光伏材料加工工艺.doc

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1、《光伏材料加工工艺》题目专业学生姓名准考证号指导教师光伏材料加工工艺光伏材料及应用李牛怀036811300243陈立2012年04月目录一、实践目的3二、多晶硅太阳能电池简介3三、PN结的形成技术3四、太阳能电池片的制作流程4五、太阳能电池片的化学清洗工艺5六、太阳能电池组件封装工艺流程6七、实践心得7一、实践目的光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料乂称太阳电池材料，只有半导体材料具有这种功能。可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs>GaAlAs>InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶硅、GaAs、InPo用于地面已批量生

2、产的有单晶硅、多品硅、非品硅。本实践课程的主耍冃的就是学习光伏材料的加工工艺，掌握光伏材料加工的流程。二、多晶硅太阳能电池简介多晶硅太阳电池使用的材料，多半是含有大量单晶颗粒的集合体，或用废次单晶硅材料和冶金级硅材料熔化浇铸而成，然后注入石墨铸模中，待慢慢凝固冷却后，即得多晶硅锭。这种硅锭可铸成立方体，以便切片加工成方形太阳电池片，可提高材料利用率和方便组装。多晶硅太阳电池的制作丁•艺与单晶硅太阳电池差不多，其光电转换效率在12%左右，稍低于单晶硅太阳电池，但其材料制造简便，电耗低，总的生产成本较低，因此得到广泛应用。三、PN结的形成技术[1]发射区形成和磷吸杂

3、对于高效太阳能电池，发射区的形成一般采用选择扩散，在金属电极下方形成重杂质区域而在电极间实现浅浓度扩散，发射区的浅浓度扩散即增强了电池对蓝光的响应，乂使硅表面易丁•钝化。扩散的方法有两步扩散工艺、扩散加腐蚀工艺和掩埋扩散工艺。目前釆用选择扩散,15X15cm2电池转换效率达到16.4%,n++、n+区域的表而方块电阻分别为20Q和80Q•对于Me—Si材料，扩磷吸杂对电池的影响得到广泛的研究，较长时间的磷吸杂过程（一般3〜4小时），可使一些Me—Si的少子扩散长度提高两个数量级。在对衬底浓度对吸杂效应的研究中发现，即便对高浓度的衬第材料，经吸杂也能够获得较大的少

4、子扩散长度（大于200微米），电池的升路电压大T638mv,转换效率超过17%。[2]背表面场的形成及铝吸杂技术在Me—Si电池中，背p+p结由均匀扩散铝或硼形成，硼源一般为BN、BBr.APCVDSiO2：B208等，铝扩散为蒸发或丝网卬刷铝，800度下烧结所完成，对铝吸杂的作用也开展了大量的研究，与磷扩散吸杂不同，铝吸杂在相对较低的温度下进行。莫屮体缺陷也参与了杂质的溶解和沉积，而在较高温度下，沉积的杂质易于溶解进入硅中，对Me—Si产生不利的影响。到冃前为至，区域背场己应用于单晶硅电池工艺中，但在多晶硅中，还是应用全铝背表面场结构。[3]双面Me—Si电池

5、Me—Si双面电池具正面为常规结构，背面为N+和P+相互交叉的结构，这样，正面光照产生的但位于背面附近的光生少子可由背电极有效吸收。背电极作为对正面电极的有效补充，也作为一个独立的栽流子收集器对苗面光照和散射光产生作用，据报道，在AM1.5条件下，转换效率超过19%。四、太阳能电池片的制作流程太阳能电池片制作工艺流程如图1具体的制作工艺说明：（1）切片：釆用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。（2）清洗：用常规的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或碱）溶液将硅片表而切割损伤层除去30-50umo（3）制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。（4）磷

6、扩散：采用涂布源（或液态源，或固态氮化磷片状源）进行扩散，制成PN+结，结深一般为0.3-0.5umo（5）周边刻蚀：扩散时在硅片周边表面形成的扩散层，会使电池上下电极短路，用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。（6）去除背面PN+结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PM+结。（7）制作上下电极：用真空蒸镀、化学镀银或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极，然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。（8）制作减反射膜：为了减少入反射损失，耍在硅片表面上覆盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2,SiO2,A1A,SiO,Si3N,,Ti02,TaA等。工艺

7、方法可用真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。（9）烧结：将电池芯片烧结于鎳或铜的底板上。（10）测试分档：按规定参数规范，测试分类。生产电池片的丁•艺比较复杂，一般要经过硅片检测、表面制绒、扩散制结、去磷硅玻璃、等离子刻蚀、镀减反射膜、丝网卬刷、快速烧结和检测分装等主要步骤。这里介绍的是晶硅太阳能电池片生产的一般工艺与设备。五、太阳能电池片的化学清洗工艺切片要求：①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率，缩小刀（钢丝）切缝，降低原材料损耗。④提高切割速度，实现自动化切割。具体

8、来说太阳能硅片表而沾污大