单晶硅太阳能电池片生产工艺

1、单晶硅太阳能电池片生产工艺作者:日期:单晶硅太阳能电池片生产工艺就目前的现状而鼻 在沙子一治金级让一半导体级硅单晶硅片f太阳能电 池片f太阳能电池组件T光伏系统整个产业鞋中，我国的情况是必两头在外，中 间在内”，即太阳能电池片原材料主要依赖进口，而光伏系统的研究与建设也落后 于国外，在这条产业链中，我国主要从事的是太阳能电池片的生产和太阳能用池 蛆件的封装.而就技术含附、设备成本.工艺难度各方祖而匕，太阳能电池片的 生产要大大超过太阳能电池组件.因此，本文的主要研究对象是单晶联太阳能电 池片的生产工艺.如今，单晶靛太阳能电池的生产工艺已比较成熟.经过各种实际应用，证明 单晶桂太阳能电池的性能稳

2、定，具有很可观的实用价值.虽然先种#太阳能电池 的工艺略有不同，但基本原理和步骤都一致，仅根据不同要求对个别工艺过程作 些变动*本人通过在在淅江晶科能源有限公司的长时间实习.设计了 嚏完整的电晶 硅太阳能电池片生产工艺的实验，本工艺实验过程亦在此公司完成.该公司主要 从事晶体硅太阳电池、第件及应用光伏发电系统的研究、制造和销售.2007年5 月，第一条线25MW产能的电池片生产线投入生产，2003年，月，第二条25M帮 产能的电池片生产线投入生产，2009年增至八条生产税.产能达150MW.公司 产品成员荻得国内外客户一致好评.木型验采用题大公司生产的掺银(Ga)的稚 片,其电阻率为3f6G

3、cm,少子寿命为L71T.9即s1质量约为6. 685g,国度为 17177 皿 m*图4潮江品科能源相限公司大摆图4.2公司生产车间4.1制绒本实验的制绒反应采用20%的碱溶液在80C条件下将珪片腐蚀0.5Imin以 运到去除损伤层的效果，腐蚀速率可达到610pm/min。再经过15002500s的反 应后，即能呈现出规则的角锥体形貌。由于制绒反应过程中会生成氢气：Si+2NaOH+2H2O-*Na2SiO3+2H2 t因此在制绒的反应液中添加一定量的异丙醇（IPA）,以增加液体的张力，促 使氢气气泡破裂，以防止氢气气泡过多致使硅片浮起，在制绒反应完成之后，硅片上会附着碱液，需要通过喷淋和清

4、洗来对硅片进 行清洗。由于硅片在生产过程中免不了被氧化而生成SiCh，则用氢氟酸（HF）来 去掉SiOz，反应方程式为：SiOz+HF-H/iFs+H?。在与HF反应后，需经过纯水清洗，然后用激酸（HCD对硅片进行处理，盐 酸具有酸和络合双重作用，氯离子（C）能与残留的金属离子（P产、Au3 Ag Cu2 Cd2 Hg2*）形成可溶于水的络合物.最后再通过喷淋、清洗以去掉硅片 表面残留的液体与杂质后，才能将洋片甩干。因为经过了与碱液反应.叶片的重 员在制绒后会比制绒前要轻，减轻的重量称为减薄量，制绒前的工作在制绒实验工段开始运作之前，首先要检查槽体是否漏液：进水管是否进水, 排水管是否排水；机

5、械臂运行是否正常，槽盅是否可以打开；检杳纯水、氮气、 压缩空气是否正常：检杳各工艺参数是否是工艺所要求的参数.然后选取若干硅 片用电子天平对其进行称重并记录。制绒过程及其参数本公司采用深圳捷佳创自动制绒设备，经过多次试验后，设定制绒工艺参数 如去4.1所示，表中标示了各个槽中化学液体的成分；硅片在各个槽中反应（停 留）的时间与温度。制绒设备中设置了鼓泡系统，具作用是将化学液体混合均匀， 且加剧槽内的反应。其中“无篮”表示槽内没有硅片时进行鼓泡，有篮则表示有 硅片时进行鼓泡.在进行制绒反应实验前，先要在反应槽内添加化学试剂，其中先将制绒槽内 清水放至固定刻度（约为120L）,然后添加氢氧化钠（N

