__制絨工藝__擴(kuò)散工藝刻蝕工藝

1、學(xué)習(xí)報(bào)告學(xué)習(xí)報(bào)告電池片工藝流程2011/2/14太陽能電池片結(jié)構(gòu)太陽能電池片結(jié)構(gòu)太陽能電池分為單晶電池和多晶電池，但是它們太陽能電池分為單晶電池和多晶電池，但是它們的結(jié)構(gòu)基本一樣，都有以下部分組成的結(jié)構(gòu)基本一樣，都有以下部分組成表面細(xì)柵線表面主柵線絨面藍(lán)色氮化硅擴(kuò)散層鋁硅形成背面硅基體太陽能的電池片結(jié)構(gòu)太陽能的電池片結(jié)構(gòu)l單晶與多晶的區(qū)別：?jiǎn)尉c多晶的區(qū)別： 當(dāng)熔融的單質(zhì)硅凝固硅原子以金剛石晶格排列成許當(dāng)熔融的單質(zhì)硅凝固硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長(zhǎng)成晶面取向相同的晶粒而多晶核，如果這些晶核長(zhǎng)成晶面取向相同的晶粒而形成單晶硅，若這些晶核長(zhǎng)成晶取向不同的晶粒，形成單晶硅，若這些

2、晶核長(zhǎng)成晶取向不同的晶粒，形成多晶硅。形成多晶硅。l 單晶硅：純度高，是一種良好單晶硅：純度高，是一種良好 的半導(dǎo)體材料主要的半導(dǎo)體材料主要 用于制作半導(dǎo)體元件，多晶硅是制作單晶硅的材料用于制作半導(dǎo)體元件，多晶硅是制作單晶硅的材料l單晶硅與多晶硅的區(qū)別它們的原子結(jié)構(gòu)排列：?jiǎn)尉尉Ч枧c多晶硅的區(qū)別它們的原子結(jié)構(gòu)排列：?jiǎn)尉в行蚺帕?，多晶為無序排列有序排列，多晶為無序排列太陽能電池片工藝流程太陽能電池片工藝流程 分分選測(cè)試選測(cè)試PECVD清洗與制清洗與制絨絨去磷硅玻璃去磷硅玻璃燒結(jié)燒結(jié)印刷印刷電電極極邊緣蝕邊緣蝕刻刻檢驗(yàn)檢驗(yàn)入入庫(kù)庫(kù)擴(kuò)擴(kuò)散散制絨制絨一、制絨工藝目的：一、制絨工藝目的： 1、消除表面硅

3、片有機(jī)物和金屬雜質(zhì)、消除表面硅片有機(jī)物和金屬雜質(zhì) 2、去除硅片表面機(jī)械損傷層、去除硅片表面機(jī)械損傷層 3、在硅片表面形成起伏不平的絨面，增加太陽光的吸收，減、在硅片表面形成起伏不平的絨面，增加太陽光的吸收，減少反射少反射二、制絨的原理：二、制絨的原理： 利用硅在低濃度堿液中的各向異性腐蝕，即硅在利用硅在低濃度堿液中的各向異性腐蝕，即硅在(110)及及(100)晶面的腐蝕速率遠(yuǎn)大于晶面的腐蝕速率遠(yuǎn)大于(111)晶面的腐蝕速率。經(jīng)一定晶面的腐蝕速率。經(jīng)一定時(shí)間腐蝕后，在時(shí)間腐蝕后，在(100)單晶硅片表面留下四個(gè)由單晶硅片表面留下四個(gè)由(111)面組成面組成的金字塔的金字塔三、絨面形成的機(jī)理：三、

4、絨面形成的機(jī)理： A、金字塔從硅片缺陷處產(chǎn)生；、金字塔從硅片缺陷處產(chǎn)生； B、缺陷和表面沾污造成金字塔形成、缺陷和表面沾污造成金字塔形成制絨制絨 C、化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的硅水合物不易溶解，從而導(dǎo)致金字、化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的硅水合物不易溶解，從而導(dǎo)致金字塔形成；塔形成； D、異丙醇和硅酸鈉是產(chǎn)生金字塔的原因。、異丙醇和硅酸鈉是產(chǎn)生金字塔的原因。 硅對(duì)堿的擇優(yōu)腐蝕是金字塔形成的本質(zhì)，缺陷、沾硅對(duì)堿的擇優(yōu)腐蝕是金字塔形成的本質(zhì)，缺陷、沾污、異丙醇及硅酸鈉含量會(huì)影響金字塔的連續(xù)性及金污、異丙醇及硅酸鈉含量會(huì)影響金字塔的連續(xù)性及金字塔大小。字塔大小。四、為什么要形成金字塔？四、為什么要形成金字塔？ 這樣利用陷光原理

5、，減少光的反射，提高短路電流這樣利用陷光原理，減少光的反射，提高短路電流(Isc)，增加，增加PN結(jié)面積，最終提高電池的光電轉(zhuǎn)換效結(jié)面積，最終提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。率。五、制絨的工藝流程五、制絨的工藝流程制絨制絨 1、單晶制絨工藝：、單晶制絨工藝： NaOH，Na2SiO3，IPA混合體系進(jìn)行硅片制絨。混合體系進(jìn)行硅片制絨。配比要求：配比要求： NaOH濃度濃度0.8wt%-2wt%； Na2SiO3濃度濃度0.8wt%-2wt%；IPA濃度濃度5vol%-8vol%。制絨時(shí)間：制絨時(shí)間：25-35min，制絨溫度，制絨溫度75-90oC2、多晶制絨工藝：、多晶制絨工藝： HNO3，HF，D

6、I Water 混合體系。常用的兩個(gè)溶液配比混合體系。常用的兩個(gè)溶液配比大致如下：大致如下： HNO3：HF：DI Water= 3：1：2.7； HNO3：HF：DI Water= 1：2.7：2制絨溫度制絨溫度6-10，制絨時(shí)間，制絨時(shí)間120-300sec制絨制絨對(duì)單晶制絨影響的因子：對(duì)單晶制絨影響的因子： 1、溫度：溫度過高，、溫度：溫度過高，IPA揮發(fā)加劇，氣泡印就會(huì)隨之出現(xiàn)，這揮發(fā)加劇，氣泡印就會(huì)隨之出現(xiàn)，這樣就大大減少了樣就大大減少了PN結(jié)的有效面積，反應(yīng)加劇，還會(huì)出現(xiàn)片子的結(jié)的有效面積，反應(yīng)加劇，還會(huì)出現(xiàn)片子的漂浮，造成碎片率的增加；同時(shí)腐蝕速率過快，控制困難；溫度漂浮，造成碎

7、片率的增加；同時(shí)腐蝕速率過快，控制困難；溫度過低，腐蝕速率過慢，制絨周期延長(zhǎng)；過低，腐蝕速率過慢，制絨周期延長(zhǎng)； 制絨溫度范圍：制絨溫度范圍：75-90oC 2、IPA：(1).協(xié)助氫氣的釋放。協(xié)助氫氣的釋放。IPA不足時(shí)，會(huì)導(dǎo)致氫氣會(huì)粘附不足時(shí)，會(huì)導(dǎo)致氫氣會(huì)粘附在硅片表面，造成硅片漂浮。在硅片表面，造成硅片漂浮。(2).減弱減弱NaOH溶液對(duì)硅片的腐蝕溶液對(duì)硅片的腐蝕力度，調(diào)節(jié)各向因子。純力度，調(diào)節(jié)各向因子。純NaOH溶液在高溫下對(duì)原子排列比較稀溶液在高溫下對(duì)原子排列比較稀疏的疏的100晶面和比較致密的晶面和比較致密的111晶面破壞比較大，各個(gè)晶面被腐晶面破壞比較大，各個(gè)晶面被腐蝕而消融，蝕

8、而消融，IPA明顯減弱明顯減弱NaOH的腐蝕強(qiáng)度，增加了腐蝕的各向的腐蝕強(qiáng)度，增加了腐蝕的各向異性，有利于金字塔的成形。異性，有利于金字塔的成形。 制絨制絨3、時(shí)間經(jīng)過經(jīng)過1min1min制絨的表面形貌制絨的表面形貌經(jīng)過經(jīng)過30min30min制絨的表面形貌制絨的表面形貌經(jīng)過經(jīng)過5min5min制絨的表面形貌制絨的表面形貌經(jīng)過經(jīng)過10min10min制絨的表面形貌制絨的表面形貌制絨制絨4、氫氧化鈉的影響：、氫氧化鈉的影響：NaOH對(duì)硅片的反應(yīng)速率有著重要影響。在相同的時(shí)對(duì)硅片的反應(yīng)速率有著重要影響。在相同的時(shí)間內(nèi)，間內(nèi)，NaOH的濃度越高，金字塔的體積就越大，當(dāng)超過一定限度時(shí)，的濃度越高，金字

