太阳能电池片生产制造工艺.doc

《太阳能电池片生产制造工艺.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、太阳能电池片生产制造工艺太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测——表面制绒——扩散制结——去磷硅玻璃——等离子刻蚀——镀减反射膜——丝网印刷——快速烧结等。具体介绍如下：一、硅片检测硅片是太阳能电池片的载体，硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低，因此需要对来料硅片进行检测。该工序主要用來对硅片的-些技术参数进行在线测量，这些参数主要包括硅片表而不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹等。该组设备分口动上下料、硅片传输、系统整合部分和四个检测模块。其屮，光伏硅片检测仪对硅片表面不平整度进行检测，同吋检测硅片的尺寸

2、和对角线等外观参数；微裂纹检测模块用来检测硅片的内部微裂纹；另外还有两个检测模组，其屮一个在线测试模组主要测试硅片体电阻率和硅片类型，另一个模块用于检测硅片的少子寿命。在进行少子寿命和电阻率检测Z前，需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测，并口动剔除破损硅片。硅片检测设备能够口动装片和卸片，并且能够将不合格品放到固定位置，从而提高检测精度和效率。二、表面制绒单晶硅绒面的制备是利用硅的各向杲性腐蚀，在毎平方厘米硅表面形成儿百万个四面方锥体也即金字塔结构。由于入射光在表面的多次反射和折射，增加了光的吸收，提高了电池的短路电流和转换效率

3、。硅的各向界性腐蚀液通常用热的碱性溶液，可用的碱有氢氧化钠，氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅，腐蚀温度为70-85°Co为了获得均匀的绒面，还应在溶液屮酌量添加醇类如乙醇和杲内醇等作为络合剂，以加快硅的腐蚀。制备绒面前，硅片须先进行初步表面腐蚀，用碱性或酸性腐蚀液蚀去约20〜25pm,在腐蚀绒面后，进行一般的化学清洗。经过表面准备的硅片都不宜在水屮久存，以防沾污，应尽快扩散制结。三、扩散制结太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换，而扩散炉即为制造太阳能电池PN结

4、的专用设备。管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。扩散-•般用三氯氧磷液态源作为扩散源。把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在850-900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器，通过三氯氧磷和硅片进行反应，得到磷原子。经过一定吋间，磷原子从四周进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成了N型半导体和P型半导体的交界面，也就是PN结。这种方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十，少子寿命可J■10mSo制造PN结是太阳电池生丿'八最基本也是最关

5、键的T序。因为正是PN结的形成，才使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样就形成了电流，用导线将电流引出，就是直流电。四、去磷硅玻璃该工艺用于太阳能电池片生产制造过程屮，通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液屮浸泡，使其产生化学反应生成可溶性的络和物六緘硅酸，以去除扩散制结后在硅片表而形成的一层磷硅玻璃。在扩散过程屮，POCL3与02反应生成P2O5淀积在硅片表面。P2O5与Si反应乂生成Si02和磷原子，这样就在硅片表面形成-层含有磷元索的Si02,称之为磷硅玻璃。去磷硅玻璃的设备一般由本体、清洗槽、伺服驱动系统、机械臂、电气控

6、制系统和自动配酸系统等部分组成，主要动力源有氢氟酸、氮气、丿七缩空气、纯水，热排风和废水。氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸与二氧化硅反应生成易挥发的四氟化硅气体。若氢氟酸过量，反应生成的四氟化硅会进•步与氢氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。五、等离子刻蚀由于在扩散过程屮，即使采用背靠背扩散，硅片的所有表面色括•边缘都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路。因此，必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀，以去除电池边缘的PN结。通常采用等离子刻蚀技术完成这一工艺。等

7、离子刻蚀是在低压状态下，反应气体CF4的母体分子在射频功率的激发下，产生电离并形成等离子休。等离子体是由带电的电子和离子组成，反应腔体屮的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性基团。活性反应基团由于扩散或者在电场作用下到达Si02表面，在那里与被刻蚀材料表面发生化学反应，并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面，被真空系统抽出腔体。六、镀减反射膜抛光硅表面的反射率为35%,为了减少表面反射,提高电池的转换效率，需要沉积一层氮化硅减反射膜。现在工业生产屮常采用PECVD设备制备减反射膜。PECVD即等

8、离子增强型化学气相沉积。它的技术原理是利用低温等离子体作能量源，样品置于低气床下辉光放电的阴极上，利用辉光放电使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体SiH4和NH3,气体经一系列化学反应和等离子体反应，在样站表面形成固态薄膜即氮化硅薄膜。一般情况下，使用