6、aOH） 1000g、硅酸钠 （NaSiOj） 1000g,待温度上升至反应温度一一80X;后，再添加8L的IPA; HF 槽放水至约70L后，添加16L含量为48.849.2%的HF； HCI槽放水至约60L后， 添加36L含量为36.038.0%的HCL在制绒实验进行的过程中，可戴上橡胶手套用专用镣子夹出一两片来观察硅 片表面，如表面乌黑，没有白斑、发亮、发白等等，则说明制绒良好，反之，则 还需要反应一段时间，直至制纸良好.4J制绒工艺的步疆及其舂数Ifl喷淋 清洗 HF清洗IICI喷淋 清洗 预脱水槽液NaOH H20 H20 HF H20 HCI H2O H2OIPANaSiO,温度8

7、0 c45X?25c室温室温室温室温室温室温时间1800s50s100s300s300s300s150s50s50s鼓泡无篮有篮有篮有篮有篮有篮有篮有篮有篮在表4.1中各反应都进行结束后，要尽快将硅片放入甩干机进行甩干，甩干 参数费定如下，甩干速度为450r/m,时间为6m,温度为120X?.甩干过胆中由于 温度较高，为防止硅片被氧化，在甩干过程过会进行高速喷氮。在甩干后，用电 子天平对在制绒前称重过中硅片再次称重，并计算其优薄届.在确认就源早在规 定范用内之后，便可放入传递窗交予扩散工段。制绒中的补料与换液每次制缄后，制绒槽内的NaOH和IPA （IPA具有挥发性）郃有一定量的消 耗，因此每

8、次制绒后需在制绒槽添加一定量的NaOH和1PA,称之为补料，因为 每次制绒反应的时间不尽相同，每次补料也会相应也有所差别；另外，在制绒反 应中会生成NaSiOj，从而使得NaSiO3的浓度也会有所增加，导致制绒反应的速 度减慢。因此，补料工作常常需要工作人员以自己的实际经验来加以判断，如制 绒时间为1800s,则可在制绒后添加NaOH25M300g、IPAL8L.经过长时间反应后，HF、HC1槽内酸液的pH值会有所上升，而且槽液的纯 净度也会有所下降，通常每24小时要进行换液。同理，清洗槽内的清水随着反应 的进行，液体中的杂质会逐渐增多，通常每12小时要进行换液。为了确保制绒质 量，可每小时用

9、pH试纸测定清洗槽中精液的pH值，应确保其为中性。检验I.目检目检曜片表面状况，有缺角、崩边、白班、小白点或者表面发白，可直接判 断为“差”，不得流入卜一道工序，图4.3所示为制绒后的硅片，其制绒效果良好。图4.3制域后的硅片.减薄量检验减薄量要处于规定范围内(0.5g0.7g)。超出此范围则开异常单交生产工艺 处理，解决过程中要放慢生产速度，问题解决后按正常速度生产。减薄质检测结 果见表4.2,皆符合要求。表4.2制级前后硅片的重量以及减薄量制绒前6.685g6.692g6.683g6.686g6.684g制绒后6.035g6.023g6.043g6.026g6.044g减薄量0.65g0.

10、67g0.64g0.66g0.65g.绒面质量检验前两道检验合格后，再使用400倍显微镜观察硅片表面的绒面，对绒面质量 进行判别，分为优、良、中、差4个等级：(1)绒面连续、均匀、细赋，金字塔边长3pm,为“优”级。（2）绒面连续、均匀、大小适中，3umV金字塔边长Bum,为“良”级。（3）绒面连续、均匀、尺寸偏大，5pm金字塔边长为“中”级.（4）绒面不连续、不均匀、尺寸大小不一，为“差”级.本实验中随机选取了一片制绒后硅片，用扫描电镜观察其表面，如图4.4所 示，为“优”级。图4.4经制绒后在表面形成倒金字塔构造的绒面扩散制结扩散源三家箱磷（POClj）是无色透明液体，具有刺激性气味，如纯