9、塔的體積就越大，當(dāng)超過一定限度時(shí)，各向的異性因子變小，絨面也會(huì)越來越差，類似于拋光。各向的異性因子變小，絨面也會(huì)越來越差，類似于拋光。對(duì)反射率的影響對(duì)反射率的影響： 制絨制絨5、硅酸鈉的含量的影響：、硅酸鈉的含量的影響：SI和和NaOH反應(yīng)生產(chǎn)的反應(yīng)生產(chǎn)的Na2SiO3和加入的和加入的Na2SiO3能起到緩沖劑的作用，使反應(yīng)不至于很劇烈能起到緩沖劑的作用，使反應(yīng)不至于很劇烈,變的平緩。變的平緩。Na2SiO3使反應(yīng)有了更多的起點(diǎn)，生長(zhǎng)出的金字塔更均勻，更小使反應(yīng)有了更多的起點(diǎn)，生長(zhǎng)出的金字塔更均勻，更小一點(diǎn)一點(diǎn) Na2SiO3多的時(shí)候要及時(shí)的排掉，多的時(shí)候要及時(shí)的排掉，Na2SiO3導(dǎo)熱性差，

10、會(huì)影導(dǎo)熱性差，會(huì)影響反應(yīng)響反應(yīng),溶液的粘稠度也增加，容易形成水紋、花藍(lán)印和表面斑溶液的粘稠度也增加，容易形成水紋、花藍(lán)印和表面斑點(diǎn)。點(diǎn)。6、槽體密封程度、異丙醇揮發(fā)：、槽體密封程度、異丙醇揮發(fā)： 槽體密封程度，異丙醇揮發(fā)對(duì)制槽體密封程度，異丙醇揮發(fā)對(duì)制絨槽內(nèi)的溶液成分及溫度分布有重要影響。絨槽內(nèi)的溶液成分及溫度分布有重要影響。 制絨槽密封程度差，導(dǎo)致溶液揮發(fā)加劇，溶液液位的及時(shí)制絨槽密封程度差，導(dǎo)致溶液揮發(fā)加劇，溶液液位的及時(shí)恢復(fù)非常必要，否則制絨液濃度將會(huì)偏離實(shí)際設(shè)定值。異丙醇的恢復(fù)非常必要，否則制絨液濃度將會(huì)偏離實(shí)際設(shè)定值。異丙醇的揮發(fā)增加化學(xué)藥品消耗量增加的同時(shí)，絨面顯微結(jié)構(gòu)也將因異丙揮

11、發(fā)增加化學(xué)藥品消耗量增加的同時(shí)，絨面顯微結(jié)構(gòu)也將因異丙醇含量改變發(fā)生相應(yīng)變化。醇含量改變發(fā)生相應(yīng)變化。制絨制絨l異常處理：異常處理： 1、發(fā)白片：、發(fā)白片：原因：原因： 制絨時(shí)間不夠，硅片制絨溫制絨時(shí)間不夠，硅片制絨溫度偏低。度偏低。解決方法：解決方法： 適當(dāng)延長(zhǎng)制絨時(shí)間，提高制適當(dāng)延長(zhǎng)制絨時(shí)間，提高制絨溫度。絨溫度。13 原因：原因： 氫氧化鈉過量，或者是制絨氫氧化鈉過量，或者是制絨時(shí)間過長(zhǎng)。時(shí)間過長(zhǎng)。解決方法：解決方法： 適當(dāng)降低氫氧化鈉用量或者適當(dāng)降低氫氧化鈉用量或者縮短制絨時(shí)間。縮短制絨時(shí)間。發(fā)白片發(fā)白片制絨制絨 14 雨點(diǎn)片雨點(diǎn)片： 原因：原因： 制絨過程中制絨過程中IPAIPA不足

12、，硅片不足，硅片表面氣泡脫附不好。表面氣泡脫附不好。解決方法：解決方法： 提高溶液中提高溶液中IPAIPA的含量，可的含量，可以從初配開始，也可以在過程中以從初配開始，也可以在過程中補(bǔ)加完成。補(bǔ)加完成。制絨制絨 15 絨面偏大，絨面凹凸不顯著絨面偏大，絨面凹凸不顯著： 原因：腐蝕量過大；制絨原因：腐蝕量過大；制絨過程溫度偏高。過程溫度偏高。改善方法：適當(dāng)縮短制絨改善方法：適當(dāng)縮短制絨時(shí)間，觀察制絨溫度是否時(shí)間，觀察制絨溫度是否在設(shè)定的范圍內(nèi)在設(shè)定的范圍內(nèi)。制絨制絨 16 絨面偏小：絨面偏?。?原因原因:制絨時(shí)間不夠；制絨時(shí)間不夠； 或溶液濃度偏稀?；蛉芤簼舛绕　８纳品椒ǎ哼m當(dāng)延長(zhǎng)制改善方法：

13、適當(dāng)延長(zhǎng)制絨時(shí)間；絨時(shí)間；降低制絨初配降低制絨初配時(shí)水的比例。時(shí)水的比例。制絨制絨 擴(kuò)散工藝擴(kuò)散工藝l什么是擴(kuò)散？什么是擴(kuò)散？ 擴(kuò)散：物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移直到均勻分布的擴(kuò)散：物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移直到均勻分布的現(xiàn)象。現(xiàn)象。l擴(kuò)散的目的：在來料硅片擴(kuò)散的目的：在來料硅片P型硅片的基礎(chǔ)上擴(kuò)散一層型硅片的基礎(chǔ)上擴(kuò)散一層N型磷源，型磷源，形成形成PN結(jié)。結(jié)。l擴(kuò)散的原理：擴(kuò)散的原理： POCl3在高溫下（在高溫下（600）分解生成五氯化磷（分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（）和五氧化二磷（P2O5），其反應(yīng)式如下：），其反應(yīng)式如下： 5POCl3 =3PCl5+P

14、2O5l生成的生成的P2O5在擴(kuò)散溫度下與硅反應(yīng)，生成二氧化硅（在擴(kuò)散溫度下與硅反應(yīng)，生成二氧化硅（SiO2）和）和磷原子，其反應(yīng)式如下：磷原子，其反應(yīng)式如下：l 2P2O5 + 5Si = 5SiO2 + 4P擴(kuò)散工藝擴(kuò)散工藝l為什么擴(kuò)散時(shí)要通入氧氣？為什么擴(kuò)散時(shí)要通入氧氣？ POCl3熱分解時(shí)，如果沒有外來的氧（熱分解時(shí)，如果沒有外來的氧（O2）參與其分解是不充）參與其分解是不充分的，生成的分的，生成的PCl5是不易分解的，并且對(duì)硅有腐蝕作用，破壞是不易分解的，并且對(duì)硅有腐蝕作用，破壞硅片的表面狀態(tài)。但在有外來硅片的表面狀態(tài)。但在有外來O2存在的情況下，存在的情況下，PCl5會(huì)進(jìn)一步會(huì)進(jìn)一

15、步分解成分解成P2O5并放出氯氣（并放出氯氣（Cl2）其反應(yīng)式如下：）其反應(yīng)式如下： 4PCl5+5O2 =2P2O5+10Cl2 生成的生成的P2O5又進(jìn)一步與硅作用，生成又進(jìn)一步與硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可見和磷原子，由此可見，在磷擴(kuò)散時(shí)，為了促使，在磷擴(kuò)散時(shí)，為了促使POCl3充分的分解和避免充分的分解和避免PCl5對(duì)硅片對(duì)硅片表面的腐蝕作用，必須在通氮?dú)獾耐瑫r(shí)通入一定流量的氧氣。就表面的腐蝕作用，必須在通氮?dú)獾耐瑫r(shí)通入一定流量的氧氣。就這樣這樣POCl3分解產(chǎn)生的分解產(chǎn)生的P2O5淀積在硅片表面，淀積在硅片表面，P2O5與硅反應(yīng)生與硅反應(yīng)生成成SiO2和磷原子，并在硅片表面形

