，再開(kāi)進(jìn)氣閥！否則將引起源瓶爆炸！！卸源瓶：先關(guān)進(jìn)氣閥，再關(guān)出氣閥！否則將引起源瓶爆炸?。?.PSG——去除含磷的二氧化硅常用設(shè)備：RenaSchimid庫(kù)特勒聚晶與庫(kù)特勒設(shè)備對(duì)比：方阻變化較小●常見(jiàn)問(wèn)題常見(jiàn)問(wèn)題后續(xù)影響解決措施邊緣過(guò)刻PN結(jié)面積減小Isc降低增加H2SO4濃度邊緣刻蝕不足漏電流增加，導(dǎo)致trash片產(chǎn)生增加酸濃度底部刻蝕過(guò)大片子變薄，弓片，低效稀釋酸濃度濕法刻蝕的優(yōu)PN結(jié)面積增加背場(chǎng)平整，增加開(kāi)路電壓避免干法刻蝕中的硅片間摩擦，得到較高的并聯(lián)電阻4.PECVD——等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積原理：PECVD是借助微波或射頻等使NH3和SiH4氣體電離，在局部形成等離子體，而等離子化學(xué)活性很強(qiáng)，很容易發(fā)生反應(yīng)，在基片上沉積出所期望的SiNx薄膜。SiNx物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)：結(jié)構(gòu)致密，硬度大能抵御堿金屬離子的侵蝕介電強(qiáng)度高耐濕性好耐一般的酸堿，除HF和熱H3PO4間接式PECVD——在微波激發(fā)等離子的設(shè)備里，等離子產(chǎn)生在反應(yīng)腔之外，然后由石英管導(dǎo)入反應(yīng)腔中。在這種設(shè)備里微波只激發(fā)NH3，而SiH4直接進(jìn)入反應(yīng)腔。對(duì)電池的影響●光學(xué)減反射——提高Isc●表面鈍化——提高Uoc●體鈍化——提高Uoc●低溫工藝——減少高溫導(dǎo)致的少子壽命衰減；有效節(jié)約生產(chǎn)成本；●管P常見(jiàn)問(wèn)題硅片偏離石墨舟：色差片硅片短接：空鍍石墨舟長(zhǎng)期不清洗：邊緣發(fā)白，中間泛紅，色差較明顯石墨舟變形：出現(xiàn)明顯色差石墨舟電極未對(duì)準(zhǔn)：高頻放電報(bào)警壓力低：鍍膜不均，且顏色泛紅漏氣：鍍膜不均5.Printing&Cofiring燒結(jié)正極銀漿背極銀漿/銀鋁漿烘干Oven/IR背場(chǎng)鋁漿烘干Oven/IR引出電流組件焊接焊接收集電流引出電流高阻密柵——漿料收集電流吸雜鋁背場(chǎng)通過(guò)反射增加對(duì)光子的吸收常見(jiàn)問(wèn)題鋁漿污染——嚴(yán)禁二道用具用于三道印刷，保持臺(tái)面和軌道清潔2.斷線(xiàn)、粗點(diǎn)、粘版、印不全——漿料使用前充分?jǐn)嚢?，使用過(guò)程中嚴(yán)禁污染3.虛印——漿料和柵線(xiàn)設(shè)計(jì)不匹配，可重新設(shè)計(jì)網(wǎng)版4.定期更換臺(tái)面紙燒結(jié)曲線(xiàn)鋁背場(chǎng)的形成鋁背場(chǎng)的作用背面接觸，收集電流形成P+鋁背場(chǎng)，表面鈍化提高開(kāi)路電壓增加對(duì)光的反射吸雜歐姆接觸的形成——沒(méi)有整流效應(yīng)的金屬半導(dǎo)體接觸歐姆接觸形成有如下幾個(gè)步驟：1有機(jī)物揮發(fā)2玻璃料在減反射膜表面聚集3玻璃料腐蝕穿過(guò)減反射膜4玻璃料通過(guò)與Si發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕坑PbO+SiPb+SiO2

5Ag晶粒在冷卻過(guò)程中于腐蝕坑處結(jié)晶Ag晶粒在腐蝕坑處結(jié)晶時(shí)與Si表面接觸的一側(cè)呈倒金字塔狀，而與玻璃料接觸的一側(cè)則成圓形。常見(jiàn)問(wèn)題燒穿–短路電流低，開(kāi)路電壓降低很大燒結(jié)不足–短路電流低，開(kāi)路電壓不變Thanks1、水分子的屏蔽效應(yīng)（screeningeffect）阻擋了硅原子與OH根離子的作用，而水分子的屏蔽效應(yīng)又以原子排列密度越高越明顯。2、