11、度不高 则呈红黄色。熔点为2*C,沸点为107C,在潮湿空气中会发烟。POCb在高温F 600V ）会分解为五氯化璘（PC15）和五氧化二磷（P2O5），其反应式为：5POC13-3PC15 + P2O5生成的P2O5在扩放温度下能与硅反应，生成二组化硅（SiO2）和磷原子： 2P2O5 +5Si-5SiO2+4P而生成的PCk是不易分解的，并且对硅片有腐蚀作用，破坏徒片的表面状态. 因此，在POCb热分解时，需要有外来的钏（O2）参与，让POCb得到充分地分 解与利用，在有外来。2参与的情况下，PCI5会进一步分解成P2O5并放出氧气（C12） K反应式为：4PC15 +5O?f 2P20s

12、 +10CI2 I生成的P20s又进一步与硅作用，生成SiOz和磷原子，由此可见，在进行扩 散时，为了充分利用POCb以及避免PCb对硅片表面的腐蚀，必须在通氨气的同 时通入一定流量的。2，在有O?的存在时，POCb热分解的总反应式为：4POCI3+3O2 （过量）-2P2O5+6CI2 tPOCb分解产生的PzOf积淀在硅片表面，PzOs与硅片反应生成Si02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，反应式如 前所示：2P2O5+5Si-5SiO2+4P扩散前的工作由于扩散工段对清洁卫生的要求#常岛，工作人员进入扩散间需走风淋门进 行至少15s的除尘.此外，本工段所

13、用到的工具：石英舟、舟叉、镶子都要用酒 精清洗干净.在进行本工段前要检查设备外壁是否生锈；排风是否正常；设备废液收集瓶 是否正常恒温水箱温度是否正常：炉门开关、石英舟架是否正常.此外.对石 英舟、石英舟叉、慑子、四探制测试仪、少子寿命测试仪等工具也要进行检杳。422扩散制结工艺及其参数从传递由内取出制绒后的碎片后，存放于净化插片台，操作人员用贵子夹出 成片插入石英舟的槽中.扩散分为双面扩敌和单面扩散,双面扩散卷槽插一片. 单面扩散每槽插两片，本实验采用双面扩散。用舟叉将装满硅片的石英舟放在扩本公司使用中国电子科技集团公司第四十八所生产的高温氧化库散系统（俗 称扩散炉或烧站炉）。扩散示意图如图4

14、.5所示，承线硅片的石英舟进入扩散炉炉 管后，扩散炉开始升温，在升温过程中，为防止硅片被氧化，在炉管内通入一定 星的氮气，这一氮气称为“大氨”。温度升高到一定程度后，即可通入POCbig行 焦化反应，由于POCb保存在20c的恒温水箱中，需靠氮气（N?）带入到炉管， 这一包气称为“小氨”.氧化反应结束后，即可停止POCb的通入，此时需通过“驶 入”反应将砰片表面的磷进一步扩散到硅片中，之后便可降温并退出石英舟。经过多次试验后，本实验设定的扩散工艺参数如表4.3所示。表中第一行的 五个数字代表各个温区，其中温区1为炉尾处：温区2为炉尾与炉中的中间部分: 温区3在炉中；温区4为炉中和炉口的中间部分

15、；温区5为炉口处：各个温区的 温度不尽相同扩散工艺进行完毕后，用石英舟叉从浆上取下石英舟，此时硅片表面温度较 高，待温度有所下降之后，分别取炉口、炉中、炉尾处的硅片各两片，用四探针 测试仪和少子寿命测试仪来测定方块电阻和少子寿命以及进行其它检验。表4.3扩散工艺步骤及其参数步骤时间/SICC2/C3/r4/,C5/r小虱大鼠干氧进舟4808108108108108200300000升温18081081081081082003000003008108108108108200230002000气化300843826834841847137022000100011008438268348418471

16、370220001000取人100863846854K618670250001000500863846854S618670250002000降温3008208208208208300300000出舟4808208208208208300300000423清洗炉管工艺值得一提的是，扩效炉管使用的时间长了之后，炉管内便会残留有一些杂质, 这样会影响如散制结的效果。因此每过一段时间（人约一星期），就要对炉管进行 清洗，在此过程中，要放上空的石英舟，其工艺如表4.4所示.表4.4清洗炉管工艺步SI和参数时间/si/r2/r3/X?4/r5/r小鼠大氮干氧清洗小氮60085085085085085002