16、成一層磷和磷原子，并在硅片表面形成一層磷-硅玻璃，然后磷原硅玻璃，然后磷原子再向硅中進(jìn)行擴(kuò)散。子再向硅中進(jìn)行擴(kuò)散。擴(kuò)散工藝擴(kuò)散工藝l磷擴(kuò)散的方法：磷擴(kuò)散的方法：三氯氧磷（三氯氧磷（POCl3）液態(tài)源擴(kuò)散）液態(tài)源擴(kuò)散噴涂磷酸水溶液后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散噴涂磷酸水溶液后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散絲網(wǎng)印刷磷漿料后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散絲網(wǎng)印刷磷漿料后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散 POCl3的特性：的特性： POCl3是目前磷擴(kuò)散用得較多的一種雜質(zhì)源是目前磷擴(kuò)散用得較多的一種雜質(zhì)源l無色透明液體，具有刺激性氣味。如果純度不高則呈紅黃色。無色透明液體，具有刺激性氣味。如果純度不高則呈紅黃色。l比重為比重為1.67，熔點(diǎn)，熔點(diǎn)2，沸點(diǎn)，沸點(diǎn)107，在潮濕空氣中發(fā)煙。，

17、在潮濕空氣中發(fā)煙。lPOCl3很容易發(fā)生水解，很容易發(fā)生水解，POCl3極易揮發(fā)。極易揮發(fā)。 擴(kuò)散工藝流程擴(kuò)散工藝流程TCA （C2H3Cl3）清洗）清洗 飽和飽和 裝片裝片 送片送片 回溫回溫 擴(kuò)散擴(kuò)散 關(guān)源、退舟關(guān)源、退舟 卸片卸片 方塊電阻測(cè)量方塊電阻測(cè)量刻蝕傳遞窗測(cè)試凈化存儲(chǔ)柜傳遞窗裝/卸片TCA凈化操作臺(tái) 擴(kuò)散工藝相關(guān)圖片擴(kuò)散工藝相關(guān)圖片插插 片片凈化工作臺(tái)凈化工作臺(tái)插片時(shí)必須穿好插片時(shí)必須穿好潔凈工作服潔凈工作服。擴(kuò)散工藝相關(guān)圖片擴(kuò)散工藝相關(guān)圖片嚴(yán)禁裸手操作，一嚴(yán)禁裸手操作，一定要戴好乳膠手套，定要戴好乳膠手套，且不得用手直接接且不得用手直接接觸硅片和石英舟。觸硅片和石英舟。真空吸

18、筆，真空吸筆，從 載 片 盒從 載 片 盒中 吸 取 硅中 吸 取 硅片 插 到 石片 插 到 石英舟內(nèi)英舟內(nèi)。載片盒載片盒 擴(kuò)散工藝相關(guān)圖片擴(kuò)散工藝相關(guān)圖片碳化硅槳，易碳化硅槳，易碎。安裝、拆碎。安裝、拆卸時(shí)切勿碰撞！卸時(shí)切勿碰撞！上上 槳槳移動(dòng)、放置石英移動(dòng)、放置石英舟時(shí)，一定要小舟時(shí)，一定要小心輕放！心輕放！觸摸屏觸摸屏 擴(kuò)散工藝參數(shù)擴(kuò)散工藝參數(shù)時(shí)間（時(shí)間（min）溫度（溫度（） 大大N2（L/min）小小N2（L/min）O2（L/min）源溫（源溫（）進(jìn)爐進(jìn)爐684090025300020穩(wěn)定穩(wěn)定984090025300020通源通源203084090025301.62.01.82.

19、220吹氮吹氮1084090025300020出爐出爐1084090025300020擴(kuò)散工藝裝置示意圖擴(kuò)散工藝裝置示意圖擴(kuò)散工藝擴(kuò)散工藝l影響擴(kuò)散工藝流程的因素：影響擴(kuò)散工藝流程的因素：1.溫度溫度 溫度溫度T越高，擴(kuò)散的系數(shù)越高，擴(kuò)散的系數(shù)D越高，擴(kuò)散的速度越快，越高，擴(kuò)散的速度越快，并且還影響著方塊電阻并且還影響著方塊電阻2.時(shí)間時(shí)間 對(duì)于恒定源：時(shí)間對(duì)于恒定源：時(shí)間t越長(zhǎng)結(jié)深越深，但表面濃度不變?cè)介L(zhǎng)結(jié)深越深，但表面濃度不變。 對(duì)于限定源：時(shí)間對(duì)于限定源：時(shí)間t越長(zhǎng)結(jié)深越深，表面濃度越小越長(zhǎng)結(jié)深越深，表面濃度越小3.濃度濃度 管內(nèi)氣體中雜質(zhì)源濃度的大小決定著硅片管內(nèi)氣體中雜質(zhì)源濃度的大小

20、決定著硅片N型區(qū)域磷型區(qū)域磷濃濃 度的大小；決定濃度的因素：氮?dú)饬髁俊⒃礈?，表度的大小；決定濃度的因素：氮?dú)饬髁俊⒃礈?，表面濃度越大，擴(kuò)散的速度越快面濃度越大，擴(kuò)散的速度越快擴(kuò)散工藝的過程中的問題及解決方案擴(kuò)散工藝的過程中的問題及解決方案 問題問題原因原因解決方法解決方法方塊電阻在源一側(cè)低，爐方塊電阻在源一側(cè)低，爐口處高口處高1.爐門與爐管的密封性不爐門與爐管的密封性不好好2.尾部排氣嚴(yán)重尾部排氣嚴(yán)重3.假片數(shù)量太少假片數(shù)量太少1.調(diào)整爐門密封性調(diào)整爐門密封性2.減少尾部排氣氣流減少尾部排氣氣流3.使用更多的假片使用更多的假片單片（交叉）方塊電阻在單片（交叉）方塊電阻在源一側(cè)低，爐口處高源一側(cè)

21、低，爐口處高1.爐門與爐管的密封性不爐門與爐管的密封性不好好2.尾部排氣嚴(yán)重尾部排氣嚴(yán)重3.假片數(shù)量太少假片數(shù)量太少1.調(diào)整爐門密封性調(diào)整爐門密封性2.減少尾部排氣氣流減少尾部排氣氣流3.使用更多的假片使用更多的假片單片（交叉）方塊電阻均單片（交叉）方塊電阻均勻性差勻性差1.POCl3 不夠不夠2.排氣壓力過高排氣壓力過高3.沉積溫度過高沉積溫度過高1.增加小增加小N2流量流量2.降低排氣壓力降低排氣壓力3.降低沉積溫度降低沉積溫度頂部的方塊電阻低，底部頂部的方塊電阻低，底部的高的高1.舟被污染舟被污染2.校準(zhǔn)硅片不是最好的校準(zhǔn)硅片不是最好的（可能被磨光）（可能被磨光）3.硅片在爐管中的位置太

22、硅片在爐管中的位置太高高4.槳比硅片和爐管溫度低槳比硅片和爐管溫度低 1.使用新的干凈的舟使用新的干凈的舟2.使用好的校準(zhǔn)硅片，而使用好的校準(zhǔn)硅片，而不是磨光。不是磨光。3.使用低腳的舟。使用低腳的舟。4.在升溫步后插入回溫步在升溫步后插入回溫步驟。驟?？涛g工藝刻蝕工藝l為什么要邊緣刻蝕？為什么要邊緣刻蝕？l由于擴(kuò)散過程中，即使采用背對(duì)背擴(kuò)散，硅片的所有表面（包括邊緣）由于擴(kuò)散過程中，即使采用背對(duì)背擴(kuò)散，硅片的所有表面（包括邊緣）都將不可避免地?cái)U(kuò)散上磷，都將不可避免地?cái)U(kuò)散上磷，PN結(jié)的正面收集到光生電子會(huì)沿著邊緣擴(kuò)結(jié)的正面收集到光生電子會(huì)沿著邊緣擴(kuò)散有磷的區(qū)域流到散有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面，

23、而造成短路。結(jié)的背面，而造成短路。l邊緣刻蝕的目的：去除邊緣刻蝕的目的：去除PN結(jié)，防止短路結(jié)，防止短路。刻蝕工藝刻蝕工藝l去磷硅玻璃：去磷硅玻璃：l目的：擴(kuò)散過程中，目的：擴(kuò)散過程中，POCl3分解產(chǎn)生的分解產(chǎn)生的P2O5沉積在沉積在硅片表面，硅片表面，P2O5與與Si生成二氧化硅與磷原子，這層生成二氧化硅與磷原子，這層含有磷原子的二氧化硅層稱為磷硅玻璃，玻璃層的存含有磷原子的二氧化硅層稱為磷硅玻璃，玻璃層的存在會(huì)在電極印刷過程中，影響到金屬電極和硅片的接在會(huì)在電極印刷過程中，影響到金屬電極和硅片的接觸，降低電池的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)玻璃層還有多層金屬觸，降低電池的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)玻璃層還有多層金屬

