单晶硅太阳电池工艺

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1、P型单晶硅太阳电池工艺joe2目录TestwafersTexturingCleaningbeforediffusionDiffusionEdgeisolationandremovePSGPECVDScreenprintingandfiringSEsolarcellsintroducejoe3来料检验现在有的电池生产公司会有这道生产工序，因为优质硅片在市场上常常处于“有价无市”的状态，缺货严重，许多硅片制造商经常会用硅棒的“头尾料”来以次充好，卖给下游电池制造商，所以加上这道工序用来检验硅片的质量。此道工序主要检验硅片的厚度、少子寿命、表面平整度、是否有微裂纹、电阻率、

2、表面油污等，同时具有插片功能，可将硅片插入25片一盒的晶片盒中。我所知的设备供应商是韩国的fortix公司。这种设备插片速度不是很快，所以平时也只是用来做抽查检验，大部分硅片还是手工插入晶片盒流入下一工序。joe4texturing第二道工序是制绒。为了提高单晶硅太阳电池的光电转换效率,工业生产中通常采用碱与醇的混合溶液对(100)晶面的单晶硅片进行各向异性腐蚀，在表面形成类似“金字塔”状的绒面结构（陷光结构）,有效的增强了硅片对入射太阳光的吸收,从而提高光生电流。显微镜下的绒面结构图joe5国内一般采用深圳捷佳创in-line制绒机。我所见的该厂家的制绒机有单槽产2

3、00、300和400片三种，制绒槽的材料有PVC树脂和不锈钢两种。工艺条件视硅片表面质量而定，以200片一槽不锈钢材质的设备为例，硅片表面油污较少易于制出绒面，碱浓度可在0.8-1.2%之间，醇添加6-10升即可，硅酸钠500克。反应时间18-25分钟，反应温度80-82度。若表面较脏，工艺的变数就很大了，反应时间一般是延长至40分钟，同时加大碱浓度，甚至在制绒前采用高浓度碱液腐蚀的“粗抛”工艺。由于受原材料影响较大，所以制绒工艺很不稳定，需要很有经验的工艺人员在场控制。制绒工艺所用的化学辅料现在普遍是NaOH,异丙醇和硅酸钠。有个别公司不用硅酸钠。texturing

4、joe6扩散前清洗制绒后会进行扩散制结，在扩散前要进行酸洗，洗去硅片表面附着的金属离子。主要采用盐酸溶液，清洗机一般采用捷佳创和北京七星华创的。清洗作业还要用到HF溶液，洗去硅片表面上的薄氧化层。硅片经过两种酸液的清洗顺序没有严格要求，一般是先经过HCl，再经过HF。joe7diffusionjoe8diffusion扩散的主要目的是制作PN结，在掺硼的P型硅片上用三氯氧磷进行扩散。三氯氧磷（磷源）呈液态，放在扩散炉后面，一般源温为18-25度，通过载气N2传进扩散炉体。三氯氧磷与氧气在炉内反应生成磷扩散进硅片表面下0.3-0.5um，同时通保护N2，调节气流，保证扩

5、散结的均匀性。目前大多数厂商采用中电48所和北京七星华创的国产扩散炉，国产炉扩散的均匀性不好，气流量大，炉口密封性不好，常有绿色的偏磷酸生成。国外Centrotherm公司生产的扩散炉也有少数公司采用，效果很好，缺点是编辑新扩散工艺不方便，要求工艺人员会计算机编程语言才能编写工艺程序。以下是我编写的一个扩散工艺recipe,采用了小气流量扩散工艺。stepTimeTemperatureN2flowO2flowsourcegas1loading152stability86010slm3oxidation8min86015slm2slm4firstdiffusion15m

6、in8601810.8slm5drivein10860180.56seconddiffusion108601810.87cooldown至810258unload15joe9扩散结的在线检测手段主要有两种，四探针测方块电阻和测少子寿命。不同生产商对方块电阻的要求不同，看重短路电流的生产商要求方块电阻在45-50之间，而看重开路电压的生产商会要求方块电阻在35-40之间。diffusion左图为四探针测方阻，右图为少子寿命测试仪joe10EdgeisolationandremovePSG扩散后，我们只希望硅片上面存在PN结，可是扩散后的硅片在侧面也存在PN结，侧面的N型

7、区是不需要的，因为它是导致成品电池反向漏电的一个原因，所以要去掉侧边的N型区。过去采用的办法是等离子刻蚀，将硅片上下表面用夹具挡住，只留出侧边放入等离子刻蚀机进行干刻，刻蚀气体为CF4和O2,比例10:1即可。刻蚀后，用冷热探针接触硅片边缘，显示“P”即可，或用万用表的触笔测试边缘，电阻大于5000欧亦可。现今一些大公司引进了德国的RENA湿法刻蚀设备，使硅片在滚轮上漂浮通过硝酸、硫酸、氢氟酸的混合溶液，利用“虹吸原理”使硅片边缘吸入酸液腐蚀掉N型区，同时硅片背面的绒面结构被腐蚀平整。大规模生产后证明，湿法刻蚀相对于干法刻蚀，将电池效率提高了0.15