17、500000600950950950950950021000400003600950950950950950210024000280006009009009009009000250002000060085085085085085002500006424检验（1）方块电阻值范围：4650C/EI,超出该范围的判为不合格品，通知相关 工艺人员做出相应处理,巡椅负费蹑踪结果并确认处理方案的可行性。（2）少子寿命要求大于102，未达到这个范围或出现异常则通知相关工艺 人员做出相应处理，巡检负责跟踪结果并确认处理方案的可行性.方块电阻和少子寿命的测试结果如表4.5所示，所有结果皆符合要求。*4.5测定方

18、块电阻和少子寿命的数值测量对象炉口炉中炉尾方块电阻（Q/O）494847464647少子寿命（|1S）17.819.7220.6220.9921.2121.90若测得的方块电阻的数值偏高或偏低，则可对此片所对应的温区温度进行调 节，若方块电阻过高，则表示需要加强扩散，应适当将温度调高。一般来说，方 块电阻比设定值高1C,则升高对应温区温度1C；若方块电阻比设定值低1C, 则降低对应温区温度（3）扩散后硅片若出现发蓝、“烧焦”（多数是因为制绒后甩干不彻底，硅片 表面有水渍或水雾而引起）、褐色斑点等现象则判为不合格品。图4.6所示为扩散 后的硅片，可以看出扩散情况良好.图4.6扩散后的硅片（4）每

19、4小时测试空气中尘埃粒子数以及空气的温湿度，要确保直径为0.5pm 的微粒数不超过352000个/n?,湿度控制在3060%,温度控制在2227C,若不 符合要求即通知5s人员进行处理。本实验过程中，空气环境良好。4.2.5更换POCb源瓶需要指出的是，POCh在扩散中会不断地消耗，因此每过一段时间需要更换 POC13源瓶。由于POCb是带刺激性臭味液体，在潮湿空气中会剧烈发烟，甚至 引起中毒，那么更换POCb源瓶需要格外小心，其步骤如下：（1）正确穿戴好防毒面具。（2）检查源瓶是否合格（阀门是否畅通；液体是否变色或浑浊；源瓶是否有 裂痕等）（3）先关闭旧源瓶的进气阀门，再关闭旧源瓶的出气阀门

20、，拧开连接旧源瓶 的进气、出气阀门的气管。（4）取出恒温水槽内的旧源瓶，双手拿住新的POCh源瓶，小心地放入恒温 水槽。（5）先接上小氮出气管，再将小氮进气管的出气口接上炉管尾端的管道.（6）更换源瓶完成后按键使恒温水槽恢复到初始温度.（7）在进气气管接通、出气气管接通、怛温水槽的温度恢复后，然后打开出 气阀门,再打开进气阀门。等离子边缘刻蚀随君温度的开育， 般物质依次表现为固态、液杰和气态，如果温度1I高到 10K甚至10次，分子何和原子的运动十分剧烈，彼比之何已难以束缚，原子中 的电子因具方相当大的动能而摆脱原子核对它的束缚，成为自由电子，质子失去 电子变成带正电的离子.这样.物质就变成了

21、一团由电子和带正电的寓子组成的 混合物。这种混合物叫等离子体，它可以称为物质的第四态。等离子体刻蚀是采用高频解光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原 子或游离斑，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，与需要刻蚀的桂片进行反应， 形成挥发性反应物SiF4而被去除，即可达到边缘腐蚀的目的.刻蚀工艺及其参数V01CT 区 CM图4.7刻蚀示意图从扩散工段接过硅片后，将扩散好的硅片叠放整齐，用夹具夹紧，确保待刻 仲的硅片中间没有缝隙e然后将刻蚀架平卷放入反应室的支架上，关好反应案. 即可运行刻蚀工艺，工艺示意图如图4.7所示。其中Dry Pump为真空泵，V00为 真空泵开关，当开启真空泵，即进行抽真空

22、；Chamber为反应室，硅片即放置在 其内，V01为CT与CM之间的阀：V02、V03、V04分别为N1、02 CF4开关。经过多次试验后，本实验设定的刻蚀具体工艺参数见表46。其运行过程为 Initial-X,-*X2-*X3-X4-X5-*Purge-X5Venting,整个刻蚀过程中，为保证反 应平均，架有硅片的支架一直在匀速转动，转速为3rpm。其中Initial和Xi两阶 段都开启V00抽真空，分为预抽和主抽，期间反应室内气压不断下降；X?为充气 阶段，开自V03、V04通入0?和CF4，反应室内气压上升至300Pa： X3为启辉阶 段；X4为辉光反应阶段，是刻蚀阶段主要步骤，运行

