太陽電池制造工藝

讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長電池片生產(chǎn)制造工藝匯報(bào)組:電池組時(shí)間：2014.9.4讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長123444太陽電池發(fā)展晶體硅太陽電池工作原理

晶體硅太陽電池生產(chǎn)工藝晶體硅太陽電池結(jié)構(gòu)目錄1839年，法國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家E.Becquerel在稀釋的酸性液體中插入兩電極，發(fā)現(xiàn)兩電極間的電壓隨照射光強(qiáng)的變化而變化，人們稱之為“光伏效應(yīng)”。讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長1954年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的三位研究人員C.S.Fuller，D.M.Chapin和G.L.Pearson制造了第一個(gè)實(shí)用的單晶硅p-n結(jié)太陽電池，這一研究成果對(duì)現(xiàn)代光伏的發(fā)展具有劃時(shí)代的意義，因此1954年也被光伏業(yè)界譽(yù)為“光伏元年”。一、太陽電池的發(fā)展1、光伏效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)2、第一塊實(shí)用單晶硅pn結(jié)太陽電池的產(chǎn)生讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體內(nèi)建電場(chǎng)P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體p-n結(jié)負(fù)載二、晶體硅太陽電池的工作原理太陽光讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長三、晶體硅太陽電池結(jié)構(gòu)電池片實(shí)物圖電池片剖面圖讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長四、晶硅電池生產(chǎn)制造工藝流程

去PSG背電極印刷低溫烘干背場(chǎng)印刷低溫烘干前電極印刷制絨制結(jié)刻蝕鍍膜絲印燒結(jié)分選讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長目的：清洗過程主要是為了祛除硅片表面的污漬。常用有機(jī)溶劑、濃酸、強(qiáng)堿以及高純中性洗滌劑等，且每次清洗后要用高純?nèi)ルx子水將硅片清洗干凈；清洗后要進(jìn)行制絨，通過制絨工藝不僅在光滑的硅片表面形成陷光結(jié)構(gòu)，而且還去除了硅片在機(jī)械切割過程中留下的切痕和損傷層方式：?jiǎn)尉Р捎脡A制絨，用氫氧化鈉、氫氧化鉀等，多晶采用酸制絨，用硝酸+氫氟酸+（醋酸）、活性離子刻蝕、機(jī)械刻槽和激光刻槽單晶制絨表面多晶制絨表面制絨刻蝕制結(jié)鍍膜絲印燒結(jié)分選讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長摻雜的方式：熱擴(kuò)散、離子注入、外延、激光以及高頻電注入等方法擴(kuò)散的目的：通過擴(kuò)散工藝形成PN結(jié)。一般使用POCl3液態(tài)源擴(kuò)散法制絨刻蝕制結(jié)鍍膜絲印燒結(jié)分選試驗(yàn)用擴(kuò)散爐讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長刻蝕的目的：由于在擴(kuò)散工藝過程中，硅片表面會(huì)形成一層磷硅玻璃，而磷硅玻璃會(huì)影響之后所鍍減反膜的均勻性和鈍化效果，同時(shí)，硅片的周邊也形成了擴(kuò)散層，周邊的擴(kuò)散層會(huì)導(dǎo)致電池的上下電極短路，生產(chǎn)中必須去除。邊緣刻蝕的方法：干法刻蝕（等離子體腐蝕），濕法刻蝕（化學(xué)腐蝕）制絨刻蝕制結(jié)鍍膜絲印燒結(jié)分選去磷硅玻璃：利用低濃度氫氟酸（HF）去除擴(kuò)散工藝過程中殘留在電池表面的磷硅玻璃。讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長目的：采用PECVD方法，利用氨氣和硅烷反應(yīng)，在電池前表面制備氮化硅減反膜。減少光線反射，增加電池對(duì)光線的吸收，提高電池轉(zhuǎn)換效率。選擇氮化硅膜的好處：1、結(jié)構(gòu)致密，與硅原子結(jié)合緊密，且制備時(shí)產(chǎn)生大量的氫，有較好的鈍化作用；2、通過控制膜中Si和N的比例可在一定范圍內(nèi)控制膜的折射率；3、能在較低溫度下生長4、硬度大、耐濕性好制絨刻蝕制結(jié)鍍膜絲印燒結(jié)分選讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長制絨刻蝕制結(jié)鍍膜絲印燒結(jié)分選絲印的目的：制作電極形成鋁背場(chǎng)（p+）的目的：