24、離子雜質(zhì)，會(huì)降低少子壽命，因此引入離子雜質(zhì)，會(huì)降低少子壽命，因此引入HF清洗工藝。清洗工藝。 基本原理：基本原理：SIO2+6HF=H2SiF6+2H2O(過量氫氟酸過量氫氟酸)刻蝕工藝刻蝕工藝l工藝方法：濕法刻蝕與干法刻蝕（激光刻蝕與等離子刻蝕）工藝方法：濕法刻蝕與干法刻蝕（激光刻蝕與等離子刻蝕）l濕法刻蝕：主要是利用濕法刻蝕：主要是利用HF溶液、加有適當(dāng)添加劑的溶液、加有適當(dāng)添加劑的HF-HNO3溶液與擴(kuò)散后硅片的側(cè)端及非擴(kuò)散底面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，把側(cè)端溶液與擴(kuò)散后硅片的側(cè)端及非擴(kuò)散底面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，把側(cè)端磷硅玻璃及磷硅玻璃及N型擴(kuò)散層刻蝕掉，從而實(shí)現(xiàn)將電池片上下電極分型擴(kuò)散層刻蝕掉，從而實(shí)現(xiàn)

25、將電池片上下電極分開的工藝方法開的工藝方法。l濕法刻蝕工藝機(jī)理：濕法刻蝕其實(shí)是腐蝕的一種，是對(duì)硅片邊濕法刻蝕工藝機(jī)理：濕法刻蝕其實(shí)是腐蝕的一種，是對(duì)硅片邊緣的腐蝕，但不影響太陽電池的工藝結(jié)構(gòu)。緣的腐蝕，但不影響太陽電池的工藝結(jié)構(gòu)。 HF/HNO3體系，體系，利用其各向同性腐蝕特性，使用利用其各向同性腐蝕特性，使用RENA in-line式結(jié)構(gòu)的設(shè)備，式結(jié)構(gòu)的設(shè)備，利用表面張力和毛細(xì)作用力的作用去除邊緣和背面的利用表面張力和毛細(xì)作用力的作用去除邊緣和背面的N型。型。 大致腐蝕的機(jī)制是先用硝酸進(jìn)行腐蝕產(chǎn)生大致腐蝕的機(jī)制是先用硝酸進(jìn)行腐蝕產(chǎn)生SiO2，再用，再用HF酸把酸把SiO2去除去除l控制點(diǎn)：

26、控制點(diǎn)：HNO3與與HF的含量，硅在的含量，硅在70%的硝酸與的硝酸與30%的氫氟酸的氫氟酸時(shí)，腐蝕速率最高時(shí)，腐蝕速率最高生產(chǎn)流程生產(chǎn)流程 1. 1.上料臺(tái)放片上料臺(tái)放片 2. 2.刻蝕槽刻邊結(jié)刻蝕槽刻邊結(jié) 3. 3.洗槽去殘液洗槽去殘液 6.HF6.HF槽去磷硅玻璃槽去磷硅玻璃 5.洗槽去殘液洗槽去殘液 4.KOH噴淋去多孔硅噴淋去多孔硅 7.洗槽去殘液洗槽去殘液 8.風(fēng)刀吹干風(fēng)刀吹干 9.下料臺(tái)插片下料臺(tái)插片刻蝕工藝刻蝕工藝l干法刻蝕：主要包括激光刻蝕與等離子體刻蝕干法刻蝕：主要包括激光刻蝕與等離子體刻蝕1.激光刻蝕：激光刻蝕： 利用高能量聚焦激光束沿著燒結(jié)后電池片正面近側(cè)端利用高能量聚

27、焦激光束沿著燒結(jié)后電池片正面近側(cè)端周邊照射一圈，使被照射區(qū)域熔化、氣化，在電池片正面近側(cè)端周邊照射一圈，使被照射區(qū)域熔化、氣化，在電池片正面近側(cè)端周邊刻蝕出一定深度的凹槽，從而實(shí)現(xiàn)將電池片上下電極分開的周邊刻蝕出一定深度的凹槽，從而實(shí)現(xiàn)將電池片上下電極分開的工藝方法。目前，國(guó)內(nèi)采用該工藝方法的光伏企業(yè)也還不多工藝方法。目前，國(guó)內(nèi)采用該工藝方法的光伏企業(yè)也還不多激光激光激光激光太陽光太陽光刻槽刻槽刻蝕工藝刻蝕工藝2.等離子刻蝕：目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)光伏企業(yè)采用該工藝方法。等離子刻蝕：目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)光伏企業(yè)采用該工藝方法。 原理：采用高頻輝光放電反應(yīng)，使反應(yīng)氣體激活成活性粒子，原理：采用高頻輝光放電

28、反應(yīng)，使反應(yīng)氣體激活成活性粒子，如原子或各種游離基，這些活性粒子擴(kuò)散到硅片邊緣，在那里如原子或各種游離基，這些活性粒子擴(kuò)散到硅片邊緣，在那里與硅進(jìn)行反應(yīng)，形成揮發(fā)性生成物四氟化硅而被去除。與硅進(jìn)行反應(yīng)，形成揮發(fā)性生成物四氟化硅而被去除。 化學(xué)公式：化學(xué)公式：CF4+SIO2=SIF4+CO2，刻蝕工藝刻蝕工藝 等離子刻蝕工藝機(jī)制：等離子刻蝕工藝機(jī)制： 首先，母體分子首先，母體分子CF4在高能量的電子的碰撞作用下分在高能量的電子的碰撞作用下分解成多種中性基團(tuán)或離子。解成多種中性基團(tuán)或離子。CF4 e CF3，CF2，CF,F,C以及他們的離子以及他們的離子 其次，這些活性粒子由于擴(kuò)散或者在電場(chǎng)作

29、用下到達(dá)其次，這些活性粒子由于擴(kuò)散或者在電場(chǎng)作用下到達(dá)SiO2表面，并在表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。表面，并在表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 CF4 e C+4F，4F+Si SiF4 ，2C+O2 2CO 生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)過程中，CF4中摻入中摻入O2，這樣有利于提高，這樣有利于提高Si和和SiO2的刻蝕速率的刻蝕速率。 刻蝕工藝刻蝕工藝l影響因素：影響因素：1.射頻功率：射頻功率過高：等離子體中離子的能量較高會(huì)對(duì)硅射頻功率：射頻功率過高：等離子體中離子的能量較高會(huì)對(duì)硅片邊緣造成較大的轟擊損傷，導(dǎo)致邊緣區(qū)域的電性能差從而使片邊緣造成較大的轟擊損傷，導(dǎo)致邊緣區(qū)域的電性能差從而使電池的性能下降。在結(jié)區(qū)（耗盡層）造

30、成的損傷會(huì)使得結(jié)區(qū)復(fù)電池的性能下降。在結(jié)區(qū)（耗盡層）造成的損傷會(huì)使得結(jié)區(qū)復(fù)合增加。射頻功率太低：會(huì)使等離子體不穩(wěn)定和分布不均勻，合增加。射頻功率太低：會(huì)使等離子體不穩(wěn)定和分布不均勻，從而使某些區(qū)域刻蝕過度而某些區(qū)域刻蝕不足，導(dǎo)致并聯(lián)電阻從而使某些區(qū)域刻蝕過度而某些區(qū)域刻蝕不足，導(dǎo)致并聯(lián)電阻下降。下降。 2.時(shí)間：刻蝕時(shí)間過長(zhǎng)：刻蝕時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)電池片的正反面造成損時(shí)間：刻蝕時(shí)間過長(zhǎng)：刻蝕時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)電池片的正反面造成損傷影響越大，時(shí)間長(zhǎng)到一定程度損傷不可避免會(huì)延伸到正面結(jié)傷影響越大，時(shí)間長(zhǎng)到一定程度損傷不可避免會(huì)延伸到正面結(jié)區(qū)，從而導(dǎo)致?lián)p傷區(qū)域高復(fù)合?？涛g時(shí)間過短：刻蝕不充分，區(qū)，從而導(dǎo)致?lián)p傷區(qū)域高