23、时间也最长，射频功率为 700W,反应室内的气压为稳定的340Pa；之后X5即停止02和CF4的供气，然后 运行Purge （清洗）和Venting （充气），充气过程中N?阀V02开自，反应室内气 压逐渐增加至大气压，即可打开反应室，取出硅片。表4.6刻蚀工艺参数及开关情况表Oj/sccmCF4/sccmTime/svooV01V02V03V04Initial00507XXXXXj0030V7XXXX24340020qqXy1X34340030VqX7x41203361400q7XVqX50050V7XXXPurge3500100V4XVXVenting0060XX7XX检验（1）刻蚀过的硅

24、片的边缘都明显地比中间要亮白，如果肉眼能看到边缘有发 黑现象，则表示没有刻蚀不成功，需要重新刻蚀。（2）刻蚀边缘宽度要小超过3mm,若过宽则通知相关工艺人员解决，巡检 负贡跟踪结果并确认是否正常.图4 8所示为刻蚀后的硅片，刻蚀情况良好.（3）在刻蚀过的硅片中随机选取六片进行测试：用冷、热探针倍数显万用表 测量刻蚀好的硅片的四条边、四个角，将档位调到200mV,将待检测硅片边缘紧 贴冷、热两探针，再用黑表笔接触热探针，即可宜接读数。其检测电压大于或等 于30mV即表示已刻通可流入下一工段，未刻通的碎片的检测电压为JOmV左右. 测试数值如表4.7所示，所测试的硅片的参数皆符合要求。图4.8刻蚀

25、后的硅片表4.7刻蚀检验结果硅片边1边2边3边4角1角2角3角41105mVIO9mV132mV157mV123mV102mV113mV92mV2160mV108mV134mV94mV144mV148mV109mV132mV395mV97mV104mV105mV161 mV156mV121111V181mV4122mV92mV99mV!64mV154mV93mV106mVIO6mV598mV175mV152mV181mV180mV127mV164mV143mV6104mV113mV116mV126mV179mV141mV149mV125mV去磷硅玻璃（PSG）去磷硅玻璃前的工作在去磷硅玻璃工段

26、运作之前，首先要检龙槽体是否漏液；进水管是否进水， 拜水管是位持水；机械臂运行是否正常，槽盖是白可以打开；检育各工艺参数是 否是工艺所要求的参数.在进行去磷硅玻埼反应前，要先将各个槽内的液体换成清水.然后将HF情 放水至约80L后，添加8L含量为48.849.2%的HF。去磷睢玻璃工艺及其参数去磷注玻璃采用的设备与制绒设备类奴，但要简单很多.经过多次试验后， 本实验设定的参数如表4 8所示.由反应不断进行，HF会逐渐消耗，且槽液也会变脏。因此每6小时要曳 新更换槽液。喷淋槽和清洗槽内的纯水要每12小时进行更换。硅片从去磷硅跛璃设备中出来后，也需要进行甩干，用干参数与制绒后的甩 干相同.豪4.8

27、去磷硅玻璃工艺的步骤及其参数槽HF喷淋清洗预脱水槽液HFh2oh2o温度室温室温室温室温时间240s300s300s300s放泡有篮有篮有篮有篮检验(1)观察硅片表面是否脱水，如果脱水则说明去磷硅玻璃的效果良好，否则 则需要重新换液。(2)甩干后目检硅片是否有水痕、白班、缺角、崩边的判为不合格品，不得 流入下一工段，本实验中的去PSG效果良好.(3)去磷过破璃后留存硅片的时间不得超过30min,运检过程中需要用盖子 或无尘纸遮盖。PECVD镶减反射膜在综合考虑了折射率、物理和化学稳定性、实际增益和成本、工艺难易以及 是否适于大量生产的情况F,本公司和多数制造单晶硅太阳能电池片的企业一样， 采用

