太阳能电池片生产流程解析.doc

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1、.太阳能电池片生产流程解析一、概念太阳能电池：就是将太阳能转化为电能的半导体器件。二、工艺流程太阳能电池工艺流程：清洗制绒→扩散→刻蚀→去PSG→PECVD→丝网印刷→烧结→测试分档→分选→包装（一）、制绒和清洗硅片表面处理的目的：去除硅片表面的机械损伤层，清除表面油污和金属杂质，形成起伏不平的绒面，增加硅片对太阳光的吸收效率。绒面腐蚀原理：利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌，就称为表面织构化。角锥体四面全是由〈111〉面包围形成，反应式为：Si+2N

2、aOH+H2O→NaSiO3+2H2↑制备绒面的目的：减少光的反射率，提高短路电流（Isc），最终提高电池的光电转换效率。陷光原理：当光入射到一定角度的斜面，光会反射到另一角度的斜面，形成二次或者多次吸收，从而增加吸收率。影响绒面质量的关键因素：1.NaOH浓度2.异丙醇浓度3.制绒槽内硅酸钠的累计量4.制绒腐蚀的温度5.制绒腐蚀时间的长短6.槽体密封程度7.异丙醇的挥发程度化学清洗原理..HF去除硅片表面氧化层：SiO2+6HF→H2[SiF6]+2H2OHCl去除硅片表面金属杂质：盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与Pt2

3、+、Au3+、Ag+、Cu+、Cd2+、Hg2+等金属离子形成可溶于水的络合物。★注意事项NaOH、HCl、HF都是强腐蚀性的化学药品，其固体颗粒、溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、呼吸道，所以操作人员要按照规定穿戴防护服、防护面具、防护眼镜、长袖胶皮手套。一旦有化学试剂伤害了员工的身体，马上用纯水冲洗30分钟，送医院就医。（二）、扩散太阳电池制造的核心工序——PN结（太阳电池的心脏）扩散的目的：形成PN结太阳能电池磷扩散方法1.三氯氧磷（POCl3）液态源扩散2.喷涂磷酸水溶液后链式扩散3.丝网印刷磷浆料后链式扩散，现大多采用的

4、是第一种方法。POCl3磷扩散原理POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下：5POCl3→3PCl5+P2O5（＞600°）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：2P2O5+5Si=5SiO2+4P↓..POCl3磷扩散原理在有氧气的存在时，POCl3热分解的反应式为：4POCl3+5O2→2P2O5+6Cl2↑POCl3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

5、原子再向硅中进行扩散。POCl3磷扩散原理由上面反应式可以看出，POCl3热分解时，如果没有外来的氧（O2）参与其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。但在有外来O2存在的情况下，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气（Cl2）其反应式如下：4PCl5+5O2→2P2O5+10Cl2↑过量O2生成的P2O5又进一步与硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可见，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。影响扩散的因素：

6、管内气体中杂质源的浓度、扩散温度、扩散时间。扩散层薄层电阻（又称方块电阻）及其测量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。（三）、刻蚀1...原理：用高频辉光放电反应，使反应气体（四氟化碳+氧气）激活成活性离子、原子、自由基，这些活性离子扩散到所需要刻蚀部位与那里的材料反应形成挥发性物质被除去。特点：快速除去PN结的同时又能获得良好物理形貌2．设备：刻蚀机6台（4台能用），每台可处理2批硅片，一次用时23.6MIN,分

7、别为:预抽100S+主抽50S+送气150S+辉光910S+清洗180S+充气30S3．刻蚀前准备工作:1C厚取四氟乙烯板、硬铝夹片五个，整齐平正，无异物、碎片，夹紧，每班次交接班时要做两次饱和用以来预热设备，用时两个工艺时间。4．检测方法：A.冷热探针仪N型面（负面）偏负P型面（正面）偏正冷探针连接电压表正电极，热探针连接电压表负电极。B.万用电表用以来测边缘电阻需大于20千欧C.四探针方块电阻测试仪刻蚀中容易产生的问题及检测方法:1.刻蚀不足：边缘漏电，并联电阻(Rsh)下降，严重可导致失效。检测方法：测绝缘电阻2.过刻:正面

8、金属栅线与P型硅接触,造成短路。过刻检测方法：称重及目测（四）、去磷硅玻璃什么是磷硅玻璃？在扩散过程中发生的化学反应使硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃。..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