31、復(fù)合?？涛g時(shí)間過短：刻蝕不充分，沒有把邊緣鱗去干凈，沒有把邊緣鱗去干凈，PN結(jié)依然有可能短路造成并聯(lián)電阻降結(jié)依然有可能短路造成并聯(lián)電阻降低低3.壓力：壓力：壓力越大，氣體含量越少，參與反應(yīng)的氣體也越多，刻壓力越大，氣體含量越少，參與反應(yīng)的氣體也越多，刻蝕也越充份。蝕也越充份。 刻蝕工藝刻蝕工藝l刻蝕質(zhì)量檢查：對(duì)擴(kuò)散后硅片進(jìn)行刻蝕以后，為了確保已經(jīng)將刻蝕質(zhì)量檢查：對(duì)擴(kuò)散后硅片進(jìn)行刻蝕以后，為了確保已經(jīng)將硅片側(cè)端的磷硅玻璃及硅片側(cè)端的磷硅玻璃及N型擴(kuò)散層去除完全，需要判定側(cè)端的型擴(kuò)散層去除完全，需要判定側(cè)端的導(dǎo)電類型。主要利用溫差法來判定側(cè)端導(dǎo)電類型。溫差法包括導(dǎo)電類型。主要利用溫差法來判定側(cè)端導(dǎo)

32、電類型。溫差法包括兩種方法：簡(jiǎn)單的冷熱探針方式和導(dǎo)電類型檢測(cè)儀兩種方法：簡(jiǎn)單的冷熱探針方式和導(dǎo)電類型檢測(cè)儀1.簡(jiǎn)單冷熱檢測(cè)方式：熱探針和簡(jiǎn)單冷熱檢測(cè)方式：熱探針和N型半導(dǎo)體接觸時(shí)，傳導(dǎo)電子將型半導(dǎo)體接觸時(shí)，傳導(dǎo)電子將流向溫度較低的區(qū)域，使得熱探針處電子缺少，因而其電勢(shì)相流向溫度較低的區(qū)域，使得熱探針處電子缺少，因而其電勢(shì)相對(duì)于同一材料上的室溫觸點(diǎn)而言將是正的。同樣道理，對(duì)于同一材料上的室溫觸點(diǎn)而言將是正的。同樣道理，P型半型半導(dǎo)體熱探針觸點(diǎn)相對(duì)于室溫觸點(diǎn)而言將是負(fù)的。此電勢(shì)差可以導(dǎo)體熱探針觸點(diǎn)相對(duì)于室溫觸點(diǎn)而言將是負(fù)的。此電勢(shì)差可以用簡(jiǎn)單的微伏表測(cè)量用簡(jiǎn)單的微伏表測(cè)量。 用冷、熱探針接觸硅片一

33、個(gè)邊沿不相連的兩個(gè)點(diǎn)，電壓表用冷、熱探針接觸硅片一個(gè)邊沿不相連的兩個(gè)點(diǎn)，電壓表 顯示這兩點(diǎn)間電壓為正值，說明導(dǎo)電類型為顯示這兩點(diǎn)間電壓為正值，說明導(dǎo)電類型為P型，刻蝕合格。型，刻蝕合格。 相同的方法檢測(cè)另外三個(gè)邊沿的導(dǎo)電類型是否為相同的方法檢測(cè)另外三個(gè)邊沿的導(dǎo)電類型是否為P型。型。 如果經(jīng)過檢驗(yàn)，任何一個(gè)邊沿刻蝕不合格，則這一片硅片如果經(jīng)過檢驗(yàn)，任何一個(gè)邊沿刻蝕不合格，則這一片硅片 就為刻蝕不合格就為刻蝕不合格,待重新裝片，再進(jìn)行刻蝕。待重新裝片，再進(jìn)行刻蝕?？涛g工藝刻蝕工藝2.導(dǎo)電類型檢測(cè)儀：其導(dǎo)電類型判定原理與簡(jiǎn)單冷熱探針方式相導(dǎo)電類型檢測(cè)儀：其導(dǎo)電類型判定原理與簡(jiǎn)單冷熱探針方式相同，但能

34、將硅片的導(dǎo)電類型直接以字母同，但能將硅片的導(dǎo)電類型直接以字母P、N表明，相比之下表明，相比之下，更為簡(jiǎn)便。，更為簡(jiǎn)便。 刻蝕工藝刻蝕工藝l刻蝕后的外觀檢查：刻蝕后的外觀檢查：擴(kuò)散前擴(kuò)散前擴(kuò)散后擴(kuò)散后刻蝕后刻蝕后刻蝕工藝刻蝕工藝異常處理 工工 序序故障表現(xiàn)故障表現(xiàn)診診 斷斷措措 施施刻蝕刻蝕硅片邊緣呈現(xiàn)暗色（硅片邊緣呈現(xiàn)暗色（刻通正常為金屬刻通正常為金屬色）色）工藝一般不會(huì)有問題工藝一般不會(huì)有問題，主要是刻蝕機(jī)，主要是刻蝕機(jī)器出現(xiàn)故障，通器出現(xiàn)故障，通常伴有壓力不穩(wěn)常伴有壓力不穩(wěn)定、輝光顏色不定、輝光顏色不正常、功率和反正常、功率和反射功率超出范圍射功率超出范圍、氣體流量偏出、氣體流量偏出設(shè)定值

35、等現(xiàn)象設(shè)定值等現(xiàn)象停止使用，要求設(shè)備進(jìn)行檢修。停止使用，要求設(shè)備進(jìn)行檢修。有效刻蝕寬度過大（有效刻蝕寬度過大（鉆刻、刻過現(xiàn)象鉆刻、刻過現(xiàn)象）硅片沒有被夾具加緊硅片沒有被夾具加緊，存在縫隙；硅，存在縫隙；硅片沒有被對(duì)其；片沒有被對(duì)其；環(huán)氧板變形，邊環(huán)氧板變形，邊緣向里延伸；緣向里延伸；加強(qiáng)員工意識(shí)，要求操作規(guī)范；更換出現(xiàn)問加強(qiáng)員工意識(shí)，要求操作規(guī)范；更換出現(xiàn)問題的環(huán)氧板。題的環(huán)氧板。去去PSGPECVD工序存在水工序存在水紋印紋印清洗后的硅片沒有及清洗后的硅片沒有及時(shí)甩干時(shí)甩干清洗之后的硅片必須立刻甩干，不能滯留在清洗之后的硅片必須立刻甩干，不能滯留在空氣中。空氣中。PECVD工序有鍍膜工序有鍍

36、膜發(fā)白現(xiàn)象發(fā)白現(xiàn)象清洗不干凈；甩干后清洗不干凈；甩干后的硅片在空氣中的硅片在空氣中暴露時(shí)間過長(zhǎng)，暴露時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致氧化導(dǎo)致氧化做返工處理，對(duì)硅片必須清洗干凈，甩干之做返工處理，對(duì)硅片必須清洗干凈，甩干之后的硅片不能放置于空氣中，必須及時(shí)后的硅片不能放置于空氣中，必須及時(shí)鍍膜，否則重新清洗。鍍膜，否則重新清洗。PECVDlPECVD的目的：在硅片表面沉積一層的目的：在硅片表面沉積一層氮化硅氮化硅減反射膜減反射膜，以增加入射在硅片上的光的透射，減少反射，氫原子，以增加入射在硅片上的光的透射，減少反射，氫原子攙雜在攙雜在氮化硅氮化硅中附加了氫的鈍化作用中附加了氫的鈍化作用 。lSiN的特性：的特性：

37、 結(jié)構(gòu)致密，硬度大結(jié)構(gòu)致密，硬度大 2.能抵御堿金屬離子的侵蝕能抵御堿金屬離子的侵蝕 3.介電強(qiáng)度高介電強(qiáng)度高 4.耐濕性好耐濕性好 5.耐一般的酸堿，除耐一般的酸堿，除HF和和H3PO4lSiNx的簡(jiǎn)介的簡(jiǎn)介l 正常的正常的SiNx的的Si/N之比為之比為0.75，即，即Si3N4。但是。但是PECVD沉積氮化硅的化學(xué)計(jì)量比會(huì)隨工藝不同而變化沉積氮化硅的化學(xué)計(jì)量比會(huì)隨工藝不同而變化，Si/N變化的范圍在變化的范圍在0.75-2左右。除了左右。除了Si和和N，PECVD的氮化硅一般還包含一定比例的氫原子，即的氮化硅一般還包含一定比例的氫原子，即SixNyHz或或SiNx:HPECVDlSi3N

