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太阳能电池制造工艺---工艺流程以及工序简介
(c). 去磷硅玻璃---PSG
在扩散过程中发生如下反应:
4PCl3 5O2 2PO 2 5 6Cl2
POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面, P2O5与Si反应生成SiO2和 磷原子:
2P O 5Si 5SiO 4P Nhomakorabea2 5 2
这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2,称之为磷硅玻璃。
1)、硅太阳能电池的制造工艺流程:
捷佳创单晶制绒 RENA多晶制绒 扩 散 工 序 制绒清洗工序 丝 网 印 刷 工 序 烧 结 工 序
工 序
工 序
测 试 分 选 工 序
PECVD
Laser
去除磷硅玻璃PSG 成品硅太阳能电池
1.原料硅片清洗制绒 12.测试分选
2.高温扩散(液态扩散)
3.去磷硅玻璃(去PSG)
扩散的目的:制造太阳能电池的PN结。
PN结是太阳能电池的“心脏” 。
制造PN结,实质上就是想办法使受主杂质在半导体晶体内的一个
区域中占优势(P型),而使施主杂质在半导体内的另外一个区域 中占优势(N型),这样就在一块完整的半导体晶体中实现了P型
和N型半导体的接触。
C以上 5POCl3 600 3PCl5 P2 O5
太阳能电池制造工艺
——工艺流程以及工序简介
1.前言
硅太阳能电池的结构及其工作原理:
其主要是利用硅半导体p-n结的 光生伏打效应。即当太阳光照 射p-n结时,便产生了电子-空 穴对,并在内建电场的作用下, 电子驱向n型区,空穴驱向p型
磷扩散层
区,从而使n区有过剩的电子, p区有过剩的空穴,于是在p-n
结的附近形成了与内建电场方
向相反的光生电场。在n区与p 区间产生了电动势。当接通外
电路时便有了电流输出。
单晶硅太阳电池
多晶硅太阳电池
非晶硅太阳电池
2. 硅太阳电池的制造工艺流程
下面我们就硅太阳电池的制造工艺流程以及各工序进行简 单的介绍。 晶体硅太阳能电池制造的常规工艺流程主要包括:硅片清 洗、绒面制备、扩散制结、(等离子周边刻蚀)、去 PSG(磷硅玻璃) 、PECVD 减反射膜制备、电极(背面电极、 铝背场和正电极) 印刷及烘干、烧结、Laser和分选测试等。 同时,在各工序之间还有检测项目,主要有抽样检测制绒效 果、抽样 测方块电阻、抽样测氮化硅减反射膜厚度和折射 率等项目。
谢谢大家!
2.
钝化作用能使硅电池表面具有很小 的反射系数,减少光反射损失,提 高太阳电池的光电转换效率。
4.丝网印刷工序
上电极以及正面的小栅线是银浆 背电极是银铝浆 背电场是铝浆 背电极、上电极以及小栅线起到收 集电子的作用。 背电场的作用是可以提高电子的收 集速度,从而提高电池的短路电流 (J SC)和开路电压(V OC)进而提 高电池的光电转换效率。
(a).单晶制绒---捷佳创
目的与作用:
(1)去除单晶硅片表面的机械损伤层和氧 化层。 (2)为了提高单晶硅太阳能电池的光电转 换效率,根据单晶硅的各向异性的特性, 利用碱(KOH)与醇(IPA)的混合溶液在单 晶硅表面形成类似“金字塔”状的绒面, 有效增强硅片对入射太阳光的吸收,从而 提高光生电流密度。
ser
4.沉积减反射膜(PECVD)
10.烧 结
5.丝网印刷背电极
6.烘 干
9.丝网印刷正电极
8.烘 干
7.丝网印刷背电场
2)、工序简介
目前硅太阳能电池制造工序主要有:
制绒清洗工序
扩散工序 PECVD工序 丝网印刷工序 烧结工序
Laser刻蚀工序
测试分选工序
1. 制绒清洗工序
(b). 多晶制绒---RENA InTex
3Si 2HNO3 18HF 3H2SiF6 0.45NO 1.35NO2 0.1N2O 4.25H2 2.75H2O
目的与作用:
(1)去除单晶硅片表面的机械损 伤层和氧化层。 (2)有效增加硅片对入射太阳光 的吸收,从而提高光生电流密度,提高 单晶硅太阳能电池的光电转换效率。
去除磷硅玻璃的目的、作用:
1.
磷硅玻璃的厚度在扩散中工艺难控制,且其工艺窗口太小,不稳 定。 磷硅玻璃的折射率在1.5左右,比氮化硅折射率(2.07左右)小, 若磷硅玻璃较厚会降低减反射效果。 磷硅玻璃中含有高浓度的磷杂质,会增加少子表面复合,使电池 效率下降。
2.
3.
2. 扩散(POCl3液态扩散)
C以上 2P2 O5 5Si 900 5SiO2 4P
4PCl5 5O2 2P2 O5 10Cl 2
3.沉积减反射膜(PECVD)工序
沉积减反射膜的作用、目的:
沉积减反射膜实际上就是对电池进
1.
行钝化。钝化可以去掉硅电池表面
的悬空键和降低表面态,从而降低 表面复合损失,提高太阳电池的光 电转换效率。
ser刻蚀工序
Laser刻蚀的目的、作用: 用激光切出绝缘沟道,可以使电池短路,减少电流泄漏。
硅片经Laser刻蚀后的示意图
7. 测试分选工序
主要是测量电池片的短路电流(JSC)、开路电压(VOC)、
填充因子(FF),经计算得出电池的光电转换效率(η) 。
根据电池的光电转换效率(η)对电池片进行分类。
正电极
5.烧结工序
烧结的目的、作用:
燃尽浆料的有机组分,使浆料和硅片形成良好的欧姆接触, 从而提高开路电压和短路电流并使其具有牢固的附着力与良 好的可焊性。 背面场经烧结后形成的铝硅合金,铝在硅中是作为P型掺杂, 它可以减少金属与硅交接处的少子复合,从而提高开路电压 和短路电流,改善对红外线的响应。 上电极的银、氮化硅、二氧化硅以及硅经烧结后形成共晶, 从而使电极与硅形成良好的欧姆接触,从而提高开路电压和 短路电流。