太阳能电池简介技术分析.pptx

太陽能電池製程簡介 1 步驟一：晶片入料檢驗 粗糙化蝕刻 磷擴散 晶邊絕緣 抗反射層 進料檢驗 金屬化網印 快速共燒 測試並分級 進行入料檢驗：TTV 、阻值、厚度等，合規者入庫，不合規者退貨或MRB審查 PL (光致激發)可當作入料檢驗工具，PL強度 / impurity跟電池效率具有正相關 正常單晶PL檢驗結果 異常單晶PL檢驗結果 (造成低Voc) 步驟二：表面粗糙化去除晶片切割造成的Saw damage降低反射率 粗糙化蝕刻 磷擴散 晶邊絕緣 抗反射層 進料檢驗 金屬化網印 快速共燒 測試並分級 Raw wafer測視圖 Raw wafer正視圖 酸蝕刻後 蝕刻後表面較暗 一般而言多晶矽晶片使用酸蝕刻(HF+HNO3)，單晶矽晶片使用鹼蝕刻(KOH) 蝕刻後可降低晶片表面反射率及提高表面積，有助提升光電流 Wafer不良導致常見蝕刻異常 4 來料晶片髒污或油汙導致酸蝕刻不完全 來料晶片暗裂破片導致連續生產追撞或表面殘酸殘留 正常蝕刻後外觀 米粒大小完整 髒汙導致蝕刻異常 米粒形狀破碎 表面殘酸 生產異常破片 步驟三：形成P/N Junction在晶片表面進行n型參雜，形成P-N junction 粗糙化蝕刻 磷擴散 晶邊絕緣 抗反射層 進料檢驗 金屬化網印 快速共燒 測試並分級 Pre-deposition : 4POCl3 + 3O2 ? 2P2O5 + 6Cl2 Cap Oxidation : 2P2O5 + 5Si ? 4P + 5SiO2 磷擴散前 外觀較淺 磷擴散後 外觀較深 電池廠採用熱擴散方式形成p-n junction，此為關鍵製程之一 多晶片電阻為80~90 Ω ，若搭配選擇性射極(LDSE)可達110~120 Ω 步驟四：晶邊絕緣利用化學蝕刻晶邊絕緣 ，避免正背面漏電 粗糙化蝕刻 磷擴散 晶邊絕緣 抗反射層 進料檢驗 金屬化網印 快速共燒 測試並分級 早期電池廠是採用雷射絕緣晶邊，但因效率較低已逐漸淘汰 後期電池廠均採用化學晶邊絕緣(可提升↑0.2%)，已成目前市場主流 雷射晶邊絕緣 (效率較低) 化學晶邊絕緣 (效率較高) 蝕刻後表面 步驟五：沉積抗反射層利用PECVD沉積SiN薄膜，降低入射光反射率 粗糙化蝕刻 磷擴散 晶邊絕緣 抗反射層 進料檢驗 金屬化網印 快速共燒 測試並分級 利用不同SiN薄膜厚度可呈現不同外觀顏色，但以藍色系為主流 可藉由提高SiN折射率來改善太陽能模組的PID問題 (電勢誘發衰減) 常見太陽能電池 藍色系(效率較高) 彩色太陽能電池 (效率較低) Wafer不良導致常見CVD異常 8 Wafer髒汙或油汙：外觀異常導致CVD站點重工 ~ CVD機台通常裝設有自動視覺檢察系統(AOI)，會挑出沉積後異常外觀，因此大部分的晶片髒污或者油污會在CVD站點挑出並重工 Wafer表面刮傷：外觀異常導致CVD站點重工 步驟六：電極網印利用網版印刷(Screen Printing)形成正背面電極 粗糙化蝕刻 磷擴散 晶邊絕緣 抗反射層 進料檢驗 網印 快速共燒 測試並分級 鋁膠 銀鋁膠 : 背面Busbar 正面銀膠形成busbar和finger 網印耗材(膠料 /網版/刮刀)為太陽能電池第二大成本支出 早期電池廠發展Double printing，近期已經逐漸走向Dual printing技術 Wafer不良導致常見網印異常 Wafer尺寸偏小：導致正面網印偏移而降BIN ~ 正常晶片尺寸為156 ±0.5mm，各電池廠的網印面積尺寸介於154~155mm，因此wafer尺寸若偏小155.5mm，將會導致網印偏移降BIN。 Wafer暗裂：造成碎晶片黏著網版，導致網印缺陷降BIN ~ 若晶片本身容易暗裂，網印過程會導致碎晶片黏著在網版而導致網印缺膠 Saw mark ：晶片表面高低落差導致finger結塊 ~ 電池已經走向finger細線化，因此切痕造成的finger點狀結塊將會比以往更明顯 Wafer表面穿孔(Pinhole)：網印漏膠導致正面銀膠汙染 (常見於單晶) 尺寸異常導致網印偏移 暗裂導致碎晶片黏版 切痕導致finger點狀結塊 切痕導致網印擴線 步驟七：快速燒結利用高溫燒結形成形成歐姆接觸及背電場(BSF) 粗糙化蝕刻 磷擴散 晶邊絕緣 抗反射層 進料檢驗 網印 快速共燒 測試並分級 利用紅外線高溫燒結方式(750~800℃)，將導電膠料和矽晶片進行結合。 電池燒結後會形成BSF(鋁矽共晶)，有助於提升P-type wafer的效率 鋁矽共晶 Wafer厚度偏薄：燒結後cell翹曲過大會容易導致傳送破片 ~多晶矽太陽能電池經過燒結後會形成鋁矽共晶，因為鋁、矽晶格差異導致電池翹曲，正常燒結後