光伏太阳能电池工艺ppt课件.ppt

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1、电池工艺一.太阳能电池综述PartA太阳能电池的背景。太阳能电池的历史回顾。太阳能电池的种类和效率。太阳能电池的运用。太阳能电池综述太阳能电池的背景图(1)太阳能电池背景太阳能电池的历史回顾1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一个实用的太阳能电池，效率为4%，于1958年应用到美国的先锋1号人造卫星上。太阳能电池逐渐由航天等特殊的用电场合进入到地面应用中。一个4KW的屋顶家用光伏系统可以满足普通家庭的用电需要，每年少排放的CO2的数量相当于一辆家庭轿车的年排放量。由于材料、结构、工艺等方面的不断改进，现在太阳能电池的价格不到2

2、0世纪70年代的1%。预期10年内太阳能电池能源在美国、日本和欧洲的发电成本将可与火力发电竞争。目前，年均增长率35%，是能源技术领域发展最快的行业。太阳能电池的种类图(2）太阳能电池的种类太阳能电池的效率发展图(3)太阳能电池效率的发展太阳能利用近期发展太陽能汽車日本的太陽能發電廠人造衛星上的太陽能電池太陽能熱水器图(4）太阳能电池最近发展TRINA图(5)trina和Hy-bird的airplane计划二.认识太阳能电池PartB认识太阳能电池图(6)认识太阳能电池图(7)认识太阳能电池如何高效地利用太阳能太阳能电池也能使小

3、灯泡发亮或小马达转动吗？图(8)高效利用太阳能客观因素1.把太阳能电池连接在小马达玩具上，拿到阳光下试一试。2.怎样使用太阳能电池，可以使小马达转得更快？1阳光直射→增加光强2串联两个太阳能电池→增加受光面积3用多面镜子把太阳光反射到太阳能电池上→增加光强主观因素增加单位面积电池片的转化效率面积Pmpp=Ncell*S*E单位面积光强电池片垂直面积接收光强转化效率实际输出功率太阳能电池组件图(9)太阳能电池组件三.太阳能电池工艺流程PartC太阳能电池工艺流程来料检验↓前清洗（制绒）↓扩散↓刻蚀↓后清洗（PSG）pecvd(减反

4、膜)↓丝网印刷↓烧结↓测试↓分选一.来料检验来料检验：1）检验来料的品种。2）检验来料的外观，包括厚度，表面等。3）检验来料的电学性能，电阻率，少子寿命等。二.制绒图(10)捷佳创清洗机图(11)rena制绒设备RENA制绒的目的：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概述制绒的三个要点1）机械损伤层来自于硅锭切割的时候的物理损伤2）在前清洗中的酸洗中，HF酸和HCL的作用分别为清除表面氧化物和清除表面金属离子。3）表面织构化，陷光原理的意思。表面织构化形成起伏不平的绒面，增加硅

5、片对太阳光的吸收图(13)单晶硅片碱制绒绒面形状图(14)单晶硅片酸制绒绒面形状陷光原理陷光原理：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。图(15)陷光原理两种制绒模式1）碱制绒（125单晶）2）酸制绒（156多晶）碱制绒1）工序步骤制绒（碱洗）→酸洗（HCL，HF）→慢提→烘干2）制绒反应Si+2KOH+H2O→K2SiO3+2H2↑3）spc5-14微米4）日常物品：KOH，HF，HCL碱制绒原理及绒面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

6、，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。图(16)碱制绒绒面酸制绒1）工序步骤制绒→碱洗（去多孔硅，中和酸）→酸洗→吹干2）制绒反应3Si+4HNO3=3SiO2+2H2O+4NO↑SiO2+6HF→H2[SiF6]+2H2↑3）SPC4-6微米4）常用物品：HNO3，HF，HCL酸制绒原理及绒面利用HNO3和HF分别和Si和SiO2进行各向同性反应.反应中表面产生一些凹低不平的凹坑.这些”凹坑”起到了陷光的作用.图(17)酸制绒绒面工艺卫生制绒工序最忌讳的就是污染去离子

7、水金属离子(Fe,Au,Mg,Ca)槽盖,花篮硅片接触物油污,手指印三.扩散图(19)centrotherm扩散炉扩散概述太阳能电池的心脏是一个PN结。PN结是不能简单地用两块不同类型（p型和n型）的半导体接触在一起就能形成的。要制造一个PN结，必须使一块完整的半导体晶体的一部分是P型区域，另一部分是N型区域。也就是在晶体内部实现P型和N型半导体的接触。扩散的目的：形成PN结PN结——太阳电池的心脏图(20)太阳能电池结构PN结的形成制作太阳电池的硅片是P型的，也就是说在制造硅片时，已经掺进了一定量的硼元素，使之成为P型的硅片。

8、高温下在石英管内通入磷源蒸汽(通源),在硅片周围包围着许许多多的磷的分子，因此磷原子能从四周进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散。在有磷渗透的一面就形成了N型.图(21)pocl3扩散方式太阳电池磷扩散方法三氯氧磷（POCl3）液态源扩散