38、4的認(rèn)識(shí)的認(rèn)識(shí):l Si3N4膜的顏色隨著它的厚度的變化而變化，其理想的膜的顏色隨著它的厚度的變化而變化，其理想的厚度是厚度是7580nm之間，表面呈現(xiàn)的顏色是深藍(lán)色，之間，表面呈現(xiàn)的顏色是深藍(lán)色，Si3N4膜的折射率在膜的折射率在2.02.5之間為最佳，與酒精的折射之間為最佳，與酒精的折射率相乎，通常用酒精來測(cè)其折射率。率相乎，通常用酒精來測(cè)其折射率。氮化硅顏色與厚度的對(duì)照表氮化硅顏色與厚度的對(duì)照表顏色厚度（nm）顏色厚度（nm）顏色厚度（nm）硅本色0-20很淡藍(lán)色100-110藍(lán) 色210-230褐 色20-40硅 本 色110-120藍(lán)綠色230-250黃褐色40-50淡 黃 色120

39、-130淺綠色250-280紅 色55-73黃 色130-150橙黃色280-300深藍(lán)色73-77橙 黃 色150-180紅 色300-330藍(lán) 色77-93紅 色180-190淡藍(lán)色93-100深 紅 色190-210PECVDlSi/N比對(duì)比對(duì)SiNx薄膜性質(zhì)的影響薄膜性質(zhì)的影響1.電阻率歲電阻率歲x增加而降低增加而降低2.折射率折射率n隨隨x增加而增加增加而增加3.腐蝕速率隨密度增加而降低腐蝕速率隨密度增加而降低lSi3N4膜的作用膜的作用:l減少光的反射減少光的反射:良好的折射率和厚度可以促進(jìn)太陽光的吸收。良好的折射率和厚度可以促進(jìn)太陽光的吸收。l防氧化防氧化:結(jié)構(gòu)致密保證硅片不被氧

40、化結(jié)構(gòu)致密保證硅片不被氧化PECVDl基本原理：利用低溫等離子體作能量源，樣品置于低氣壓下輝基本原理：利用低溫等離子體作能量源，樣品置于低氣壓下輝光放電的陰極上，利用輝光放電（或另加發(fā)熱體）使樣品升溫光放電的陰極上，利用輝光放電（或另加發(fā)熱體）使樣品升溫到預(yù)定的溫度，然后通入適量的反應(yīng)氣體，氣體經(jīng)一系列化學(xué)到預(yù)定的溫度，然后通入適量的反應(yīng)氣體，氣體經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)和等離子體反應(yīng)，在樣品表面形成固態(tài)薄膜。反應(yīng)和等離子體反應(yīng)，在樣品表面形成固態(tài)薄膜。lPECVD的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：PECVD的一個(gè)基本特征是實(shí)現(xiàn)了薄膜沉積工藝的一個(gè)基本特征是實(shí)現(xiàn)了薄膜沉積工藝的低溫化（的低溫化（4MHz）沉積的氮化硅薄

41、膜具有）沉積的氮化硅薄膜具有更好的鈍化效果和穩(wěn)定性。更好的鈍化效果和穩(wěn)定性。4.射頻射頻功功率：增加率：增加RF功率通常會(huì)改善功率通常會(huì)改善SiN膜的質(zhì)量。但是，功率膜的質(zhì)量。但是，功率密度不宜過大，超過密度不宜過大，超過1W/cm2時(shí)器件會(huì)造成嚴(yán)重的射頻損傷。時(shí)器件會(huì)造成嚴(yán)重的射頻損傷。5.反應(yīng)氣體濃度：反應(yīng)氣體濃度：SiH4的百分比濃度及的百分比濃度及SiH4/NH3流量比，對(duì)沉流量比，對(duì)沉積速率、氮化硅膜的組分及物化性質(zhì)均有重大影響積速率、氮化硅膜的組分及物化性質(zhì)均有重大影響6.極間板距：間距太大，影響淀積速度，氣相顆粒增多，嚴(yán)重影極間板距：間距太大，影響淀積速度，氣相顆粒增多，嚴(yán)重影響

42、成膜質(zhì)量響成膜質(zhì)量; 間距太小，從間距太小，從Show head出來的強(qiáng)氣流直接噴出來的強(qiáng)氣流直接噴到玻璃基板上，離子來不及淀積就被強(qiáng)氣流帶走，降低了成膜到玻璃基板上，離子來不及淀積就被強(qiáng)氣流帶走，降低了成膜速率速率: 間距太小，離子轟擊增加，在一定程度上破壞了生長(zhǎng)間距太小，離子轟擊增加，在一定程度上破壞了生長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的完整性，薄膜質(zhì)量下降網(wǎng)絡(luò)的完整性，薄膜質(zhì)量下降PECVD異常處理異常處理故障表現(xiàn)故障表現(xiàn)診診 斷斷措措 施施整體鍍膜顏色不符合要求氮化硅層厚度偏離正常范圍調(diào)整帶速至顏色符合要求，偏紫增加帶速，偏藍(lán)降低帶速。石墨托盤兩邊和中間鍍膜顏色有差異兩邊和中間沉積速率不同調(diào)節(jié)兩邊微波峰值功率或

43、Ton, Toff使鍍膜均勻。部分氣孔堵塞用N2吹掃15-30分鐘，嚴(yán)重的要打開腔室手工通孔，并每半年更換一次gas shower鍍膜顏色不穩(wěn)定微波反射功率異常，或微波有泄漏停止工藝，重新安裝微波天線或更換石英管。沉壓后顏色異常折射率不在范圍內(nèi)調(diào)整NH3和SiH4流量比例使折射率達(dá)到要求。壓強(qiáng)達(dá)不到工藝要求腔體有漏氣重新開腔擦拭密封圈或更換密封圈、更換或重裝石英管或其管口密封圈，嚴(yán)重時(shí)用氦檢儀做漏氣點(diǎn)檢查并排除異常。膜層顏色黯淡無光澤反應(yīng)腔室漏氣或氣壓偏高通知設(shè)備人員檢修。SiH4流量過高降低SiH4流量，但要保證折射率正常。腔體內(nèi)有硅片碎片載板掛鉤變形或傳動(dòng)軸異常有掛鉤變形的載板要及時(shí)更換，

44、傳動(dòng)軸擦拭或有異常請(qǐng)?jiān)O(shè)備檢修。Cart 卡在腔體內(nèi)傳感器或傳動(dòng)軸異常請(qǐng)?jiān)O(shè)備檢修。CART某部位突然出現(xiàn)片子偏薄，位置固定加熱腔體內(nèi)有碎片清掃維護(hù)時(shí)，拿除腔體加熱器上的碎片，偏薄現(xiàn)象就會(huì)消失。 絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝l在硅太陽能電池生產(chǎn)的工序中，可以看出絲網(wǎng)印刷是生產(chǎn)太陽能在硅太陽能電池生產(chǎn)的工序中，可以看出絲網(wǎng)印刷是生產(chǎn)太陽能電池的重要工序，其印刷質(zhì)量影響電池片的技術(shù)指標(biāo)。電池的重要工序，其印刷質(zhì)量影響電池片的技術(shù)指標(biāo)。 l工藝目的：在太陽能電池的兩面制金屬電極，正面收集電子工藝目的：在太陽能電池的兩面制金屬電極，正面收集電子 ，背面電極利于焊接以及組件的制成。背面電極利于焊接以及組件的制成

45、。l工藝原理：基本原理：利用網(wǎng)版圖文部分網(wǎng)孔透墨，非圖文部分工藝原理：基本原理：利用網(wǎng)版圖文部分網(wǎng)孔透墨，非圖文部分網(wǎng)孔不透墨的基本原理進(jìn)行印刷。印刷時(shí)在網(wǎng)版上加入漿料，刮網(wǎng)孔不透墨的基本原理進(jìn)行印刷。印刷時(shí)在網(wǎng)版上加入漿料，刮膠對(duì)網(wǎng)版施加一定壓力，同時(shí)朝網(wǎng)版另一端移動(dòng)。漿料在移動(dòng)中膠對(duì)網(wǎng)版施加一定壓力，同時(shí)朝網(wǎng)版另一端移動(dòng)。漿料在移動(dòng)中從網(wǎng)孔中擠壓到承印物上，由于粘性作用而固著在一定范圍之內(nèi)從網(wǎng)孔中擠壓到承印物上，由于粘性作用而固著在一定范圍之內(nèi)。由于網(wǎng)版與承印物之間保持一定的間隙，網(wǎng)版通過自身的張力。由于網(wǎng)版與承印物之間保持一定的間隙，網(wǎng)版通過自身的張力產(chǎn)生對(duì)刮膠的回彈力，使網(wǎng)版與承印物只

