太阳电池工艺培训资料ppt课件

1、太阳电池工艺培训资料太阳电池工艺培训资料什么是太阳能光伏技术什么是太阳能光伏技术 太阳是能量的天然来源。地球上每一个活着的生物之所以具有发扬作用的才干,甚至于是它的生存，都是由于直接或间接来自于太阳的能量。 太阳能是一种辐射能，太阳能发电就意味着-要将太阳光直接转换成电能，它必需借助于能量转换器才干转换成为电能。这种把光能转换成为电能的能量转换器，就是太阳能电池。 我们所消费的太阳能电池只需遭到阳光或灯光的照射，就可以把光能转变为电能，它的任务原理的根底是半导体PN结的光生伏打效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压光生电压，假设从PN结两端引出回路，就会产生电流

2、，太阳能电池就可以任务了。整个光伏产业链整个光伏产业链晶体硅太阳能光伏产业链主要包括：晶体硅太阳能光伏产业链主要包括：硅提纯：最终产品是多晶原生料；硅提纯：最终产品是多晶原生料；拉晶拉晶/铸锭切片：最终产品是硅片；铸锭切片：最终产品是硅片；单单/多晶电池：最终产品是电池；多晶电池：最终产品是电池；组件封装：最终产品是组件；组件封装：最终产品是组件；系统工程：最终产品是系统工程；系统工程：最终产品是系统工程；整个光伏产业链整个光伏产业链晶体硅太阳能电池消费的工艺流程晶体硅太阳能电池消费的工艺流程Chemical Etching硅片外表化学腐蚀硅片外表化学腐蚀处置一次清洗处置一次清洗Diffusi

3、on分散分散Edge etch去边结去边结Anti-reflective coating制做减反射膜制做减反射膜Printing&sintering制造上下电极制造上下电极及烧结及烧结Cell testing& sorting 电池片测试分选电池片测试分选太阳电池的消费工艺流程太阳电池的消费工艺流程Cleaning process去去PSG硅片外表化学腐蚀处置一次清洗硅片外表化学腐蚀处置一次清洗 目的：去除硅片外表的损伤层，制做可以减少外表太阳光目的：去除硅片外表的损伤层，制做可以减少外表太阳光反射的反射的 陷光构造。陷光构造。 原理原理 ： 单晶：利用碱溶液对单晶硅各个晶面腐

4、蚀速率的不同单晶：利用碱溶液对单晶硅各个晶面腐蚀速率的不同,在硅片外表形在硅片外表形 成类似成类似“金字塔状的绒面。金字塔状的绒面。 Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 常用碱的浓度为常用碱的浓度为0.53%，根据实践制绒效果，根据实践制绒效果进展调整；进展调整； 硅酸钠被参与到溶液中起缓冲作用；硅酸钠被参与到溶液中起缓冲作用； 异丙醇被参与到溶液中起消泡剂的作用；异丙醇被参与到溶液中起消泡剂的作用； 制绒溶液温度：制绒溶液温度：8090度根据实践制绒效果度根据实践制绒效果进展调整；进展调整； 制绒时间：制绒时间：1040分钟根据不同溶液配比分钟根据不同溶液配比进

5、展调整；进展调整； 硅片外表化学腐蚀处置一次清洗硅片外表化学腐蚀处置一次清洗多晶：利用硝酸的强氧化性和氢氟酸的络合性，对硅进展氧化和络多晶：利用硝酸的强氧化性和氢氟酸的络合性，对硅进展氧化和络 合剥离，导致硅外表发生各向同性非均匀性腐蚀，从而构成类合剥离，导致硅外表发生各向同性非均匀性腐蚀，从而构成类 似似“凹陷坑状的绒面。凹陷坑状的绒面。 Si + HNO3 SiO2 + NOx + H2O SiO2 + 6HF H2SiF6 + 2H2O 主要腐蚀酸：硝酸主要腐蚀酸：硝酸+氢氟酸；氢氟酸； 常用缓和剂：去离子水、醋酸、磷酸、硫酸等；常用缓和剂：去离子水、醋酸、磷酸、硫酸等； 溶液温度：溶液