28、等离子化学气相沉积(PECVD, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposilion) 技术在硅片表面沉积一层氮化硅(SiNQ膜.不但可以溜少光的反射.而且因为 在制符SiNx减反射段过程中有大量的H原子进入，能够对悬挂键产生饱和作用， 从而能降低复合中心的作用，起到很好的表面钝化和体钝化的效果.因此，SiNx 薄膜不仅能增强太阳能电池片对光的吸收，由于氢原子的轴化作用，还能提高太 阳能电池的短路电流和开路电压。按照化合价米计算，正常的SiNx的Si与N之 比为0.75,即Si3N4.但是PECVD沉枳SiN,膜的化学计量比会随工艺不同而会 有所变化，Si与N之

29、比的变化范用在0.752左右，SiNx的电阻率随x增加而降 低，折射率n随x增加而增加。由于SiNx中还包含一定比例的氢原子，也可以写 作 SixNyH,或 SiNx： Ho太阳能池池生产过程中的PECVD镀减反射膜的技术原理是利用低温等离子 体作为能最源，将硅片置于石墨板上.先在加热的腔室内将琏片加热，在PECVD 反应腔室内通入适量的气体：SiH1、NH3和N2,利用辉光放电产生等离子体，反 应腔室的气体经一系列化学反应和等离子反应，在碎片表面形成固套薄股。其化 学反应式为：Sill# NH?为汽”仆，SixN、儿 + % TPECVD前的准备工作在操作PECVD设备前，要清扫石墨板上的S

30、iNx粉末，并对石鬓板进行预热. 接过去磷珪玻璃后的底片后,即可通过PECVD进行镀膜.首先将硅片一片片地 轻放于石墨板上的指定位置,上片忖应留意硅片是否干净，选干净的一面作为正 面.即朝上的那一面，在确认了硅片都放正后，即可运行工艺进行反应.PECVD工艺及其参数本公司栗用岛津PECVD设备，其大致示意图如图4.9所示.承投硅片的石里 板依次通过 G】、G2、G3、G4、G5、G6 在 L/C、H/C、P/Cl、P/C-2. U/C 五个 在室内进行反应.经过多次试验后，本实验设定的工艺过程如下，L/C为用热,60s内加热到350匕.H/C为加热，10s内加热到3goiC。P/C-1和P/C

31、-2都是PECVD镀膜反应肿，但因为铺膜时间比其它腔室的 反应时间要长很多.因此,为了提高生产效益，分开成两个腔邕。在这两个腔室 内的温度参数设置为：H30, H40, 518*0； H31、H41, 4651： H32、H42, 518 C；式气体流量为：SiH4： 400sccm, NHi： 2300sccm, N2： lOOOsccm：反应腔室 内的压强为85Pa；功率900W；反应时间为113s.U/C为冷却，时间为5s。冷却过后即口J用吸笔吸出竹片，卜片时要将吸笔的邕头轻松放手硅片边缘， 将硅片轻轻从石噩板上咬起，放到工作台即可，下片完毕后将硅片登扰整齐，交 予擦片工，由擦片工用毛刷

32、将选片正反面的松尘轻轻拂去.N2 NH3 SiH4 N2 NHj SiR4peiP/C-2v/cH4Q H4I H42 叵囱H5UH31 H 义图4.9 PECVD示意图检验（I）检直PECVD设备在镶股过程中粉尘及杂质情况，若粉尘情况严重，必须停止使用，产量在10万片以内的通知打扫卫生，产量超过10万片的通知设备 部作为异常问题处理，并附上检查结果，巡检跟踪并确认。(2)镀膜后明显色差、白点、色斑、水纹等判为不合格品，做返工处理，巡 检负责监督。图4.10所示为PECVD后的硅片，镀膜情况良好。图4.10PECVD后的昧片(3)氮化琏膜的厚度及折射率检验内容及结果见表4.9：表S.9 PEC

33、VD检验内容代号检测内容计算方法控制范围A每片5点膜用平均值d= (d+dz+d3+ch+ds) /51058nmB片膜厚不均匀性(dm.Ldmin) /( dtnu+dmic)5%C总膜厚不均匀性(d maxw d min)/( d max+ d mm)5%D每片5点折射率平均值n= (ni+nz+ib+ru+ns) 152.0510. 05E片折射率不均匀性(nmaxfmin)/ ()2%F总折射率小均匀性(n m.x- n min)/( n m”，n rmn) NH3： Osccnu N2： lOOOsccm；腔室内压强为 67Pa；时间为 10s。U/C： 10s 内冷却。丝网印刷电极

