單晶硅電池工藝流程課件

1、單晶硅電池工藝流程 -someone of HNU整理絨面的制備 硅可與氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿的溶液起作用，生成硅酸鹽并放出氫氣，化學(xué)反應(yīng)為：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 對于硅而言，如選擇合適的腐蝕液和腐蝕溫度，(100)面可比(111)面腐蝕速度大數(shù)十倍以上。因此，(100)硅片的各向異性腐蝕最終導(dǎo)致在表面產(chǎn)生許多密布的表面為(111)面的四面方錐體，由于腐蝕過程的隨機性，方錐體的大小不等，以控制在36m為宜。 絨面的制備 硅的各向異性腐蝕液通常用熱的堿性溶液，商品化電池的生產(chǎn)中，通常使用廉價的氫氧化鈉稀溶液（濃度為12%）來制備 絨 面 硅 ， 腐 蝕 溫 度 為80

2、C左右，為了獲得均勻的絨面，還應(yīng)在溶液中添加醇類（如無水乙醇或異丙醇等）作為絡(luò)合劑，加快硅的腐蝕。 絨面的制備 堿腐蝕的硅片表面雖然沒有酸腐蝕光亮平整，但制成的電池性能完全相同，目前，國內(nèi)外在硅太陽電池生產(chǎn)中的應(yīng)用表明，堿腐蝕液由于成本較低，對環(huán)境污染較小，是較理想的硅表面腐蝕液，另外堿腐蝕還可以用于硅片的減薄技術(shù)，制造薄型硅太陽電池。 化學(xué)清洗 這是相當重要的一步工序。因為下面緊接著就要進行擴散工序了，如果表面清洗不徹底的話，表面雜質(zhì)在擴散的高溫下就有可能也擴散入硅片中引起該太陽電池片性能參數(shù)的下降、甚至報廢。所以，在實際生產(chǎn)中要充分重視這一環(huán)節(jié)，生產(chǎn)線上要保持干凈、整潔，工作人員不能隨意用

3、手拿捏硅片。 化學(xué)清洗 硅片化學(xué)清洗的主要步驟：用干凈的水（去離子水）將硅片沖洗45遍；將硅片放入由水、鹽酸、過氧化鈉組成的混合液中，加熱至沸騰，然后將其冷卻，將上面的過程重復(fù)三至四遍；把硅片從混合液中取出來，再用去離子水將硅片上殘存的混合液沖洗干凈；將硅片放入10%左右的HF溶液中浸泡約兩分鐘，除去硅片表面的天然氧化層；把硅片從HF溶液中取出來，用去離子水將硅片表面殘存的氫氟酸液沖洗干凈，再把硅片浸入無水酒精中脫水；1.將清洗完的硅片烘干。 擴散制結(jié) 制結(jié)過程是在一塊基體材料上生成導(dǎo)電類型不同的擴散層，它和制結(jié)前的表面處理均是電池制造過程中的關(guān)鍵工序。制結(jié)方法有熱擴散，離子注入，外延，激光及

4、高頻電注入法等。 對擴散的要求是獲得適合于太陽電池p-n結(jié)需要的結(jié)深和擴散層方塊電阻，淺結(jié)死層小，電池短波響應(yīng)好等，實際電池制作中，考慮到各個因素，太陽電池的結(jié)深一般控制在0.30.5m，方塊電阻均2070/，硅太陽電池所用的主要熱擴散方法有涂布源擴散，液態(tài)源擴散，固態(tài)源擴散等。 三氯氧磷液態(tài)源擴散 POCl3在高溫下（600）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反應(yīng)式如下： 生成的P2O5在擴散溫度下與硅反應(yīng)，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反應(yīng)式如下：5253OP3PCl5POClC6004P5SiO5SiO2P252三氯氧磷液態(tài)源擴散 由上面反應(yīng)式可以看出，POC

