生产基准工艺介绍-单晶..docVIP

单晶电池工艺路线 1.工艺流程 单晶硅太阳能电池生产工艺一般分为制绒、扩散、刻、去磷硅玻璃、PECVD，丝网印刷，烧结，分类检测和包装。工艺路线如图所示： 清洗表面油污及金属杂质； 2、去除表面损伤层； 3、形成表面织构化，减少光反射。 图2 硅表面损伤层去除 100面晶体硅在碱性溶液中由于各向异性腐蚀，形成金字塔结构，反应方程式： Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2 图金字塔结构的绒面 图4 单晶制绒设备外形 用化学方法将硅片表面腐蚀成金字塔的形状。采用槽式制绒设备。将原硅片装入50片装的花篮，放入制绒机上料台开始运行工艺。参与反应的化学药品有：NaOH、Na2SiO3、异丙醇（IPA），清洗用的化学药品有盐酸、氢氟酸等。 表：单晶制绒工艺参数 工位 温度 时间 化学品 初配(g) 补液(ml) 制绒槽 85 30min NaOH Na2SiO3 IPA(L) 预清洗 RT 2min IPA(L) 酸洗槽 RT 2min HF（L） HCl（L） 漂洗槽 RT 2min DIW 工位 温度 时间 化学品 初配(L) 补液(ml) HCl槽 RT 2min HCl HF槽 RT 2min HF 方块电阻：55Ω/□。 总工艺时间，100-150分钟。 表：扩散工艺参数 位置 扩散温度 步骤 时间（min） 大N2（sccm） 小N2(sccm） O2（sccm） 1（炉口 820-830 进舟 15 15000-18000 0 0 2 820-830 升温 15 15000-18000 0 0 3 820-830 氧化 5 15000-18000 0 1000 扩散 30 15000-18000 1000 500 4 820-830 推进 20 15000-18000 0 500 5（炉尾） 820-830 降温 15 15000-18000 0 0 刻蚀的目的在于把硅片的边缘PN结断开，防止短路。其原理是利用辉光放电中氟离子与硅片反应产生挥发性的产物SF4，达到边缘刻蚀的目的 将扩散后的硅片从石英舟中卸下，每200-400片，叠放在一起进行刻蚀。 5去磷硅玻璃 去磷硅玻璃的目的在于洗去扩散时形成的磷硅玻璃，即SiO2和 P2O5的混合物，使硅片表面清洁干净，呈疏水状态。 SiO2 + HF → H2(SiF6) + H2O 图 去磷硅玻璃工序 参与反应的化学药品为氢氟酸。将硅入装入花篮中进行该工艺。 6 PECVD PECVD即等离子体气相化学沉积，的目的在于在硅片表面镀一层氮化硅减反射膜，进一步减少太阳光的反射损失，钝化硅片表面，同时在反应过程中产生大量的H元素，可以钝化晶体硅内部缺陷，氮化硅薄膜还可以保护硅片表面。 氮化硅 图5 装载硅片的石墨舟 将去除磷硅玻璃（PSG）后的硅片从花篮中卸下，人工导入到石墨舟中。进行PECVD工序。 表：单晶和多晶PECVD工艺参数 位置 PE温度 步骤 时间 NH3(sccm) SiH4(sccm） 压力（Pa） 1 445 舟进 10min 0 0 75 慢抽真空 4min 0 0 备用 20min 0 0 2 430 检漏 1min 0 0 射频（Kw） 抽真空 30s 0 0 调压 30s 7500 0 8 3 430 预淀积 4min 7500 0 淀积 10min 7500 750 4 420 淀积 10s 7500 750 脉宽比 抽真空 1min 10000 1000 清洗 50s 10000 1000 3：:36 5 400 抽真空 1min 0 0 充氮 2min 0 0 舟退 10min 0 0 折射率 外观 膜厚（nm） 2.00±0.02 均匀蓝色，片间片内均匀性≤2% 0 7 丝网印刷 丝网印刷的目的在于印刷导电电极，从而使由于光照产生的载流子被顺利的导出 ，实现太阳电池的光电转化。目前工艺是先印背电极，背电场，再印正电极。丝网印刷基本原理是：利用丝网图形部分网孔透浆料，非部分网孔不透浆料的基本原理进行印刷印刷时在丝网一端倒入浆料，用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力，同时朝丝网另一端移动在移动中被刮板从图形部分的网孔中挤压到上 图 收集电流原理 图 丝网印刷原理图 图 电极外形 根据55Ω/□的方块电阻，对于125mm单晶电池片，细栅线宽度为60μm，栅线数量60根。印刷后细栅线宽度控制在100μm以内。 图 丝网印