太阳能电池原理及工艺中常见问题讲义ppt课件

太阳能电池原理及工艺中常见问题,1,一电池结构和工作原理,2,二工艺原理和常见问题,TextureDiffusionPSGPECVDPrintingCofiring,3,1.Texture制作绒面，增加光吸收,硅的原子结构面心立方,4,水分子对羟基的屏蔽作用,5,Si+NaOH=NaSiO3+H2,Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2Oslow2NO2+H2O=HNO2+HNO3Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2OfastSiO2+4HF=SiF4+2H2O3SiO2+18HF=3H2SiF6+6H2O,NaOH:1%IPA:8%缓冲、释放H2NaSiO3:减缓、成核,6,绒面对电池性能的影响,7,主要设备,捷佳创瑞晶四十八所,主要设备,RenaSchimid库特勒聚晶,8,9,多晶制绒酸洗工艺流程,制作绒面,DI喷淋,NaOH碱洗,DI喷淋,HF/HCL酸洗,N2吹干,DI喷淋,温度浓度带速,腐蚀量绒面尺寸反射率,10,多晶制绒常见问题,腐蚀量标准（0.35-0.45）,2.HF过多片子偏暗，网纹较重；HNO3过多片子较亮，即所谓抛光；网纹多且硅片发亮溶液比例失调，建议换液；表面发黄碱槽浓度低，碱槽循环不足，喷淋口方向不对或喷淋口堵塞。,2微米/min酸液激活！,11,DI电阻率18MCM，否则会引入杂质，导致漏电增加；制绒后严禁裸手接触硅片：a.手指印，电池片降级；b.引入钠离子，扩散进入PN结空间电荷区，增加漏电；单晶制绒问题花篮印抛光片白斑油污色斑等等,12,2.Diffusion制作PN结，电池的心脏,扩散机制浓度梯度,13,Si+4,Si+4,B+3,Si+4,N型硅,Si+4,Si+4,P+5,Si+4,P型硅,14,扩散装置,15,16,化学反应机理,17,扩散模型,18,19,方块电阻就是表面为正方形的半导体薄层在电流方向上所呈现的电阻,R=/t，:N型层电阻率；t：为扩散结深；=nq，n：N型层掺杂浓度；：电子迁移率；q：电子带电量；R=1/nqt；和表面浓度和结深成反比；,20,高方阻+密栅+新浆料,21,扩散常见问题,方阻不均匀四探针测试炉口密封排风不稳尾气管堵塞源瓶温度不稳扩散时氧气量适中，少：腐蚀硅片；多：浓度上不去；扩散后硅片表面发蓝硅片未甩干进入扩散炉表面形成氧化层经常清洗石英舟和尾气管，严禁裸手接触硅片！磷源熔点1.25，沸点105.30，蒸汽压高，挥发性强，蒸汽有毒。温度高会爆裂,22,5.三氯氧磷三氯氧磷正式名称为氧氯化磷，又名磷酰氯。为无色透明发烟液体，有辛辣气味。熔点2，沸点105.1，密度1.675kg/l。有强腐蚀性、毒性，不燃烧。三氯氧磷遇水或水蒸汽剧烈反应生成磷酸与氯化氢等有毒的腐蚀性烟雾，对皮肤、粘膜有刺激腐蚀作用。三氯氧磷可引起急性中毒，在短期内吸入大量三氯氧磷蒸汽可引起上呼吸道刺激症状、咽喉炎、支气管炎，严重者可发生喉头水肿窒息、肺炎、肺水肿、紫绀、心力衰竭，亦可发生贫血、肝脏损害、蛋白尿。口服三氯氧磷可引起消化道灼伤，眼和皮肤接触引起灼伤，长期低浓度接触可引起口、眼及呼吸道刺激症状。装源瓶：先开出气阀，再开进气阀！否则将引起源瓶爆炸！卸源瓶：先关进气阀，再关出气阀！否则将引起源瓶爆炸！,23,3.PSG去除含磷的二氧化硅,24,刻蚀,DI喷淋,NaOH碱洗,DI喷淋,HF去PSG,N2吹干,DI喷淋,HNO3,HF,H2SO4,中和多余的酸,Rena工艺流程,25,常用设备：RenaSchimid库特勒聚晶与库特勒设备对比：方阻变化较小,26,常见问题,湿法刻蚀的优PN结面积增加背场平整，增加开路电压避免干法刻蚀中的硅片间摩擦，得到较高的并联电阻,27,4.PECVD等离子增强型化学气相沉积,原理：PECVD是借助微波或射频等使NH3和SiH4气体电离，在局部形成等离子体，而等离子化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的SiNx薄膜。,SiNx物理性质和化学性质：结构致密，硬度大能抵御碱金属离子的侵蚀介电强度高耐湿性好耐一般的酸碱，除HF和热H3PO4,28,Si/N比对SiNx薄膜性质的影响电阻率随x增加而降低折射率n随x增加而增加腐蚀速率随密度增加而降低,直接式：基片位于一个电极上，直接接触等离子体。管P40KHz（centrotherm、四十八所、捷佳创、大族）间接式：基片不接触激发电极。板P2.45GKHz（R&R、OTB),29,间接式PECVD在微波激发等离子的设备里，等离子产生在反应腔之外，然后由石英管导入反应腔中。在这种设备里微波只激发NH3，而SiH4直接进入反应腔。,30,对电池的影响,光学减反射提高Isc,31,表面钝化提高Uoc,32,体钝化提高Uoc,低温工艺减少高温导致的少子寿命衰减；有效节约生产成本；,33,管P常见问题,硅片偏离石墨舟：色差片硅片短接：空镀石墨舟长期不清洗：边缘发白，中间泛红，色差较明显石墨舟变形：出现明显色差石墨舟电极未对准：高频放电报警压力低：镀膜不均，且颜色泛红漏气：镀膜不均,34,5.Printing&Cofiring,烧结,正极银浆,背极银浆/银铝浆,烘干Oven/IR,背场铝浆,烘干Oven/IR,引出电流组件焊接,焊接收集电流引出电流高阻密栅浆料,收集电流吸杂铝背场通过反射增加对光子的吸收,35,常见问题铝浆污染严禁二道用具用于三道印刷，保持台面和轨道清洁2.断线、粗点、粘版、印不全浆料使用前充分搅拌，使用过程中严禁污染3.虚印浆料和栅线设计不匹配，可重新设计网版4.定期更换台面纸,36,烧结曲线,37,38,铝背场的形成,39,铝背场的作用背面接触，收集电流形成P+铝背场，表面钝化提高开路电压增加对光的反射吸杂,40,欧姆接触的形成没有整流效应的金属半导体接触,欧姆接触形成有如下几个步骤：1有机物挥发2玻璃料在减反射膜表面聚集3玻璃料腐蚀穿过减反射膜4玻璃料通过与Si发生氧化还原反应产生腐蚀坑,PbO+Si,Pb+SiO2,5Ag晶粒在冷却过程中于腐蚀坑处结晶,41,Ag晶粒在腐蚀坑处结晶时与Si表面接触的一侧呈倒金字塔状，而与玻璃料接触的一侧则成圆形。,42,常见问题,烧穿短路电流低，开路电压降低很大烧结不足短路电流低，开路电压不变,43,Thanks,44,1、水分子的屏蔽效应（screeningeffect）阻挡了硅原子与OH根离子的作用，而水分子的屏蔽效应又以原子排列密度越高越明显。2、在111晶面族上