多晶硅太阳能电池制作工艺概述.pdf

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1、多晶硅太阳能电池制作工艺概述对于单晶硅，应用各向异性化学腐蚀的方法可在（100）表面制作孙铁囤陈东崔容强袁哓金字塔状的绒面结构，降低表面光反射。但多晶硅晶向偏离（100）面，采用上面的方法无法作出均匀的绒面，目前采用下列上海交通大学应用物理系太阳能所上海空间电源研究所方法:[1]激光刻槽摘要大规模开发和利用光伏太阳能发电,提高电池的光电转换效用激光刻槽的方法可在多晶硅表面制作倒金字塔结构，在率和降低生产成本是其核心所在，由于近十年人们对太阳电池理论500～900nm光谱范围内，反射率为4～6％，与表面制作双层减反认识的进一步深入、生产工艺的

2、改进、IC技术的渗入和新电池结构射膜相当。而在（100）面单晶硅化学制作绒面的反射率为11％。的出现，电池的转换效率得到较大的提高，大规模生产上，多晶硅用激光制作绒面比在光滑面镀双层减反射膜层（ZnS/MgF2）电池的电池的转换效率已接近单晶硅电池，在非晶硅电池稳定性问题未取短路电流要提高4％左右，这主要是长波光（波长大于800nm）斜得较大进展时，多晶硅电池受到人们的关注，其世界产量已接近单射进入电池的原因。激光制作绒面存在的问题是在刻蚀中，表面造晶硅，本文对目前多晶硅太阳电池的工艺发展分别从实验室工艺和成损伤同时引入一些杂质，要通过化学

3、处理去除表面损伤层。该方规模化生产两个方面作了比较系统的描述。法所作的太阳电池通常短路电流较高，但开路电压不太高，主要原因是电池表面积增加，引起复合电流提高。[2]化学刻槽1绪论应用掩膜（Si3N4或SiO2）各向同性腐蚀，腐蚀液可为酸性腐众所周知，利用太阳能有许多优点，光伏发电将为人类提供主要的蚀液，也可为浓度较高的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，该方法无法形能源，但目前来讲，要使太阳能发电具有较大的市场，被广大的消成各向异性腐蚀所形成的那种尖锥状结构。据报道，该方法所形成费者接受，提高太阳电池的光电转换效率，降低生产成本应该是我的绒面对700～

4、1030微米光谱范围有明显的减反射作用。但掩膜层们追求的最大目标，从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发一般要在较高的温度下形成，引起多晶硅材料性能下降，特别对质展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄量较低的多晶材料，少子寿命缩短。应用该工艺在225cm2的多晶膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。从工业化发展来看，重心已由单硅上所作电池的转换效率达到16.4%。掩膜层也可用丝网印刷的方晶向多晶方向发展，主要原因为；[1]可供应太阳电池的头尾料愈来法形成。愈少；[2]对太阳电池来讲，方形基片更合算，通过浇铸法和直接凝固法所获得的

5、多晶硅可直接获得方形材料；[3]多晶硅的生产工艺不[3]反应离子腐蚀（RIE）断取得进展，全自动浇铸炉每生产周期（50小时）可生产200公斤以上的硅锭，晶粒的尺寸达到厘米级；[4]由于近十年单晶硅工艺的该方法为一种无掩膜腐蚀工艺，所形成的绒面反射率特别低，研究与发展很快，其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产，例如选在450～1000微米光谱范围的反射率可小于2％。仅从光学的角度择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电来看，是一种理想的方法，但存在的问题是硅表面损伤严重，电池极，采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米，

6、高度达到的开路电压和填充因子出现下降。15微米以上，快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间，单片热工序时间可在一分钟之内完成，采用该工艺在100平方[4]制作减反射膜层厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14％。据报道，目前在50～60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16％。利用机械刻对于高效太阳电池，最常用和最有效的方法是蒸镀ZnS/MgF2槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17％，无机械刻双层减反射膜，其最佳厚度取决于下面氧化层的厚度和电池表面的槽在同样面积上效率达到16％，采用埋栅结构，机械刻槽在130平特征

7、，例如，表面是光滑面还是绒面，减反射工艺也有蒸镀Ta2O5,方厘米的多晶上电池效率达到15.8％。PECVD沉积Si3N3等。ZnO导电膜也可作为减反材料。下面从两个方面对多晶硅电池的工艺技术进行讨论。2.2金属化技术2.实验室高效电池工艺在高效电池的制作中，金属化电极必须与电池的设计参数，如表面掺杂浓度、PN结深，金属材料相匹配。实验室电池一般面积比实验室技术通常不考虑电池制作的成本和是否可以大规模化生较小（面积小于4cm2），所以需要细金属栅线（小于10微米），产，仅仅研究达到最高效率的方法和途径，提供特定材料和工艺所一般采用的方法为光

8、刻、电子束蒸发、电子镀。工业化大生产中也能够达到的极限。使用电镀工艺，但蒸发和光刻结合使用时，不属于低成本工艺技术。2.1关于光的吸收[1]电子束蒸发和电镀对于光吸收主要是：通常