6、温度：030度根据不同溶液配比进展调整；度根据不同溶液配比进展调整； 制绒时间：制绒时间：010分钟；分钟； 绒面微观图绒面微观图硅片外表化学腐蚀处置一次清洗硅片外表化学腐蚀处置一次清洗100X光学显微镜光学显微镜-单晶单晶 1000X电子扫描镜电子扫描镜-单晶单晶100X金相显微镜金相显微镜-单晶单晶1000X电子扫描镜电子扫描镜-多晶多晶5000X电子扫描镜电子扫描镜-多晶多晶1000X电子扫描镜电子扫描镜-多晶多晶硅片外表化学腐蚀处置一次清洗硅片外表化学腐蚀处置一次清洗制绒前后硅片外表对光的反射率比较制绒前后硅片外表对光的反射率比较硅片外表化学腐蚀处置一次清洗硅片外表化学腐蚀处置一次清洗

7、硅片腐蚀量与电池片参数的关系多晶硅片腐蚀量与电池片参数的关系多晶硅片外表化学腐蚀处置一次清洗硅片外表化学腐蚀处置一次清洗常见清洗不良品景象常见清洗不良品景象“雨点雨点&白斑白斑改善方案：改善方案：添加异丙醇的量可以去除添加异丙醇的量可以去除“雨点雨点景象；景象；白斑白斑-绒面发白绒面发白改善方案：改善方案：添加溶液浓度、提高温度、延伸添加溶液浓度、提高温度、延伸腐蚀时间等可以改善腐蚀时间等可以改善“白斑景象，白斑景象，但会添加硅片的腐蚀量；仍需不但会添加硅片的腐蚀量；仍需不断总结阅历；断总结阅历；硅片外表化学腐蚀处置一次清洗硅片外表化学腐蚀处置一次清洗常见清洗不良品景象常见清洗不良品景

8、象手指印手指印制止不带一次性手套或者乳胶手套制止不带一次性手套或者乳胶手套而直接用手接触硅片外表；而直接用手接触硅片外表；“水纹水纹改善方案：改善方案：从溶液中取片时向硅片外表不断的喷从溶液中取片时向硅片外表不断的喷水，坚持硅片外表潮湿可以改善此种水，坚持硅片外表潮湿可以改善此种景象；另外，排掉部分溶液，补充新景象；另外，排掉部分溶液，补充新溶液或者重新配制溶液也可以改善此溶液或者重新配制溶液也可以改善此种景象；种景象；硅片外表化学腐蚀处置一次清洗硅片外表化学腐蚀处置一次清洗常见清洗不良品景象常见清洗不良品景象外表油污、外表划痕、制绒后规那么性出现“区域线等异常景象归结为硅片问题，我们也要在任

9、务中不断总结阅历，如何处理这些问题。制制PNPN结分散结分散目的：在目的：在P型硅外表上浸透入很薄的一层磷，使前外表变成型硅外表上浸透入很薄的一层磷，使前外表变成N型，使型，使 之成为一个之成为一个PN结。结。原理原理 ： POCl3液态源：经过气体携带液态源：经过气体携带POCL3分子进入分散炉管，分子进入分散炉管，使之反响生使之反响生 成磷沉淀在表层。磷在高温下浸透入硅片内部成磷沉淀在表层。磷在高温下浸透入硅片内部构成构成N区。区。 4POCL3 + 5O2 = 2P2O5 + 6Cl2 2P2O5 + 5Si = 4P + 5SiO2 分散后硅片截面表示图分散后硅片截面表示图POCl3液

10、态源分散原理图液态源分散原理图制制PNPN结分散结分散分散的原理分散的变化方向分散的变化方向 1. 1.选择性发射极：在栅线覆盖区域进展重掺方阻选择性发射极：在栅线覆盖区域进展重掺方阻2020左左右，未覆右，未覆 盖区域进展轻掺方阻盖区域进展轻掺方阻8080左右。左右。 2. 2.发射极浅结：降低外表方块电阻方阻发射极浅结：降低外表方块电阻方阻6060以上，减少以上，减少死层和体死层和体 内复合，提高电池短波相应才干。内复合，提高电池短波相应才干。 3. 3.链式分散：在硅片外表喷涂或印刷磷酸磷浆，然后链式分散：在硅片外表喷涂或印刷磷酸磷浆，然后利用链式利用链式 分散炉进展分分散炉进展分散，特