5、l3熱分解時，如果沒有外來的氧（O2）參與其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且對硅有腐蝕作用，破壞硅片的表面狀態(tài)。但在有外來O2存在的情況下，PCl5會進一步分解成P2O5并放出氯氣（Cl2）其反應(yīng)式如下： 生成的P2O5又進一步與硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可見，在磷擴散時，為了促使POCl3充分的分解和避免PCl5對硅片表面的腐蝕作用，必須在通氮氣的同時通入一定流量的氧氣 。2522510ClO2P5O4PCl2過量O各種擴散方法的比較擴散方法 比 較 簡單涂布 源擴散 設(shè)備簡單，操作方便。工藝要求較低，比較成熟。散硅片中表面狀態(tài)欠佳，-結(jié)面不太平整，對于大面積硅片薄層

6、電阻值相差較大。 二氧化硅乳 源涂布擴散 設(shè)備簡單，操作方便，擴散硅片表面狀態(tài)良好，-結(jié)平整。均勻性，重復(fù)性較好。改進涂布設(shè)備?？梢赃m用自動化，流水線生產(chǎn)。 液態(tài)源 擴散 設(shè)備和操作比較復(fù)雜。擴散硅片表面狀態(tài)好，-結(jié)面平整，均勻性，重復(fù)性較好，工藝成熟。 氮化硼固 態(tài)源擴散 設(shè)備簡單，操作方便，擴散硅片表面狀態(tài)好，-結(jié)面平整，均勻性，重復(fù)性比液態(tài)源擴散好，適合于大批量生產(chǎn)。去磷硅玻璃 磷硅玻璃的折射率比Si3N4折射率小，如果磷硅玻璃較厚會降低減反射效果； 磷硅玻璃的厚度在擴散中的工藝控制比較難，工藝窗口太小，厚度的變化較大，很不穩(wěn)定，所以在生產(chǎn)過程中將其去除，以穩(wěn)定生產(chǎn)； 磷硅玻璃易受潮，導(dǎo)

7、致電池效率衰減； 影響燒結(jié)后電池的串聯(lián)電阻 。去磷硅玻璃 HF腐蝕 等離子刻蝕去邊 擴散過程中，在硅片的周邊表面也形成了擴散層。周邊擴散層使電池的上下電極形成短路環(huán)，必須將它除去。周邊上存在任何微小的局部短路都會使電池并聯(lián)電阻下降，以至成為廢品。 去邊的方法有腐蝕法，即將硅片兩面掩好。在硝酸、氫氟酸組成的腐蝕液中腐蝕30秒鐘左右。擠壓法是用大小與硅片相同，略帶彈性的耐酸橡膠或塑料，與硅片相間整齊隔開，施加一定壓力后，阻止腐蝕液滲入縫隙取得掩蔽。 去除背結(jié) 去除背結(jié)常用下面三種方法，化學(xué)腐蝕法，磨沙法和蒸鋁燒結(jié)，絲網(wǎng)印刷鋁燒結(jié)法。前兩種去除背結(jié)的方法。對于n+/n和p+/n型電池都適用，蒸鋁或絲

8、網(wǎng)印刷鋁漿燒結(jié)法僅適用于n+/p型太陽電池制作工藝。 燒結(jié)合金示意圖 制備減反射膜 真空鍍SiO 類金剛石膜 濺射法Ta2O5 IT膜 Nb2O5 SiO2 TiO2 印刷法TiOTa2O5 噴涂法Ti(OC2H5)4 鈦酸乙酰 PECVD Si3N4 減反膜的制備方法： PECVD法以硅烷和氨或聯(lián)氨作為反應(yīng)氣體，利用氣體放電時產(chǎn)生的高溫使反應(yīng)氣體分解，然后通過化學(xué)反應(yīng)而淀積在襯底上。其基本反應(yīng)式為：3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2 絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)絲網(wǎng)印刷原理：控制流體的運動 印刷前，絲網(wǎng)上的漿料因粘度較大不會自行流動而漏過絲網(wǎng)。 印刷時，刮板把漿料壓入網(wǎng)孔，在刮板及絲網(wǎng)的作用下，漿料受到很大的切應(yīng)力而粘度迅速下降才能流過網(wǎng)孔，從而與基板接觸，在絲網(wǎng)回彈過程中附著到基