單晶硅電池生產(chǎn)工藝教材

電池工藝流程1化學(xué)清洗⑴原片分揀⑵去損傷層⑶制作絨面⑷鹽酸清洗2擴散刻蝕⑴擴散制結(jié)⑵刻蝕去邊⑶去PSG層3制減反膜PECVD設(shè)備4印刷電極5燒結(jié)

6分選⑴印刷正極⑵印刷背場

⑶印刷負(fù)極把正負(fù)極和硅片燒在一起以便導(dǎo)電APCVD設(shè)備或手工噴涂⑷印刷視頻

清洗工藝1原片分揀（1）根據(jù)電阻率把電池分類。硅片常見電阻率分類0.5-6Ω·㎝，0.5-3Ω·㎝

，3-6Ω·㎝。

（2）把藏片，厚片，薄片，缺損片，厚度不均勻片取出2去損傷層：Si+2NaOH（30%）+H2O→Na2SiO3+2H2↑，原叫減薄（原來硅片太厚，>300μm,目前180±20μm

）。思考：為什么硅片厚度會由300降低到180？3制絨Si+2NaOH(0.8%-1.3%)+H2O→Na2SiO3+2H2↑，溶液中加有酒精或異丙醇，增加各向異性引子，加速形成金字塔。85℃左右，時間10-50分鐘4鹽酸洗（V濃鹽酸：V水=1:6）或鹽酸（37%）雙氧水（30%）混合洗（II號清洗液）（V濃鹽酸：V雙氧水：V水=1：1：6）85℃左右，清洗5-20分鐘。鹽酸具有酸和絡(luò)合劑的雙重作用，氯離子能與Pt2+、Ag+、Cd2+、Hg2+等金屬離子形成可溶于水的絡(luò)合物。5HF洗（VHF:V水=1：10），室溫,5-10分鐘。有些廠家不用。返回首頁兩張多晶硅絨面顯微照片擴散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)式如下如果氧氣充足，PCl5能和氧繼續(xù)反應(yīng)生成Cl2和P2O5。為了避免產(chǎn)生PCl5，應(yīng)通入適量氧氣。等離子刻蝕硅擴散后硅片表面有磷硅玻璃產(chǎn)生。SiO2混合P和P2O5。用HF清洗掉表面的磷硅玻璃。HF和水體積比1:10偏磷酸P2O5+H2O-------2HPO3H3PO4-------HPO3+H2O返回首頁鈦酸丁酯（Ti(OC2H5)4）無色至淺黃色液體。在-55℃時為玻璃狀固體，置空氣中易固化成透明細(xì)片。遇水分解。形成TiO2膜層的主要物質(zhì)。顏色厚度（埃）顏色厚度（埃）顏色厚度（埃）硅本色0-200很淡藍(lán)色1000-1100藍(lán)色2100-2300褐色200-400硅本色1100-1200藍(lán)綠色2300-2500黃褐色400-500淡黃色1200-1300淺綠色2500-2800紅色550-730黃色1300-1500橙黃色2800-3000深藍(lán)色730-770橙黃色1500-1800紅色3000-3300藍(lán)色770-990紅色1800-1900淡藍(lán)色930-1000深紅色1900-2100氮化硅膜的顏色與厚度的對比表返回首頁返回首頁紅外加熱燈管鹵鎢燈縱向溫度分布曲線橫向溫度的穩(wěn)定性連續(xù)和非連續(xù)放片返回首頁溫區(qū)1溫區(qū)2溫區(qū)3溫區(qū)4溫區(qū)5溫區(qū)6溫區(qū)7150℃200℃300℃400℃560℃640℃875℃一個燒結(jié)爐的溫區(qū)溫度

分選測試光源：氙燈。模擬太陽光。AM1.51000W/m2分檔方法：1按轉(zhuǎn)換效率(功率)分檔2按最大功率點電流分檔后者更好些。測試參數(shù)：Voc開路電壓Isc短路電流FF填充因子Pm最大功率Ipm最大功率處電流Vpm最大功率處電壓

Rs串聯(lián)電阻

Rsh并聯(lián)電阻返回首頁電池生產(chǎn)線輔助儀器設(shè)備一覽表儀器名稱用途產(chǎn)地或銷售商型號價格（萬元RMB）備注少子壽命儀測試少子壽命匈牙利Semilabwt－2000121.6wt－1000b34.2wt－100024.7美國SintonConsultingWct-12018.2$23350+$600(運費)（此為到岸價）硅片分揀儀按某參數(shù)給硅片分類上海星納電子科技MS20322橢偏儀測試減反膜厚度折射率臺灣致東光電D824還有其他型號德國SentechSe40040積分式反射儀測試表面反射率臺灣致東光電20.8金相顯微鏡觀察硅表面金字塔南京江南永新公司待定1待定好的顯微鏡燒結(jié)溫度測試監(jiān)測燒結(jié)爐溫度英國datapaqDatapaq90007.6Corescan測試燒結(jié)后歐姆接觸北京華通特瑞光電科技55.212350，714歐元塵埃離子計數(shù)器測試車間塵埃粒子蘇州三興凈化公司clj－10.9高精度電子秤測試漿料用量德國賽多利斯或其他公司待定0.25一般電子秤測試化學(xué)藥品重量待定0.1方塊電阻測試儀測試擴散方塊電阻蘇州電訊儀器廠Sx19341.43×3電導(dǎo)率儀監(jiān)測純水電導(dǎo)率上海雷磁儀器廠待定0.25萬用表測試刻蝕后邊緣電阻隨意待定0.015以上輔助設(shè)備最高價合計247.905萬，最低價合計135.605萬2.3去磷硅玻璃3制減反膜4.1背電極印刷4.2背場印刷4.3正面電極印刷5燒結(jié)

