晶硅太阳能电池制造工艺---工艺流程以及工序简介PPT课件.ppt

太阳能电池制造工艺 工艺流程以及工序简介 技术部 屈良钱 1 磷扩散层 其主要是利用硅半导体p n结的光生伏打效应 即当太阳光照射p n结时 便产生了电子 空穴对 并在内建电场的作用下 电子驱向n型区 空穴驱向p型区 从而使n区有过剩的电子 p区有过剩的空穴 于是在p n结的附近形成了与内建电场方向相反的光生电场 在n区与p区间产生了电动势 当接通外电路时便有了电流输出 硅太阳能电池的结构及其工作原理 1 前言 2 单晶硅太阳电池 3 多晶硅太阳电池 4 非晶硅太阳电池 5 下面我们就硅太阳电池的制造工艺流程以及各工序进行简单的介绍 晶体硅太阳能电池制造的常规工艺流程主要包括 硅片清洗 绒面制备 扩散制结 等离子周边刻蚀 去PSG 磷硅玻璃 PECVD减反射膜制备 电极 背面电极 铝背场和正电极 印刷及烘干 烧结 Laser和分选测试等 同时 在各工序之间还有检测项目 主要有抽样检测制绒效果 抽样测方块电阻 抽样测氮化硅减反射膜厚度和折射率等项目 2 硅太阳电池的制造工艺流程 6 1 硅太阳能电池的制造工艺流程 7 8 目前硅太阳能电池制造工序主要有 制绒清洗工序扩散工序PECVD工序丝网印刷工序烧结工序Laser刻蚀工序测试分选工序 2 工序简介 9 a 单晶制绒 捷佳创目的与作用 1 去除单晶硅片表面的机械损伤层和氧化层 2 为了提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率 根据单晶硅的各向异性的特性 利用碱 KOH 与醇 IPA 的混合溶液在单晶硅表面形成类似 金字塔 状的绒面 有效增强硅片对入射太阳光的吸收 从而提高光生电流密度 10 b 多晶制绒 RENAInTex目的与作用 1 去除单晶硅片表面的机械损伤层和氧化层 2 有效增加硅片对入射太阳光的吸收 从而提高光生电流密度 提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率 11 12 c 去磷硅玻璃 PSG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 去除磷硅玻璃的目的 作用 磷硅玻璃的厚度在扩散中工艺难控制 且其工艺窗口太小 不稳定 磷硅玻璃的折射率在1 5左右 比氮化硅折射率 2 07左右 小 若磷硅玻璃较厚会降低减反射效果 磷硅玻璃中含有高浓度的磷杂质 会增加少子表面复合 使电池效率下降 13 扩散的目的 制造太阳能电池的PN结 PN结是太阳能电池的 心脏 制造PN结 实质上就是想办法使受主杂质在半导体晶体内的一个区域中占优势 P型 而使施主杂质在半导体内的另外一个区域中占优势 N型 这样就在一块完整的半导体晶体中实现了P型和N型半导体的接触 14 沉积减反射膜的作用 目的 沉积减反射膜实际上就是对电池进行钝化 钝化可以去掉硅电池表面的悬空键和降低表面态 从而降低表面复合损失 提高太阳电池的光电转换效率 钝化作用能使硅电池表面具有很小的反射系数 减少光反射损失 提高太阳电池的光电转换效率 15 上电极以及正面的小栅线是银浆背电极是银铝浆背电场是铝浆背电极 上电极以及小栅线起到收集电子的作用 背电场的作用是可以提高电子的收集速度 从而提高电池的短路电流 JSC 和开路电压 VOC 进而提高电池的光电转换效率 16 烧结的目的 作用 燃尽浆料的有机组分 使浆料和硅片形成良好的欧姆接触 从而提高开路电压和短路电流并使其具有牢固的附着力与良好的可焊性 背面场经烧结后形成的铝硅合金 铝在硅中是作为P型掺杂 它可以减少金属与硅交接处的少子复合 从而提高开路电压和短路电流 改善对红外线的响应 上电极的银 氮化硅 二氧化硅以及硅经烧结后形成共晶 从而使电极与硅形成良好的欧姆接触 从而提高开路电压和短路电流 17 Laser刻蚀的目的 作用 用激光切出绝缘沟道 可以使电池短路 减少电流泄漏 硅片经Laser刻蚀后的示意图 18 主要是测量电池片的短路电