硅基太阳能电池片工业上生产工艺流程课件.ppt

1、电池生产工艺流程电池生产工艺流程-2015.10.21目录目录 一、一、太阳电池简介太阳电池简介 二、二、太阳电池生产工艺太阳电池生产工艺 一、太阳电池简介1、太阳电池简介 太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。太阳能电池，又叫光生伏打电池，它是以半导体材料为基础的一种具有能量转换功能的半导体器件，是太阳能光伏发电的最核心的器件。一、太阳电池简介2、太阳电池分类一、太阳电池简介 晶体硅电池单晶硅一、太阳电池简介 晶体硅电池多晶硅电池l晶体硅电池非晶硅一、太阳电池简介一、太阳电池简介 3、硅太阳能电池工作原理硅太阳能电池工作原理（一）、硅的掺杂（一）、硅的掺杂 半导体硅原子外层有4

2、个电子，按固定轨道绕原子核转动。当受到外来能量作用时，这些电子会脱离轨道成为自由电子，并在原来位置形成一个“空穴”。如果硅中掺入硼，镓等元素，由于这些元素可捕获电子，就形成空穴半导体，用P表示。如果掺入可以释放电子的磷，砷元素，就形成电子型半导体，用N表示。一、太阳电池简介3、硅太阳能电池工作原理硅太阳能电池工作原理（二）、（二）、P-N结结 P型半导体和N型半导体结合，交界面会形成一个P-N结，形成P-N结内电场，阻碍着电子和空穴的移动。一、太阳电池简介 首先是P-N结附近的电子和空穴发生扩散运动：N型区域的电子向P型区域扩散，相对于P型区域的空穴向N型区域扩散。一、太阳电池简介 在界面层附

3、近，由于电子和空穴的迁移，就会使N区域呈现正电性，而P区域呈现负电性。于是形成一个由N区域指向P区域的内电场。一、太阳电池简介 3、硅太阳能电池工作原理硅太阳能电池工作原理（三）、光生伏特效应（三）、光生伏特效应 太阳光照在半导体P-N结界面层上，会激发出新的空穴-电子对，在P-N结电场的作用下，在P-N结内部空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。我们把这种效应叫做“光生伏特效应”，也就是太阳能电池的工作原理，因此，太阳电池又称为“光伏电池”。二、太阳电池生产工艺 太阳电池生产工艺流程 二、太阳电池生产工艺工序一，硅片清洗制绒:目的表面处理：清除表面油污和金属杂质；去除

4、硅片表面的切割损坏层；在硅片表面制作绒面，形成减反射织构，降低表面反射率；利用Si在稀NaOH溶液中的各向异性腐蚀，在硅片表面形成3-6 微米的金字塔结构，这样光照在硅片表面便会经过多次反射和折射，增加了对光的吸收；二、太阳电池生产工艺二、太阳电池生产工艺工序二，扩散/制结：硅片的单/双面液态源磷扩散，制作N型发射极区，以形成光电转换的基本结构：PN结。POCl3 液态分子在N2 载气的携带下进入炉管，在高温下经过一系列化学反应磷原子被置换，并扩散进入硅片表面，激活形成N型掺杂，与P型衬底形成PN结。主要的化学反应式如下：POCl3+O2 P2O5+Cl2；P2O5+Si SiO2+P 二、太

5、阳电池生产工艺二、太阳电池生产工艺二、太阳电池生产工艺 工序三，等离子刻边：去除扩散后硅片周边形成的短路环；二、太阳电池生产工艺二、太阳电池生产工艺 工序四，去除磷硅玻璃：去除硅片表面氧化层及扩散时形成的磷硅玻璃（磷硅玻璃是指掺有P2O5的SiO2层）。二、太阳电池生产工艺二、太阳电池生产工艺 工序五，PECVD：目的渡减反射膜+钝化：PECVD即等离子体增强化学气相淀积设备，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition；制作减少硅片表面反射的SiN 薄膜（80nm）；反应气体为SIH4和NH3二、太阳电池生产工艺二、太阳电池生产工艺 工序六，丝网印刷：用

6、丝网印刷的方法，完成背场、背电极、正栅线电极的制作，以便引出产生的光生电流；工艺原理：给硅片表面印刷一定图形的银浆或铝浆，通过烧结后形成欧姆接触，使电流有效输出；正面电极用Ag金属浆料，通常印成栅线状，在实现良好接触的同时使光线有较高的透过率；背面通常用Al金属浆料印满整个背面，一是为了克服由于电池串联而引起的电阻，二是减少背面的复合；背电极印刷及烘干（银浆或铝浆）；背电场印刷及烘干（铝浆）；正面电极印刷（银浆）。二、太阳电池生产工艺二、太阳电池生产工艺28二、太阳电池生产工艺 工序七，烘干和烧结:目的及工作原理：烘干金属浆料，并将其中的添加料挥发（前3个区）；在背面形成铝硅合金和银铝合金，以制作良好的背接触（中间3个区）；铝硅合金过程实际上是一个对硅进行P掺杂的过程，需加热到铝硅共熔点（577）以上。经过合金化后，随着温度的下降，液相中的硅将重新凝固出来，形成含有少量铝的结晶层，它补偿了N层中的施主杂质，从而得到以铝为受主杂质的P层，达到了消除背结的目的。在正面形成银硅合金，形成良好的接触和遮光率；Ag浆料中的玻璃添加料在高温（700度）下烧穿SiN膜，使得Ag金属接触硅片表面，在银硅共熔点（760度）以上进行合金化。；二、太阳电池生产工艺 工序八，检验和分级:用自动分选机将电池按转化率分级 检验并包装二、太阳电池生产工艺谢谢