太阳能电池片前段生产介绍课件

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1、前段生产介绍2011.3.141电池片生产流程制绒(Texture)扩散(Diffusion)刻蚀&去PSGPECVD丝网印刷(Printing)烧结(Cofiring)检测(Test)2多晶电池片生产过程原硅片制绒扩散刻蚀PECVD印刷背电极印刷背电场印刷正电极检测包装3制绒目的:清洗是为了除去沾污在硅片上的各种杂质，包括油脂、金属离子、尘埃等；表面制绒(texture)是为了除去硅片表面的切割损伤层，同时得到合理的粗糙表面，减小光在表面的反射，增加太阳光的吸收。利用陷光原理，减少光的反射，提高短路电流(Isc)，增加PN结面积，最终提高电池的光电转

2、换效率。4制绒分类单晶制绒：单晶硅各向异性，采用强碱氢氧化钠(NaOH)腐蚀制绒。Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑多晶制绒：多晶硅是各向同性，采用强酸硝酸和氢氟酸(HNO3+HF)腐蚀制绒。5多晶制绒反应式:HNO3+Si→SiO2+NO2+H2OSiO2+HF→SiF4+H2O?SiF4+HF→H2[SiF6]即:HF+HNO3+Si→H2[SiF6]+NO2+H2O大致的腐蚀机制是HNO3(一种氧化剂)腐蚀，在硅片表面形成了一层SiO2，然后这层SiO2在HF酸的作用下去除。6多晶酸制绒反应的原理反应试剂HNO3HF附加剂氧化剂S

3、iO2NO溶解SiO2络合物H2SiF6降低反应速率7多晶硅片清洗NaOH的作用：中和残余酸液：H﹢+OHˉ=H2OHCl+HF的作用：进一步去除金属离子，去除硅片表面氧化层，在硅片表面形成Si-H钝化键。8制绒问题在制绒过程中一定要控制好腐蚀量。太少:不能去掉损伤层太大:使绒面过大,反射率增加,Isc降低;绒面不均匀,方阻不均匀,在后段碎片增加和在烧结后出现弓片。多晶硅织绒较深会引起并联电阻减小，反向电流增大，甚至击穿。但是织绒较浅，会影响件反射效果。深度以3~5m为宜。9P型半导体硅10多晶制绒问题处理绒面偏小原因:制绒时间不够；或溶液浓度偏稀。

4、改善方法：适当延长制绒时间；降低制绒初配时水的比例。11多晶制绒问题处理绒面过大，绒面凹凸不显著原因：腐蚀量过大；制绒过程温度偏高。改善方法：适当缩短制绒时间，观察制绒温度是否在设定的范围内。12扩散扩散的目的：在来料硅片P型硅片的基础上扩散一层N型磷源，形成PN结。扩散的方法：三氯氧磷（POCl3）液态源扩散POCl3液态源扩散方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点无色透明液体，具有刺激性气味。如果纯度不高则呈红黄色。熔点2℃，沸点107℃，在潮湿空气中发烟。POCl3很容易发生水解，POCl3极易挥发。13扩散原理POCl

5、3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5）POCl3→PCl5+P2O5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P2O5+Si→SiO2+P14扩散原理在第一步反应生成的PCl5会对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态，在有O2的条件下PCl5会进一步反应。PCl5+O2→P2O5+Cl2生成的P2O5又进一步与硅作用，生成SiO2和磷原子，所以，在磷扩散时，为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。POCl3+O2→P2O5+Cl2P

6、OCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与硅反应生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散。15N型硅磷硅玻璃(PSG)P型半导体硅P型硅16方阻在太阳电池扩散工艺中，扩散层薄层电阻（方块电阻）是反映扩散层质量是否符合设计要求的重要工艺指标之一。方块电阻也是标志进入半导体中的杂质总量的一个重要参数。测量扩散层薄层电阻广泛采用四探针法。17扩散过程清洗回温饱和装片送片方块电阻测量卸片关源，退舟扩散18扩散装置示意图19扩散设备结构扩散系统设备的总体结构分为四大部分：控制部分、推舟净化部分、电阻加热炉体部分、

7、气源部分。202122常见问题处理方阻异常及对策整体方阻偏大(波动大于5)对策：检查磷源是否充足；检查管路是否漏气；检查流量器是否正常。炉口方阻整体偏大对策：观察炉口密封是否正常。炉口方阻整体偏小(波动大于5)对策：检查流量器是否正常，设定稳定是否漂移。23常见问题处理出现“蓝片”(数量大于5片)对策：如炉口是否积累偏磷酸较多，需要清洗炉管。扩散后硅片上有色斑甩干机扩散前硅片没甩干调整甩干机设备及工艺条件扩散过程中偏磷酸滴落长时间扩散后对扩散管定期进行HF浸泡清洗环境湿度过大增大除湿机功率24刻蚀&去PSG刻蚀目的：去除边缘PN结，防止上下短路。刻蚀原

8、理：4HNO3+3Si=3SiO2+4NO+2H2OSiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2