11、点产能大。散，特点产能大。制制PNPN结分散结分散制制PNPN结分散结分散单面分散表示图单面分散表示图制制PNPN结分散结分散常见分散不良景象常见分散不良景象外表有点状或者块状斑迹，产生该景象的缘由是硅外表有点状或者块状斑迹，产生该景象的缘由是硅片在分散前外表被污染水、偏磷酸、灰尘等；片在分散前外表被污染水、偏磷酸、灰尘等；刻蚀刻蚀目的：去除硅片边缘的目的：去除硅片边缘的N型区域，将硅片内部的型区域，将硅片内部的N层和层和P层隔离层隔离 开，以到达开，以到达 PN结的构造要求。结的构造要求。 原理原理 ： 干法刻蚀等离子刻蚀：等离子刻蚀是采用高频干法刻蚀等离子刻蚀：等离子刻蚀是采用高频辉光放电

12、反响，辉光放电反响， 使反响气体激活成活性粒子，这些活性粒子与使反响气体激活成活性粒子，这些活性粒子与需求被刻蚀区域需求被刻蚀区域 的的Si/SiO2发生反响，构成挥发性生成物而被去发生反响，构成挥发性生成物而被去除。除。 刻蚀刻蚀 原理原理 ： 湿法刻蚀背腐蚀：利用湿法刻蚀背腐蚀：利用HF-HNO3溶液，对硅片背溶液，对硅片背外表和边缘进外表和边缘进 行高速腐蚀，以到达去掉边缘层和消除反面绒行高速腐蚀，以到达去掉边缘层和消除反面绒面的作用。面的作用。 Si + HNO3 SiO2 + NOx + H2O SiO2 + 6HF H2SiF6 + 2H2O 激光去边：利用激光束的高能量使硅熔化，

13、在硅片激光去边：利用激光束的高能量使硅熔化，在硅片背外表划槽，背外表划槽， 用来隔断用来隔断N层和层和P层，以到达分别的目的。层，以到达分别的目的。 去边的开展方向：去边的开展方向： 由于湿法刻蚀的优势比较明显，相对转换效率较由于湿法刻蚀的优势比较明显，相对转换效率较高，因此以后高，因此以后 采用湿法刻蚀的厂家将会越来越多。采用湿法刻蚀的厂家将会越来越多。常见刻蚀不良景象常见刻蚀不良景象改善方案：夹紧环氧板或者在不影响刻蚀效果的情况下调整气体流量、功率和刻蚀时间；刻蚀线过宽去去PSGPSG二次清洗二次清洗目的：去除硅片外表的目的：去除硅片外表的P-Si玻璃层玻璃层PSG,为加镀减反射膜为加镀减

14、反射膜做预备。做预备。原理原理 ：利用：利用HF和硅片外表的和硅片外表的P-Si玻璃层反响，并使之络合剥玻璃层反响，并使之络合剥离，以离，以 到达清洗的目的。到达清洗的目的。 HF + SiO2 H2SiF6 + H2O 去去PSG开展方向：开展方向： 相对来讲，二次清洗是比较简单的工艺，之后的开相对来讲，二次清洗是比较简单的工艺，之后的开展应该会展应该会 好像好像RENA的设备一样，集成湿法刻蚀设备，从而缩的设备一样，集成湿法刻蚀设备，从而缩减流程。减流程。去去PSGPSG二次清洗二次清洗二次清洗不良片水纹片“水纹片改善方案：1、减少硅片暴露在空气中的时间；、在甩干之前将紧贴在一同的硅片人为