34、丝网印刷由五大要素构成：网版、刮刀、浆料、印刷台和畦片，其基本原理 是:利用网版上的网孔渗透浆料，非网孔部分不港透浆料的原理，印刷时在网版 上倒上浆料，用刮刀在网版上施加一定的压力，同时朝网版另一端移动，在刮刀 移动的过程中，浆料透过网孔被挤压到硅片上.如图4.11所示，其中1表示刮刀（刮刀底部为圆弧状）：2表示网版，虚线部分为网版未受刮刀压力时的形状，实 线部分则为受刮刀压力后的形状；3表示浆料；4表示电极；5则为硅片.图4.11丝网印刷电极示意图太阳能电池片丝网印刷的三个步骤是：用Ag/AI浆印刷背电极并烘干；用AI 浆印刷背电场并烘干；用Ag浆印刷正电极，如图4.12所示。图4 12印解

35、电极的三个步要印刷前的准备工作丝网印刷中的浆料是交封在盒子中，不能直接用来印刷，因此在进行丝网印 刷前要先将浆料搅拌均匀，其中背电极和正电极的银浆要在卧式搅摔机中搅拌24 小时以上，有场的银铝浆要在立式的搅拌机中搅拌0.5小时以上。此外，操作前 要仔细清理印刷机台的卫生，要做到印刷机台上无干泅结块的浆料颗粒.在接过 PECVD的硅片后，诜一片称其事最。背电极设计背电极的选择有多种，图4.13给出了常见的三种背电极的示意图。第一种为 长条型，其优点是如果出现电池片破的，可以顺利划成小碎片；缺点是浪费银铝 浆料.第二种为断条型,其优点是能节省银铝浆料：缺点是如果出现电池片破碎. 断成小片后，利用率

36、大大降低。第三种为联蚣脚型，其优点是与铝背场形成良好 的欧姆接触，铝浆料和银浆料有细栅线的重叠部分，这样可以大大提高效率和填 充因子.本实验在综合考虑了三种背电极之后，采用了将第二种与第三种结合的 有电极，即断条娱蚣脚型，如图4.13所示中的第四种电极。(4)图4J3背电极示意图163正电极设计图4 14 “S”型栅缝与普通棚线的区别（右图为“S”型棚线）对于正电极而言，细楣线根数、宽度，以及横线之间距离的不同，使得太阳 电池片的性能也有所差别，在本实验中，所采用的是“S”型栅线，即每条细 线都是“连接”起来形成一整条棚线，其示意图如图4.14所示。其中细栅线有58根，每根栅线的宽度为80pm

37、,栅线之间的间距以及最边缘的栅线和电池片边 缘之间的宽度相等，为2.04mm。即58*80jim+592.04mmT25mm.两根主栅线 每根宽度为1.5mm.丝网印刷工艺及参数本公司采用baccini丝网印刷设备，经过多次试验后，本实验设定的背电极、 背电场、正电极三道丝网印刷的工艺参数如表4.12所示：表4.12丝网印刷的参数印刷浆料刮板高度版间距印刷速度刮板压力增重背电极贺利氏es】 2050pm 900pm240mm/s95N0.021g背电场WH108 2700jim18S0pm220mm/s96N0.093g正电极cl80-9235h 1350pm 1400pm200mm/s80N

38、O.132g这曲刷背电极和背电场之后，由于浆料仅仅是附着在硅片上，其形态并未完全稳定，因此需要在烘箱中进行烘烤一段时间，表4.13为实验设定烘箱参数。在 正电极卬刷后，即进行烧结工艺，由于在烧结炉中的温度可起到烘烤作用，因此 在卬刷完正电极后不需要烘箱进行烘烤。表4.13烘箱的参数烘箱一区温区1 温/2 温员3 温区4全程时间温区温度 100C120c150*C170T 480s465印刷注意事项印刷电极是一个较为精细的工段，需要注意的次项也较多。在印刷第一片时 要观察印刷完的硅片，浆料是否均匀、位置是否对称、有无堵网、网版有无漏浆， 用电子天平称其重量是否在册定值内。母印刷完若干硅片后，操作人员要用铲刀 将网版两恻的浆料铲到网版的中央，以免导致