清洗前檢測(據(jù)厚度、電阻率等分揀，分揀儀器)刻蝕結(jié)果檢測(萬用表)減反膜檢測(橢偏儀)2.2刻蝕機×3清洗結(jié)果檢測(反射儀,顯微鏡)水質(zhì)監(jiān)測(電導(dǎo)率儀)化學(xué)品稱量(一般電子秤)1清洗機一套2.1擴散爐×2擴散結(jié)果檢測(方塊電阻測試儀)環(huán)境監(jiān)測(塵埃粒子計數(shù)器)6分選爐溫測試儀歐姆接觸測試儀電池生產(chǎn)線所需設(shè)備漿料用量稱量(高精度電子秤)4印刷＋液氮和液氧儲罐＋CF4儲罐＋硅烷氨氣儲罐+硅烷燃燒塔凈化隔離工程返回首頁1車間環(huán)境要求擴散要求最高，10000級，即每立方英尺中粒徑≧0.5微米的粒子不超過10000個。（美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209E，國際標(biāo)準(zhǔn)為ISO14644）。建議把車間所有工序凈化等級設(shè)置為10000級。2地區(qū)大氣環(huán)境（1）塵埃粒子與凈化成本；空氣循環(huán)送風(fēng)。（2）鈉離子對半導(dǎo)體器件的危害洛杉磯每立方大氣中1013鈉離子。直徑0.1微米的NaCl粒子，潮解后會擴展為直徑50微米的圓面積，相當(dāng)于64k存儲器一半的面積。鈉等金屬離子在硅材料中是有效的復(fù)合中心，它們會降低電池的電性能。鈉離子的可移動性會降低組件的壽命，是組件衰減過快。

潔凈室級別

適用的工序100級光刻100-1000級制版中精縮、顯影10000級芯片工藝中的氧化、擴散、金屬化、清洗10000-100000級中測、劃片100000級組裝、壓焊100000級以下封裝以后的各工序操作人員（不同的工作服）不同行動發(fā)塵量參考量0.5微米以上（個/分，人）普通工作服防塵服白衣型全套型起立3390001130005580坐下302001120007420手腕上下動298000029800018600上體前屈224000053800024200腕自由運動224000029800020600頭部上下左右運動63100015100011000上體扭動85000026600014900屈身312000060500037400腳動280000086100044600步行2920000101000056000保持半導(dǎo)體車間潔凈度的有效措施

按重要性和可行性從高到底依次排列：

1車間人員全部穿無塵服。

2所有車間設(shè)計為10000級的凈化;保持?jǐn)U散燒結(jié)壓強最大，其氣體流向其他車間。

3各工序之間的隔離，尤其保護擴散?？赏ㄟ^小窗傳遞硅片。

4人員少走動，少串崗，尤其禁止閑雜人員進入擴散。

5進入車間前不要吸煙（人吸煙后產(chǎn)生的粒子數(shù)目為非吸煙者的90倍，30分鐘后

降低為15倍）。

6刷鞋器。

7黏著性地板墊。

8風(fēng)淋。

為延長高效過濾器的壽命，車間高度要按照設(shè)備高度適當(dāng)建設(shè)。車間濕度和溫度

太陽能電池車間對濕度和溫度沒有特別嚴(yán)格的要求。

1.只要車間是干凈的，在日常的濕度條件下，尚未發(fā)現(xiàn)濕度對生產(chǎn)的影響。前提是車間沒有對濕度有要求的工藝。

有些設(shè)備對濕度有要求，但是超過此要求并為發(fā)現(xiàn)工藝有異?，F(xiàn)象。可能是設(shè)備長期在高濕度條件下運行有縮短壽命的可能。

60%的濕度是最適合人生存的濕度。濕度如果太低，人體容易積累靜電（上千伏），可能會對電池造成損害。

2.印刷、分選對環(huán)境溫度的要求。

人對環(huán)境溫度的要求。

做一個優(yōu)秀的技術(shù)人員需要具備的東西：1熟悉所用到的所有的化學(xué)品的物理化學(xué)性質(zhì)。HF，H2SO4，雙氧水，鹽酸，氫氧化鈉，酒精，異丙醇，三氯氧磷，去離子水，硅烷，氨氣，四氟化碳2盡可能掌握每個工序的細(xì)節(jié)（比如印刷）3熟悉所用到的器具及材料的物理化學(xué)性質(zhì)（比如片架（花籃）聚四氟乙烯，漿料）4勤于思考，能發(fā)現(xiàn)新問題，解決新問題最好熟悉電池生產(chǎn)線中所有的東西。比如純水制造，硅烷燃燒塔，酸氣處理裝置等。推薦幾本書：