太阳能电池片生产制造工艺一览太阳能电池片生产制造工艺一览.PDF

OFweek 太阳能光伏网 太阳能电池片生产制造工艺一览太阳能电池片生产制造工艺一览 太阳能电池片生产制造工艺一览太阳能电池片生产制造工艺一览 太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测——表面制绒——扩散制结 ——去磷硅玻璃——等离子刻蚀——镀减反射膜——丝网印刷——快速烧结等。 具体介绍如下： 一、硅片检测 硅片是太阳能电池片的载体，硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换 效率的高低，因此需要对来料硅片进行检测。该工序主要用来对硅片的一些技术 参数进行在线测量，这些参数主要包括硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、 P/N 型和微裂纹等。该组设备分自动上下料、硅片传输、系统整合部分和四个检 测模块。其中，光伏硅片检测仪对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的 尺寸和对角线等外观参数；微裂纹检测模块用来检测硅片的内部微裂纹；另外还 有两个检测模组，其中一个在线测试模组主要测试硅片体电阻率和硅片类型，另 一个模块用于检测硅片的少子寿命。在进行少子寿命和电阻率检测之前，需要先 对硅片的对角线、微裂纹进行检测，并自动剔除破损硅片。硅片检测设备能够自 动装片和卸片，并且能够将不合格品放到固定位置，从而提高检测精度和效率。 二、表面制绒 单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀，在每平方厘米硅表面形成几百 万个四面方锥体也即金字塔结构。由于入射光在表面的多次反射和折射，增加了 光的吸收，提高了电池的短路电流和转换效率。硅的各向异性腐蚀液通常用热的 碱性溶液，可用的碱有氢氧化钠，氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。大多使用廉 价的浓度约为 1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅，腐蚀温度为 70-85℃。为了获 得均匀的绒面，还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂，以加 快硅的腐蚀。制备绒面前，硅片须先进行初步表面腐蚀，用碱性或酸性腐蚀液蚀 去约 20～25μm，在腐蚀绒面后，进行一般的化学清洗。经过表面准备的硅片都 不宜在水中久存，以防沾污，应尽快扩散制结。 三、扩散制结 太阳能电池需要一个大面积的 PN 结以实现光能到电能的转换，而扩散炉即 为制造太阳能电池 PN 结的专用设备。管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、 废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。扩散一般用三氯氧磷液态源作为 扩散源。把 P 型硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在 850900 摄氏度高温下 使用氮气将三氯氧磷带入石英容器，通过三氯氧磷和硅片进行反应，得到磷原子。 经过一定时间，磷原子从四周进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向 硅片内部渗透扩散，形成了N 型半导体和 P 型半导体的交界面，也就是PN 结。 这种方法制出的 PN 结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十,少子寿命可 大于 10ms。制造PN 结是太阳电池生产最基本也是最关键的工序。因为正是PN 结的形成，才使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样就形成了电流，用导线 将电流引出，就是直流电。 OFweek 太阳能光伏网 四、去磷硅玻璃 该工艺用于太阳能电池片生产制造过程中，通过化学腐蚀法也即把硅片放在 氢氟酸溶液中浸泡，使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸，以去除扩 散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。在扩散过程中，POCL3 与 O2 反应生 成 P2O5 淀积在硅片表面。P2O5 与 Si 反应又生成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。去磷硅玻璃的设备一般由 本体、清洗槽、伺服驱动系统、机械臂、电气控制系统和自动配酸系统等部分组 成，主要动力源有氢氟酸、氮气、压缩空气、纯水，热排风和废水。氢氟酸能够 溶解二氧化硅是因为氢氟酸与二氧化硅反应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。 五、等离子刻蚀 由于在扩散过程中，即使采用背靠背扩散，硅片的所有表面包括边缘都将不 可避免地扩散上磷。PN 结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区 域流到 PN 结的背面，而造