光伏电池工艺培训资料.ppt

太阳能电池工艺流程 制绒和清洗 硅片表面的机械损伤层 绒面腐蚀原理 利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌 ，就称为表面织构化。角锥体四面全是由〈111〉面包围形成。 反应式为： Si+2KOH+H2O →K2SiO3 +2H2 ↑ 绒面光学原理 制备绒面的目的： 减少光的反射率，提高短路电流（Isc），最终提高电池的光电转换效率。 陷光原理：当光入射到一定角度的斜面，光会反射到另一角度的斜面，形成二次或者多次吸收，从而增加吸收率。 绒面光学原理 陷光原理图示： 影响绒面质量的关键因素 KOH浓度 异丙醇浓度 制绒槽内硅酸钾的累计量 制绒腐蚀的温度 制绒腐蚀时间的长短 槽体密封程度、异丙醇的挥发程度 扩散 等离子体刻蚀 去PSG SiNx:H减反射膜 丝网印刷与烧结 什么是磷硅玻璃？ 在扩散过程中发生如下反应： POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面， P2O5与Si反应生成SiO2和磷原子： 这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃。 磷硅玻璃的去除 氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸能与二氧化硅作用生成易挥发的四氟化硅气体。 若氢氟酸过量，反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。 总反应式为： SiNx:H简介 物理性质和化学性质： 结构致密，硬度大 能抵御碱金属离子的侵蚀 介电强度高 耐湿性好 耐一般的酸碱，除HF和热H3PO4 PECVD =Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition 即“等离子增强型化学气相沉积”，是一种化学气相沉积 PECVD是借助微波使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。 PECVD 安全事项 使用和维护本设备时必须严格遵守操作规程和安全规则，因为： 本设备的工艺气体为SiH4和NH3，二者均有毒，且SiH4易燃易爆。 本设备运行时会产生微波辐射，每次维护后和停机一段时间再开机前都要检测微波是否泄漏。 * * 制绒清洗 扩散 刻蚀 去PSG PECVD 丝网印刷 烧结 测试分档 分选 包装 概 述 形成起伏不平的绒面，增加硅片对 太阳光的吸收 去除硅片表面的机械损伤层 清除表面油污和金属杂质 硅片表面处理的目的： 硅片 机械损伤层 制绒：表面织构化 单晶硅片表面的 金字塔状绒面 单晶硅片表面反射率 化学清洗原理 HF去除硅片表面氧化层： HCl去除硅片表面金属杂质： 盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与 Pt 2+、Au 3+、 Ag +、Cu +、Cd 2+、Hg 2+等金属离子形成可溶于水的络合物。 注意事项 KOH、HCl、HF都是强腐蚀性的化学药品，其 固体颗粒、溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、 呼吸道，所以操作人员要按照规定穿戴防护服、 防护面具、防护眼镜、长袖胶皮手套。一旦有化学 试剂伤害了员工的身体，马上用纯水冲洗30分钟， 送医院就医。 太阳电池制造的核心工序 扩散的目的：形成PN结 PN结——太阳电池的心脏 １．三氯氧磷（POCl3）液态源扩散 ２．喷涂磷酸水溶液后链式扩散 ３．丝网印刷磷浆料后链式扩散 本公司目前采用的是第一种方法。 太阳电池磷扩散方法 清洗 饱和 装片 送片 扩散 关源，退舟 方块电阻测量 卸片 磷扩散工艺过程 扩散装置示意图 POCl3磷扩散原理 POCl3在高温下（600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下： 生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应式如下： 在有氧气的存在时，POCl3热分解的反应式为： POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与硅反应生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散 。 POCl3磷扩散原理 由上面反应式可以看出，POCl3热分解时，如果没有外来的氧（O2）参与其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。但在有外来O2存在的情况下，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气（Cl2）其反应式如下： 生成的P2O5又进一步与硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可见，在磷扩散时，为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气 。 POCl