15、分开；3、添加硅片之间的间隙，防止硅片紧贴在一同，等等镀减反射膜镀减反射膜PECVDPECVD 目的：在硅片前外表均匀的镀上一层高效的减反射膜，并目的：在硅片前外表均匀的镀上一层高效的减反射膜，并对对mc-Si进进 行体钝化。行体钝化。 mc-Si 多晶硅多晶硅 原理原理 ： PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电的气体电 离，在部分构成等离子体，而等离子化学活性离，在部分构成等离子体，而等离子化学活性很强，很容易发很强，很容易发 生反响，在基片上堆积出所期望的薄膜。生反响，在基片上堆积出所期望的薄膜。 直接式直接式PECVD间接式间接式PE

16、CVD镀减反射膜镀减反射膜PECVDPECVD利用波的干涉利用波的干涉原理来到达减原理来到达减反射效果反射效果镀减反射膜镀减反射膜PECVDPECVD43xyzSiHNHSi N H镀减反射膜镀减反射膜PECVD常见不良片绒面色差/色斑：由于绒面不良而呵斥PECVD处镀膜不良，需从制绒工序进展改善；镀减反射膜镀减反射膜PECVD外表划伤：硅片镀膜后，防止硅片与石英吸笔之间、硅片与硅片之间产生相互摩擦；印刷和烧结印刷和烧结目的：在电池上下外表各印上电极图形，经烧结与硅片构成目的：在电池上下外表各印上电极图形，经烧结与硅片构成欧姆接欧姆接 触。触。 原理：银浆，铝浆印刷过的硅片，经过烘干有机溶剂完

17、全挥原理：银浆，铝浆印刷过的硅片，经过烘干有机溶剂完全挥发，膜发，膜 层收缩成为固状物严密粘附在硅片上，可视为金层收缩成为固状物严密粘附在硅片上，可视为金属电极资料层属电极资料层 和硅片接触在一同。当硅片投入烧结炉共烧时，和硅片接触在一同。当硅片投入烧结炉共烧时，金属资料融入金属资料融入 到硅里面，之后又几乎同时冷却构成再结晶层，到硅里面，之后又几乎同时冷却构成再结晶层，也就是在金属也就是在金属 和晶体接触界面上生长出一层外延层，假设外延和晶体接触界面上生长出一层外延层，假设外延层内杂质成份层内杂质成份 相互适宜，这就获得了欧姆接触。相互适宜，这就获得了欧姆接触。印刷工艺流程：印刷工艺流程：

18、印刷背电极印刷背电极 烘干烘干 印刷背电场印刷背电场 烘干烘干 印刷正印刷正面栅线面栅线烧结工艺流程：烧结工艺流程： 印刷完硅片印刷完硅片 烘干烘干 升温升温 降温共晶降温共晶 冷却冷却印刷和烧结印刷和烧结 烧结完电池片外观：烧结完电池片外观：单晶硅电池片单晶硅电池片多晶硅电池片多晶硅电池片丝网印刷和烧结开展趋势丝网印刷和烧结开展趋势 1.栅线高精化，利用高精细网版把细栅线做到栅线高精化，利用高精细网版把细栅线做到100u以以下。下。 2.烧结炉的开展追求烧结炉的开展追求RTP快速热处置快速热处置印刷和烧结印刷和烧结印刷和烧结印刷和烧结印刷后太阳电池电池模型图印刷后太阳电池电池模型图常见印刷不良常见印刷不良虚印漏浆常见印刷不良常见印刷不良虚印断线单片测试和分选单片测试和分选 目的：经过模拟太阳光太阳能电池进展参数测试和分析，将目的：经过模拟太阳光太阳能电池进展参数测试和分析，将电池片电池片 按照一定的要求进展分类。按照一定的要求进展分类。 原理：利用太阳能电池的光谱特性，温度特性，输出特性等，原理：利用太阳能电池的光谱特性，温度特性，输出特性等，经过经过 相关参数的测定和计算，来表达电池的电性能情相关参数的测定和计算，来表达电池的电性能情况。详细内况。详细内 容非常复杂，这里不再赘述容非常复杂，这里不再赘述 重要参数重要参数 光照强度：光照强度：100mw/cm2即即1