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* * * 光电制绒清洗工艺学习report 工艺部 2014/07/10 太阳能电池基本原理 太阳能电池工艺 前清洗工艺 前后清洗检测仪器使用方法 后清洗工艺 太阳能电池原理 太阳能电池是利用光生伏打效应，把光能直接转换成电能的一种器件。所谓光生伏打效应是某种材料吸收的光能之后产生电动势的效应。在固体中，尤其在半导体内，光能转换成电能的效率特别高。 太阳能电池的工作原理可以概括成下面几个主要过程: (1).必须有光的照射，可以是单色光，太阳光或 模拟太阳光源等。 (2).光子注入到半导体后，激发出电子-空穴对, 这些电子-空穴对必须有足够的寿命保证， 在他们被分离之前不会复合消失。 (3).必须有个静电场（PN结），起分离电子-空穴 对的作用。 (4). 被分离的电子和空穴，经电极收集输出到电池 体外，形成电流。 太阳能电池工艺 扩散 (形成PN结) PECVD (镀减反射膜) 丝网印刷/烧结/测试 前清洗 (制绒) 后清洗 (刻边、去PSG) (1).形成起伏不平的绒面，利用陷光原理减少光的反射， 增加对太阳光的吸收 。 (2).去除硅片表面的机械损伤层 。 (3).清除表面油污和金属杂质 。 利用三氯氧磷（POCl3）液态源扩散方法，在扩散面掺入P，生成均匀的PN结 。 (1).去除硅片边缘的N型硅，使硅片上下两面绝缘 。 (2).去除扩散形成的PSG 。 (1).对电池片扩散面镀上减反射膜(SiNx薄膜)减少光的反射。 (2).钝化界面 。 使电池片形成正负电极及背电场 。 制绒清洗工艺 RENA制绒清洗工序的目的 : (1). 形成起伏不平的绒面，增加对太阳光的吸收，增加PN结面积， 提高短路电流（Isc），最终提高电池光电转换效率 。 (2). 去除硅片表面的机械损伤层（来自硅棒切割的物理损伤）。 (3). 清除表面油污（利用HF）和金属杂质（利用HCl）。 制绒清洗工艺 ? 制绒工艺分类： 制绒按工艺不同可分为 碱制绒 和 酸制绒： 利用碱溶液对单晶硅不同晶面有不同的腐蚀速率(各向异性腐蚀)，对(100)面腐蚀快， 对(111)面腐蚀慢。如果将(100)作为电池的表面，经过腐蚀、在表面会出现以(111)面形成的锥体密布表面(金字塔状)，称为表面织构化。 但是对于多晶硅，由于晶体排列方式杂乱，如果利用碱液，无法进行腐蚀得到良好的金字塔织构化表面，此时只能用酸溶液进行各向同性腐蚀，获得表面存在许多凹坑的表面结构，也能起到良好的陷光作用。 因我们公司使用的硅片主要为多晶156，故采用酸制绒。 单晶硅片碱制绒绒面形状 多晶硅片酸制绒绒面形状 制绒清洗工艺 ? 陷光原理： 光在光滑半导体薄片表面上 的反射、折射和透射 陷光原理图 当入射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吸收或者多次吸收，从而增加吸收率。 制绒清洗工艺 ? 在绒面硅片上制成PN结太阳能电池有以下几个特点: (1). 绒面电池比光面电池的反射损失小，如果再镀上减反射膜，其反射率可进一步降低。 (2). 入射光在光锥表面多次折射，改变了入射光在硅中的前进方向，不仅延长了光程，增加了对红外光子的吸收，而且有较多的光子在靠近PN结附近产生光生载流子，从而增加了光生载流子的收集几率。 (3). 在同样尺寸的基片上，绒面电池的PN结面积比光面大得多，因而可以提高短路电流，转换效率也有相应提高。 (4). 绒面也带来了一些缺点: 一. 工艺要求提高了； 二. 由于它减反射的无选择性，不能产生电子空穴对的有害红外辐射也被有效地耦合入电池，使电池发热； 三. 易造成金属接触电极与硅片表面的点接触，使接触电阻损耗增加。 ? RENA 制绒清洗工艺步骤、设备构造： (1). 前清洗工艺步骤：制绒 ? 碱洗 ? 酸洗 ? 吹干 (2). RENA Intex前清洗设备主要分为以下8个槽，此外还有滚轮、排风系统、自动及手动补液 系统、自动及手动补液系统、循环系统和温度控制系统等。 制绒清洗工艺 Dryer1 Rinse1 Alkaline Rinse Rinse2 Acidic Rinse Rinse3 Dryer2 Etch Bath 1）.Etch bath：刻蚀槽，所用溶液为HF+HNO3 。 目的： 1.形成起伏不平的绒面，增加对太阳光的吸收，增加PN结面积，提高短路电流(Isc), 最终提高电池