1、背電極（正極）的一部分，與硅片形成重?fù)诫s的歐姆接觸；

2、反射部分長波光子，增加短路電流；

3、形成PP+高低結(jié)，增加開路電壓,減少少數(shù)載流子在背面復(fù)合的概率；

4、提高電池片整體材料強(qiáng)度。

讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長背電極鋁背場(chǎng)前電極讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長制絨刻蝕制結(jié)鍍膜絲印燒結(jié)分選目的：在高溫下使印刷好的前、背電極以及鋁背場(chǎng)與硅片形成歐姆接觸。燒結(jié)后的銀硅接觸剖面圖讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長制絨刻蝕制結(jié)鍍膜絲印燒結(jié)分選電池片分選的目的：將電池片按照轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行分類。一般需要測(cè)量的參數(shù)有最佳工作電壓、最佳工作電流、最大功率、轉(zhuǎn)換效率、開路電壓、短路電流、填充因子測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)條件：輻照度1000W/m2，25oC溫度讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長Voc—開路電壓ISC—短路電流Vm—最佳工作電壓Im—最佳工作電流M—最佳功率點(diǎn)FF—填充因子AIISCImMVocVm0v太陽電池I-V特性曲線圖讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長ThankYou!電池組陳傳科王麗娜孟虹辰袁惠敏姚幸助郭東海讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長1、所講電池結(jié)構(gòu)中的P型和N型能否互換？答：現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的晶體硅太陽能電池一般都是以P型硅為主體的，我們簡(jiǎn)稱P型硅太陽能電池，并不是以N型硅做主體不好，英利的“熊貓”太陽能電池采用的就是以N型硅為主體的結(jié)構(gòu)，但這種電池目前并未大規(guī)模生產(chǎn)，目前據(jù)我所知，產(chǎn)業(yè)化的N型硅太陽能電池有松下的HIT太陽能電池和Sunpower的背接觸太陽能電池。N型硅片比P型硅片的少子壽命高，不會(huì)產(chǎn)生硼氧對(duì)等雜質(zhì)，可以說更適合做高效太陽能電池。而我們之所以不采用，其原因主要是成本因素，在制備高純硅片時(shí)摻P比慘B更難，且在拉單晶時(shí)的工藝難度也更大，這造成了N型硅片的生產(chǎn)成本更高。不過，以現(xiàn)在趨向高轉(zhuǎn)換效率的電池發(fā)展模式，我認(rèn)為N型硅太陽能電池在單晶硅領(lǐng)域比P型硅太陽能電池有著更好的發(fā)展前景。2、解釋歐姆接觸，并說明其與肖特基接觸之間的差異？答：金屬和半導(dǎo)體接觸可以分為兩類：肖特基接觸和歐姆接觸。因?yàn)榘雽?dǎo)體表面態(tài)的存在，在金半接觸界面一般都會(huì)產(chǎn)生勢(shì)壘，這種接觸就是肖特基接觸。而如果這個(gè)勢(shì)壘的寬度很?。ㄟ@時(shí)載流子就可以通過隧道效應(yīng)越過勢(shì)壘），亦或是勢(shì)壘高度很小，這些情況下的接觸電阻很小，像這種不產(chǎn)生明顯附加阻抗的金半接觸就叫歐姆接觸。歐姆接觸大多通過將半導(dǎo)體方重?fù)絹韺?shí)現(xiàn)。讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共成長3、等離子體刻蝕邊緣的機(jī)理是什么？答：在反應(yīng)氣體兩端通上高頻電壓（也叫射頻），反應(yīng)氣體就會(huì)輝光放電轉(zhuǎn)變成等離子體，變成化學(xué)活性非常高的粒子，這些活性粒子與硅反應(yīng)，生成可揮發(fā)的物質(zhì)從而與硅片脫離，從而實(shí)現(xiàn)了刻蝕。4、半導(dǎo)體的禁帶寬度可以改變嗎?答：可以，半導(dǎo)體的禁帶寬度是溫度T的函數(shù)，我們一般提到的半導(dǎo)體的禁帶寬度是多少指的都是在室溫下的數(shù)值。5、常規(guī)電池吸收太陽光的光譜范圍為什么只是300-1200nm的波段？答：300nm以下波段基本都被大氣層所吸收了，而1200nm以上波段的光由于能量太小難以提供足夠的能量使硅中產(chǎn)生電子空穴對(duì)，因此對(duì)普通硅太陽能電池而言，只有波長在300-1200nm的部分有效。讓中國夢(mèng)帶領(lǐng)光電夢(mèng)怒放讓光電夢(mèng)為中國夢(mèng)喝彩共創(chuàng)共享共