46、呈移動(dòng)式線接觸，而其產(chǎn)生對(duì)刮膠的回彈力，使網(wǎng)版與承印物只呈移動(dòng)式線接觸，而其它部分與承印物為脫離狀態(tài)，漿料與絲網(wǎng)發(fā)生斷裂運(yùn)動(dòng)，保證了它部分與承印物為脫離狀態(tài)，漿料與絲網(wǎng)發(fā)生斷裂運(yùn)動(dòng)，保證了印刷尺寸精度。刮膠刮過整個(gè)版面后抬起，同時(shí)網(wǎng)版也抬起，并印刷尺寸精度。刮膠刮過整個(gè)版面后抬起，同時(shí)網(wǎng)版也抬起，并通過回墨刀將漿料輕刮回初始位置，完成一個(gè)印刷行程。通過回墨刀將漿料輕刮回初始位置，完成一個(gè)印刷行程。絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝 絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝l背面電極印刷（正極）：為最終電池片提供物理上的正電極。漿背面電極印刷（正極）：為最終電池片提供物理上的正電極。漿料：料：Ag/Al漿漿 在電池片的正

47、極面（在電池片的正極面（p區(qū)）用銀漿料印刷兩條電極區(qū)）用銀漿料印刷兩條電極導(dǎo)線（寬約導(dǎo)線（寬約34mm）作為電池片的電極）作為電池片的電極l作用：（作用：（1）與硅片表面和背場(chǎng)鋁形成良好的歐姆接觸）與硅片表面和背場(chǎng)鋁形成良好的歐姆接觸,形成較低形成較低的接觸電阻；（的接觸電阻；（2）良好的可焊性，與鍍錫帶形成良好的接觸，）良好的可焊性，與鍍錫帶形成良好的接觸，對(duì)外輸出電流對(duì)外輸出電流 。l何為歐姆接觸？所謂歐姆接觸，是指金屬與半導(dǎo)體的接觸，而其何為歐姆接觸？所謂歐姆接觸，是指金屬與半導(dǎo)體的接觸，而其接觸面的電阻遠(yuǎn)小于半導(dǎo)體本身的電阻，使得組件操作時(shí)，大部接觸面的電阻遠(yuǎn)小于半導(dǎo)體本身的電阻，使得

48、組件操作時(shí)，大部分的電壓降在活動(dòng)區(qū)（分的電壓降在活動(dòng)區(qū)（Active region)而不在接觸面而不在接觸面絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝l背電場(chǎng)印刷：重新參雜，去電池片背面背電場(chǎng)印刷：重新參雜，去電池片背面PN結(jié)，減少載流子復(fù)結(jié)，減少載流子復(fù)合，增大開壓合，增大開壓l其作用：（其作用：（1）收集背部載流子，）收集背部載流子， 傳送到背電極傳送到背電極 （2）形成）形成BSF，在硅，在硅 片背面形成片背面形成p+層可以減少金屬層可以減少金屬 與硅交界處的少子復(fù)合，從而與硅交界處的少子復(fù)合，從而 提高開路電壓和增加短路電流。提高開路電壓和增加短路電流。絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝l正面銀印刷：在電池片的正

49、面（噴涂減反射膜的面）同時(shí)用銀漿正面銀印刷：在電池片的正面（噴涂減反射膜的面）同時(shí)用銀漿料印刷一排間隔均勻的柵線和兩條電極，在工藝上要求柵線間距料印刷一排間隔均勻的柵線和兩條電極，在工藝上要求柵線間距約約3mm、寬度約、寬度約O.100.12mm：l作用：作用：1）收集載流子，對(duì)外輸出）收集載流子，對(duì)外輸出 光生電流；光生電流； （2）減少遮光面積，最大面）減少遮光面積，最大面 積實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換積實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換 絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝l印刷方案：印刷方案：l方案方案1 缺點(diǎn)：焊條為長(zhǎng)條狀，浪費(fèi)了缺點(diǎn)：焊條為長(zhǎng)條狀，浪費(fèi)了Ag/Al漿漿 優(yōu)點(diǎn)：一旦出現(xiàn)碎片后，可以順利的劃成碎片優(yōu)點(diǎn)：一旦出現(xiàn)碎片后

50、，可以順利的劃成碎片l方案方案2 優(yōu)點(diǎn)：可以大大節(jié)省優(yōu)點(diǎn)：可以大大節(jié)省Ag/Al漿，降低成本漿，降低成本 缺點(diǎn)：一旦出現(xiàn)碎片后，斷成小片，利用率大大降低缺點(diǎn)：一旦出現(xiàn)碎片后，斷成小片，利用率大大降低l方案方案3： 優(yōu)點(diǎn)：與鋁背場(chǎng)形成良好的歐姆接觸，鋁漿料和銀漿料有細(xì)柵優(yōu)點(diǎn)：與鋁背場(chǎng)形成良好的歐姆接觸，鋁漿料和銀漿料有細(xì)柵線線 的重疊部分，這樣可以提高效率和填充因子。的重疊部分，這樣可以提高效率和填充因子。l總結(jié)：盡量減少鋁漿與銀鋁漿的重疊部分，在顯微鏡下觀察兩者總結(jié)：盡量減少鋁漿與銀鋁漿的重疊部分，在顯微鏡下觀察兩者重疊部分嚴(yán)重黑，即大量的有機(jī)溶劑沒有充分揮發(fā)，這樣就嚴(yán)重重疊部分嚴(yán)重黑，即大量

51、的有機(jī)溶劑沒有充分揮發(fā)，這樣就嚴(yán)重影響電池效率和填充因子。影響電池效率和填充因子。絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝l各個(gè)工序參數(shù)：各個(gè)工序參數(shù)： 背面電極的印刷參數(shù)背面電極的印刷參數(shù)印刷速度印刷速度250返料速度返料速度400絲網(wǎng)間距絲網(wǎng)間距-1300刮板壓力刮板壓力80-85脫離速度脫離速度35刮板高度刮板高度-1200烘箱溫區(qū)烘箱溫區(qū)1234全程時(shí)間全程時(shí)間溫度溫度1001201401608印刷速度印刷速度180返料速度返料速度400絲網(wǎng)間距絲網(wǎng)間距-1400刮板壓力刮板壓力80-85脫離速度脫離速度10刮板高度刮板高度-1300 印刷速度印刷速度250返料速度返料速度400絲網(wǎng)間距絲網(wǎng)間距-13

52、00刮板壓力刮板壓力65-85脫離速度脫離速度35刮板高度刮板高度-1200烘箱溫區(qū)烘箱溫區(qū)1234全程時(shí)間全程時(shí)間溫度溫度1001201501708背面電場(chǎng)的印刷參數(shù)背面電場(chǎng)的印刷參數(shù)正面電極的印刷參數(shù)正面電極的印刷參數(shù)絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝l絲網(wǎng)印刷工藝原理圖：絲網(wǎng)印刷工藝原理圖：絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝l工藝中所用材質(zhì)：工藝中所用材質(zhì)： 漿料：漿料是由功能組份、粘結(jié)組份和有機(jī)載體組成的一種流漿料：漿料是由功能組份、粘結(jié)組份和有機(jī)載體組成的一種流體，漿料有導(dǎo)體漿料、電阻漿料、介質(zhì)漿料和包封漿料等。在背體，漿料有導(dǎo)體漿料、電阻漿料、介質(zhì)漿料和包封漿料等。在背銀，背鋁及正銀工序中所用漿料為導(dǎo)

53、體漿料。在導(dǎo)體漿料中，功銀，背鋁及正銀工序中所用漿料為導(dǎo)體漿料。在導(dǎo)體漿料中，功能組份一般為貴金屬或貴金屬的混合物。載體是聚合物在有機(jī)溶能組份一般為貴金屬或貴金屬的混合物。載體是聚合物在有機(jī)溶劑中的溶液。功能組份決定了成膜后的電性能和機(jī)械性能。載體劑中的溶液。功能組份決定了成膜后的電性能和機(jī)械性能。載體決定了厚膜的工藝特性，是印刷膜和干燥膜的臨時(shí)粘結(jié)劑。功能決定了厚膜的工藝特性，是印刷膜和干燥膜的臨時(shí)粘結(jié)劑。功能組份和粘結(jié)組份一般為粉末狀，在載體中進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬头稚⒑蠼M份和粘結(jié)組份一般為粉末狀，在載體中進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬头稚⒑笮纬筛酄畹暮衲{料。燒結(jié)后的厚膜導(dǎo)體是由金屬與粘結(jié)組份組形成膏狀的厚膜漿

