太阳能电池工艺培训.

1、洱太阳能电池工艺流程硅片表面处理的目的:Q去除硅片表面的机械损伤层Q清除表面油污和金属杂质Q形成起伏不平的绒面，增加硅片对太阳光的吸收硅片表面的机械损伤层硅片机械损伤层制蛛表面织构化 单晶硅片表面的 金字塔状绒面- mlh 亠 MUr|单晶硅片表面反射率6#绒血腐述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+H20 -K2SiO3 +2罠 f#绒面光学原理7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

2、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。*陷光原理图示:1. KOH浓度2. 异丙醇浓度3. 制绒槽内硅酸钾的累计量4. 制绒腐蚀的温度5. 制绒腐蚀时间的长短6. 槽体密封程度、异丙醇的挥发程度丁 HF去除硅片表面氧化层：SiCh + 6HF -H2SiF6+ 2H2OHC1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+等金属离了 形成可溶于水的络合物。10注意事项KOH、HC1、HF都是强腐蚀性的化学药品，其 固体颗粒、溶液、

3、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼鬧、 呼吸道，所以操作人员要按照规圧穿戴防护服、 防护而具、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。11伽结太阳电池的心脏*扩散的目的：形成PN结太阳光线上电极N型硅PN结P型硅下电极太阳电池结构原理太阳电池磷扩散方法141三氯氧磷（POCI3）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。#磷扩散工艺过程* POC13在高温下(600C)分解生成五氯化磷 (PC15)和五氧化二磷(P2O5),其反应式如下:5poci 60(yc 3PC15 +PQ*生成的P0O5

4、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：2PO,+5Si = 5SiO +4PI*在有氧气的存在时，POC13热分解的反应式为:4POCl3 + 5O2 2鬥。5 + 6C/2* POCI3分解产生的PQ5淀积在硅片表面，PQ5与硅 反应生成SiC2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。*由上而反应式可以看出，POC13热分解时，如果没有 外來的氧（OJ参与其分解是木充分的，生成的PCJ 是不易分解斫，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅丿“I勺 表面状态。但在有外来O。存在的情况下，PC会进一 步分解成P2O5并放出氯气（。2）其反应式如

5、卞：4PC15 +5O211，|!-2 2P2O5 +1OC12 T*生成的P0O5又进一步与硅作用，生成SiOo和磷原子， 由此可觅，在磷扩散时，为了促使POC13尧分的分解 和避免PC对硅片表面的腐蚀作川，必须在通氮气的 同时通入一定流量的氧气。影响扩散的因素*管内气体中杂质源的浓度*扩散温度*扩散时间当(即为一个方块) 时，R=p /to 可见，(p /t) 代表一个方块的电阻，故称 为方块电阻，特记为R二 p /t (Q /)扩散层薄层电阻及其测量*在太阳电池扩散工艺中，扩散层薄层电 阻(方块电阻)是反映扩散层质量是否 符合设计要求的重要工艺指标之一。*方块电阻也是标志进入半导体中的杂

6、质 总量的一个重要参数。方块电阻的定义*考虑一块长为1、宽 为a、厚为t的薄层如 右图。如果该薄层 材料的电阻率为P， 则该整个薄层的电 阻为I p IR = P=(-)(-)rr SiBefore edge isolationAfter edge isolation等离子体刻蚀原理*等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使 反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基, 这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里 与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物 而被去除。它的优势在于快速的刻蚀速率同 时可获得良好的物理形貌。（这是各向同性 反应）*这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。等离子体刻蚀反应*首先，母体分子CF

7、4在高能量的电子的碰撞 作用下分解成多种中性基团或离子。CF CF, CF, CF, F, C以及它们的离子*其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作 用下到达SiC2表面，并在表面上发生化学反 应。*生产过程中，CF4中掺入O”这样有利于提 高Si和Si。?的刻蚀速率。26等离子体刻蚀反应边缘刻蚀控制 短路形成途径由于在扩散过程中，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，而造成短路。此短路通道等效于降低并 联电阻。控制方法对于不同规格硅片，应适当的调整辉光功率 和刻蚀时间使达到完全去除

8、短路通道的效果。28去磷硅玻璃模型After PSG removalBefore PSG removal什么是磷硅玻璃？*在扩散过程中发生如下反应：4POC + 5Q f 2P + 6CZ2 T* POCI3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5 与Si反应生成SiC2和磷原子：2PO +55/ T 5SZO +4PI252*这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO 称之为磷硅玻璃。确硅玻璃的去除*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。SiO +4HF SiF T+2H O242*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

9、和物六氟硅酸。SiF +2HF H SiF42 1- 6 J*总反应式为：SiO 2 + 6HF t H2SiFJ + 2HO -az减反射膜SiNx:H简介-1吨:物理性质和化学性质：A结构致密，硬度大 能抵御碱金属离子的侵蚀A介电强度高A耐湿性好A耐一般的酸碱，除HF和热H3PO4=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 嚣腳强,，很容易发生反应，在基片上沉积出安全事项使用和维护本设备时必须严格遵守操作 规程和

10、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。丝网印刷与烧结电池片丝网印刷的三步骤:背电极印刷及烘干浆料：Ag/Al浆如Ferro 3398:背电场印刷及烘干浆料：A1 浆如Analog pase-12:正面电极印刷 浆料:Ag浆如Dupont PV1473840丝网印刷原理:丝网卬刷是把带有图像或图案的模版被附着 在丝网上进行印刷的。通常丝网由尼龙、聚 酯、丝绸或金属网制作而成。当承印物直接 放在带有模版的丝网下面时，丝网印刷油墨 或涂料在刮刀的挤压下穿过丝网中间的网孔, 印刷至lj承印物上（刮刀有手动和自动两种）。 丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得颜 料不能穿过丝网，而只有图像部分能穿过， 因此在承印物上只有图像部位有印迹。换言 之，丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版 进行印刷的，41烧结的目的:干燥硅片上的浆料，燃尽浆料的有机组 分，使浆料和硅片形成良好的欧姆接触。烧结对电池片的影响:相对于铝浆烧结，银浆的烧结耍重要很多，对电 池片电性能影响主要表现在串联电阻和并联电阻, 即FF的变化。铝浆烧结的口的使浆料屮的有机溶剂完全挥发， 并形成完好的铝