电池片工艺流程培训PPT课件

1、电池片制程工艺流程及控制点,1,Nov 2010,许志法 Outsourcing Quality,2,太阳电池的工作原理 光生伏特效应,吸收光子，产生电子空穴对。 电子空穴对被自建电场分离，在PN结两端产生电势。 将PN结用导线连接，形成电流。 在太阳电池两端连接负载，实现了将光能向电能的转换。,3,太阳能电池工艺基本流程,去除硅片表面油渍、金属杂质及损伤层，生成绒面，减少光反射，增加光吸收,形成PN结,刻蚀边沿N型硅并去除因扩散生成的PSG,减少反射，钝化界面,形成电极,一 前清洗,4,5,前清洗的功能,前清洗(制绒)的目的： 形成绒面，减少光的反射，增加硅片对太阳光的吸收,最终提高电池的光

2、电转换效率 去除硅片表面的机械损伤层 清除表面油污和金属杂质,绒面陷光原理图,去除机械损伤层,6,前清洗制绒后的绒面,多晶酸制绒后wafer表面形貌,单晶碱制绒后wafer表面形貌,金字塔状,蜂窝状,7,前清洗工序步骤和作用（酸制绒）,8,1）工序步骤 制绒碱洗 酸洗吹干 2）用到化学品：硝酸HNO3，氢氟酸 HF， 氢氧化钾KOH，盐酸HCL 3） 单面腐蚀深度 3.2-4.2微米 4）滚轮速度范围 0.51.5m/min (注:前清洗速度最好不要超过1.2m/min，速度过快，一方面硅片 清洗或吹 不干净，扩散容易出现蓝黑点片；另一方面碎片高，有 时碎片会堵住喷淋口，清洗后出现脏片),前清

3、洗腐蚀深度,9,制绒工序控制及注意事项,片子表面5S控制 不容许用手摸片子的表片，要勤换手套，避免扩散后出现脏片。 工序产品单面腐蚀深度控制在3.70.5m范围之内,范围以外的必须通知当班工艺技术员或工程师来做出调整。 前清洗到扩散的产品时间: 最长不能超过3小时,时间过长硅片会污染氧化，到扩散污染炉管,从 而影响后面的电性能及效率，如超过3小时要进行酸洗返工。,10,产线常见的不良图片,制绒后油污,药液残留,制绒后表面发白,反应残留物,二 扩散,11,12,PN结的形成,扩散的目的：形成PN结,13,主要化学品：三氯氧磷POCl3（剧毒品），热分解的反应式为： POCl3分解产生的P2O5淀

4、积在硅片表面，P2O5与硅反应生成SiO2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 POCl3液态源扩散方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点，这对于制作具有大面积结的太阳电池是非常重要的,扩散化学反应原理,14,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 目前生产中，测量扩散层薄层电阻采用四探针法 扩散方块电阻控制在6810 /之间,扩散工艺中的方块电阻,四探针测试仪,15,扩散间的环境温度要保持在233，湿度在50%以下。如果环境条件不符合要求，及时通知外围！ 整个生产过程中必须配

5、戴双层手套(棉布手套和PVC手套)，必须带口罩,严禁不戴手套接触硅片,严禁用手(包括戴手套)直接接触硅片绒面。卸片时绒面不能相互摩擦。 各个炉管内的石英舟不可以接触除石英桌面外的任何地方,任何金属物品不许放在石英桌面上,避免沾污。 方块电阻平均值如不在6810/范围内，需将信息反馈给工艺人员做调整。（安排返工）,扩散工序控制及注意事项,16,产线常见的不良图片,扩散后蓝点,扩散后划痕,扩散后黑点,17,湿法刻蚀目的: 利用HNO3和HF的混合液体对硅片表面进行腐蚀,去除边缘的N型硅,使得硅片的上下表面相互绝缘,PSG,n+ Si,刻蚀前,刻蚀后,去除磷硅玻璃的目的： 磷硅玻璃的存在使得硅片在空

6、气中表面容易受潮，导致电流的降低和功率的衰减 死层的存在大大增加了发射区电子的复合，导致少子寿命降低，进而降低了Voc和Isc,三 后清洗,18,后清洗工序步骤和作用,19,硅片各边的绝缘电阻1000欧姆 滚轮速度范围 0.51.5m/min (注:后清洗速度最好不要超过1.35m/min，速度过快，一方面硅片清洗或吹不干净，PECVD容易出现白点片；另一方面碎片高，有时碎片会堵住喷淋口，清洗后出现脏片) 刻蚀厚度：0.5-1.5um 去磷硅玻璃主要反应方程式 SiO2 + 6HF = H2SiF6 + 2H2O,后清洗刻蚀厚度,20,后清洗工序控制及注意事项,后清洗出来的片子，不允许用手摸片

7、子的表面。收片员工只允许接触片子的边缘进行装片。并且要勤换手套，避免PECVD后出现脏片！ 工序产品单面腐蚀深度控制在0.51.5m范围之内,且硅片表面刻蚀宽度不超过2mm,范围以外的必须通知当班工艺人员来做出调整。同时需要保证刻蚀边缘绝缘电阻大于1K欧姆。 刻蚀槽液面的注意事项： 正常情况下液面均处于绿色，如果一旦在流片过程中颜色改变，立即通知工艺人员。 后清洗到PECVD的产品时间最长不能超过4小时,时间过长硅片会污染氧化，从而影响产品的电性能及效率。,21,产线常见的不良图片,后清洗过刻,四 PECVD SiNx薄膜,22,ROTH任何试验的数 据须建立单独的文件夹存储 5、如发现空测需清洁感应器，若仍然空测，则通知设备工程师. 6、每6小时用标准片校准一下测试仪 7、探针和标准片要每15天更换一次 8、如有破片应立即清除，并检查感应器有无被遮住,分 选,分选据测试结果由设定程序自动完成，根据电流，电压，电池效率等因素被细分为各档。 操作员工根据机器分档结果，再对硅片表面颜色分选后，各档每60片进行包装，严禁混档。 电池车间的品质主要分为4个等级：