54、料。燒結(jié)后的厚膜導(dǎo)體是由金屬與粘結(jié)組份組成。成。 漿料的技術(shù)性能指標(biāo)是指漿料中功能成分，經(jīng)過烘干和燒結(jié)后與漿料的技術(shù)性能指標(biāo)是指漿料中功能成分，經(jīng)過烘干和燒結(jié)后與電池片的歐姆特性，其影響電池片的電性能指標(biāo)如開路電壓，短電池片的歐姆特性，其影響電池片的電性能指標(biāo)如開路電壓，短路電流，并聯(lián)電阻，串聯(lián)電阻，轉(zhuǎn)換率等技術(shù)指標(biāo)路電流，并聯(lián)電阻，串聯(lián)電阻，轉(zhuǎn)換率等技術(shù)指標(biāo)絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝l影響因素：影響因素：1.印刷壓力：在印刷過程中刮膠要對(duì)絲網(wǎng)保持一定的壓力，且這印刷壓力：在印刷過程中刮膠要對(duì)絲網(wǎng)保持一定的壓力，且這個(gè)力必須是適當(dāng)?shù)?。印刷壓力過大，易使網(wǎng)版、刮膠使用壽命個(gè)力必須是適當(dāng)?shù)?。印刷壓?/p>

55、過大，易使網(wǎng)版、刮膠使用壽命降低，使絲網(wǎng)變形，導(dǎo)致印刷圖形失真。印刷壓力過小，易使降低，使絲網(wǎng)變形，導(dǎo)致印刷圖形失真。印刷壓力過小，易使?jié){料殘留在網(wǎng)孔中，造成虛印和粘網(wǎng)。在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)加大印漿料殘留在網(wǎng)孔中，造成虛印和粘網(wǎng)。在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)加大印刷壓力，透墨量會(huì)減小（漿料濕重減?。瑬啪€高度下降，寬刷壓力，透墨量會(huì)減?。{料濕重減?。?，柵線高度下降，寬度上升度上升2.印刷速度：印刷速度的設(shè)定必須兼顧產(chǎn)量和印刷質(zhì)量。對(duì)印刷印刷速度：印刷速度的設(shè)定必須兼顧產(chǎn)量和印刷質(zhì)量。對(duì)印刷質(zhì)量而言，印刷速度過快，漿料進(jìn)入網(wǎng)孔的時(shí)間就短，對(duì)網(wǎng)孔質(zhì)量而言，印刷速度過快，漿料進(jìn)入網(wǎng)孔的時(shí)間就短，對(duì)網(wǎng)孔的填充性變差，印

56、刷出的柵線平整性受損，易產(chǎn)生葫蘆狀柵線的填充性變差，印刷出的柵線平整性受損，易產(chǎn)生葫蘆狀柵線。印刷速度上升，柵線線高上升，線寬下降。印刷速度變慢，。印刷速度上升，柵線線高上升，線寬下降。印刷速度變慢，下墨量增加，濕重上升下墨量增加，濕重上升 絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝3.絲網(wǎng)間隙：絲網(wǎng)間隙與濕重幾乎呈比例上升，之后絲網(wǎng)間隙加絲網(wǎng)間隙：絲網(wǎng)間隙與濕重幾乎呈比例上升，之后絲網(wǎng)間隙加大，濕重降低，最后突然變?yōu)榱恪＝z網(wǎng)間隙加大，下墨量多，大，濕重降低，最后突然變?yōu)榱?。絲網(wǎng)間隙加大，下墨量多，濕重增大。絲網(wǎng)間隙過大，易使印刷圖形失真；過小，容易粘濕重增大。絲網(wǎng)間隙過大，易使印刷圖形失真；過小，容易粘網(wǎng)。網(wǎng)

57、。4.刮膠角度：刮膠角度的調(diào)節(jié)范圍為刮膠角度：刮膠角度的調(diào)節(jié)范圍為45-75度。實(shí)際的刮膠角度度。實(shí)際的刮膠角度與漿料有關(guān)，漿料黏度越高，流動(dòng)性越差，需要刮膠對(duì)漿料向與漿料有關(guān)，漿料黏度越高，流動(dòng)性越差，需要刮膠對(duì)漿料向下的壓力越大，刮膠角度接就越小。在可調(diào)范圍內(nèi)，減小刮膠下的壓力越大，刮膠角度接就越小。在可調(diào)范圍內(nèi)，減小刮膠角度，下墨量增加，濕重加大。刮膠刃口鈍，下墨量多，線寬角度，下墨量增加，濕重加大。刮膠刃口鈍，下墨量多，線寬大。大。5.印刷黏度：漿料的黏度與流動(dòng)性呈反比，黏度越低，流動(dòng)性越印刷黏度：漿料的黏度與流動(dòng)性呈反比，黏度越低，流動(dòng)性越大，可在一定程度保證印刷的質(zhì)量。漿料黏度過大

58、，透墨性差大，可在一定程度保證印刷的質(zhì)量。漿料黏度過大，透墨性差，印刷時(shí)易產(chǎn)生桔皮、小孔。漿料黏度過小，印刷的圖形易擴(kuò)，印刷時(shí)易產(chǎn)生桔皮、小孔。漿料黏度過小，印刷的圖形易擴(kuò)大（柵線膨脹），產(chǎn)生氣泡、毛邊。大（柵線膨脹），產(chǎn)生氣泡、毛邊。絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝6.紗厚、膜厚的影響：一般情況下，絲網(wǎng)目數(shù)越低，線徑越粗，紗厚、膜厚的影響：一般情況下，絲網(wǎng)目數(shù)越低，線徑越粗，印刷后的漿料層越高，因此絲網(wǎng)目數(shù)較高時(shí)，印刷后漿料層就印刷后的漿料層越高，因此絲網(wǎng)目數(shù)較高時(shí)，印刷后漿料層就低一些。對(duì)于同目數(shù)的絲網(wǎng)，紗厚越厚，透墨量越少。在一定低一些。對(duì)于同目數(shù)的絲網(wǎng)，紗厚越厚，透墨量越少。在一定范圍內(nèi)，感光

59、膠膜越厚，下墨量越大，印刷的柵線越高。但膜范圍內(nèi)，感光膠膜越厚，下墨量越大，印刷的柵線越高。但膜厚增大，易造成感光膠脫落。厚增大，易造成感光膠脫落。7.印刷臺(tái)面的水平度：印刷時(shí)電池片被吸附于印刷臺(tái)面，若臺(tái)面印刷臺(tái)面的水平度：印刷時(shí)電池片被吸附于印刷臺(tái)面，若臺(tái)面不平，電池片在負(fù)壓下易破裂。一般電池片水平度應(yīng)小于不平，電池片在負(fù)壓下易破裂。一般電池片水平度應(yīng)小于0.02mm。印刷臺(tái)面與網(wǎng)版的平行度：決定了印刷漿料的一致。印刷臺(tái)面與網(wǎng)版的平行度：決定了印刷漿料的一致性。一般二者平行度應(yīng)小于性。一般二者平行度應(yīng)小于0.04mm。印刷臺(tái)的重復(fù)定位精度。印刷臺(tái)的重復(fù)定位精度：太陽能電池片印刷臺(tái)的重復(fù)定位精

60、度需達(dá)到：太陽能電池片印刷臺(tái)的重復(fù)定位精度需達(dá)到0.01mm。絲網(wǎng)印刷工藝絲網(wǎng)印刷工藝l異常處理：異常處理：鋁鋁珠珠印刷過厚印刷過厚降低印刷厚度，調(diào)整印刷參數(shù)提高印刷壓力、減小絲網(wǎng)間降低印刷厚度，調(diào)整印刷參數(shù)提高印刷壓力、減小絲網(wǎng)間距距絨面過大絨面過大提醒制絨工序改善提醒制絨工序改善漿料不匹配漿料不匹配更換其他型號(hào)漿料更換其他型號(hào)漿料鋁鋁皰皰印刷厚度偏薄印刷厚度偏薄增大印刷厚度，調(diào)整印刷參數(shù)降低印刷壓力、增大絲網(wǎng)間增大印刷厚度，調(diào)整印刷參數(shù)降低印刷壓力、增大絲網(wǎng)間距距印刷不均印刷不均勻勻網(wǎng)版破損網(wǎng)版破損更換網(wǎng)版更換網(wǎng)版刮膠磨損刮膠磨損更換刮膠更換刮膠刮膠安裝不良刮膠安裝不良重新安裝刮膠重新安裝