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相关的政策
❖ 日本、欧洲、美国已经出台相关政策和 法令,鼓励和补贴可再生能源发展
❖ 2005年3月中华人民共和国主席令33号 正式颁布了《中华人民共和国可再生能源 法》，2006年开始实施
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太阳能发电整个产业链
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太阳电池的历史
❖ 1839年法国实验物理学家 Edmund Bacquerel（贝克勒 尔）发现了光生伏特效应 ❖ 1941年奥尔在硅上发现了光伏效应 ❖ 1954年Chaipin（恰宾）和Carlson (卡尔松)等人在贝尔 实验室制成了光电转换效率达6%的世界上第一块实用的 硅太阳电池，标志着太阳电池研制工作的重大进展 ❖ 1959年第一个光电转换效率为5％的多晶硅太阳电池问 世 ❖ 1960年硅太阳电池发电首次并入常规电网 ❖ 1975年，美国科学家制作出非晶硅太阳电池 ❖ 80年代初，太阳电池开始规模化生产
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太阳电池制造过程4-去磷硅玻璃
❖ 用HF酸把上下表面的磷硅玻璃去除
N型硅
P型硅
N型硅
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什么是磷硅玻璃？
❖ 扩散过程中在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2， 称之为磷硅玻璃。
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磷硅玻璃的去除
❖ 氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸能与二氧化 硅作用生成易挥发的四氟化硅气体。
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单晶硅绒面
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多晶硅绒面
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太阳电池制造过程2-扩散
❖ 扩散的目的：形成P-N结 在P型半导体表面掺杂 五价元素磷在硅片表面 形成P-N结
P型半导体硅
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扩散装置示意图
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扩散原理
❖ POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化 磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），有充足 的氧气时，其反应式如下：
❖ IPA：消泡剂 ❖ Na2SiO3：控制反应速度 ❖ HCl：氯离子能与 Pt 2+、Au 3+、Ag +、Cu +、 Cd 2+、
Hg 2+等金属离子形成可溶于水的络合物，达到去除硅片 表面的金属离子的作用。 ❖ HF：去除硅片表面的硅酸钠和氧化物
S 2 i 6 H O H F 2 S 6 i 2 H F 2 O
❖ 1.单晶： 制绒：NaOH、Na2SiO3、IPA(异丙醇) 清洗：HCl、HF ❖ 2.多晶： 制绒： HNO3 、 HF 清洗： HCl、HF ❖ 制绒的作用：减少光的反射
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制绒的原理
S 2 i N a H 2 O O N H 2 Sa 3 i2 H O 2
S H i3 H N H 2 S F O 6 N i2 F H O 2 O
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单晶与多晶硅片
❖ 单晶和多晶硅片的生产工艺不一，多晶是正 方的，单晶硅片的四个角是有弧度的,准方片
❖ 对于成品电池更好区分： 单晶电池表面状态均一，而多晶表面有花纹。
尺寸: 103x103, 125x125,150x150, 156x156
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太阳电池的工作过程
➢吸收光子，产生电子空 穴对
磷硅玻璃 N型硅 P型硅 N型硅 磷硅玻璃
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❖ 首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用 下分解成多种中性基团或离子。
C F e C,F C,F CF FC ,,以它 及们的
4
3
2
❖ 其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下 到达SiO2表面，并在表面上发生化学反应。
❖ 生产过程中，在中CF4掺入O2，这样有利于提高 Si和SiO2的刻蚀速率。
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太阳电池按材料分类
❖ 太阳电池—将太阳光能直接转换为电能的半 导体器件
● 种类
● 硅太阳电池
1) 硅太阳电池
1) 单晶硅片
2) 化合物太阳电池
2) 多晶硅片
3) 染料敏化电池
3) 非晶硅薄膜
4) 硒光电池
4) 多晶硅薄膜
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太阳电池结构
正电极 铝背场
负电极子栅线 负电极主栅线
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PECVD的反应过程
等离子体
3 S4 i H 4 N3 3 H ℃ 50 S i3N 4 1H 2 2
➢电子空穴对被内建电场 分离，在PN结两端产生 电势
➢将PN结用导线连接， 形成电流
—光生伏特效应
➢ 在太阳电池两端连接负
载，实现了将光能向电能
的转换
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太阳能电池片生产工艺流程
制绒 印刷电极
烧结
扩散 PECVD 测试分选
等离子刻蚀 去磷硅玻璃
组件
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太阳电池制造过程1-制绒
Si 4 O H SF i F 2O H
2
4
2
❖ 若氢氟酸过量，反应生成的四氟化硅会进一步与氢 氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。
Si F 2H H F[S]iF
4
2
6
❖ 总反应式为：
S i6 O H H [F S Leabharlann 2 iO F H22
6
2
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太阳电池制造过程5-PECVD
太阳能电池工艺培训
浙江正泰太阳能科技有限公司
技术部：王光辉
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❖ 引言
目录
❖ 太阳电池结构
❖ 太阳电池片生产工艺流程
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人类社会面临的能源现状
❖ 一次能源的面临枯竭；社会发展对能源需求的 增加，加剧全球能源紧张。 ❖ 环境恶化的压力和减排CO2的需要，促进了可再 生能源的利用。光伏技术是最直接和有效的途径 和方法。
PO 3 O C 2 l6 0 C 0 P 2 O 5 C 2 l
❖ 生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二 氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应式如下：
2O P 5S 5iS i4O P
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太阳电池制造过程3-等离子体刻蚀
❖ 目的：去除边缘PN结，防止上下短路
❖ PECVD =Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition
即“等离子增强化学气相沉积”。它是借助 微波使气体（硅烷，氨气）电离，而在硅片上 沉积薄膜（氮化硅）的一种方法。
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PECVD的作用
在太阳电池表面沉积深蓝色减反膜SiNxHy膜。其还具有 卓越的抗氧化和绝缘性能，同时具有良好的阻挡钠离子、阻 挡金属和水蒸汽扩散的能力；它的化学稳定性也很好，除氢 氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外，其它酸与它基本不起作用。