太阳电池制造工艺

让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长电池片生产制造工艺汇报组:电池组时间：2014.9.4让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长123444太阳电池发展晶体硅太阳电池工作原理

晶体硅太阳电池生产工艺晶体硅太阳电池结构目录1839年，法国实验物理学家E.Becquerel在稀释的酸性液体中插入两电极，发现两电极间的电压随照射光强的变化而变化，人们称之为“光伏效应”。让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长1954年，美国贝尔实验室的三位研究人员C.S.Fuller，D.M.Chapin和G.L.Pearson制造了第一个实用的单晶硅p-n结太阳电池，这一研究成果对现代光伏的发展具有划时代的意义，因此1954年也被光伏业界誉为“光伏元年”。一、太阳电池的发展1、光伏效应的发现2、第一块实用单晶硅pn结太阳电池的产生让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长P型半导体N型半导体内建电场P型半导体N型半导体p-n结负载二、晶体硅太阳电池的工作原理太阳光让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长三、晶体硅太阳电池结构电池片实物图电池片剖面图让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长四、晶硅电池生产制造工艺流程

去PSG背电极印刷低温烘干背场印刷低温烘干前电极印刷制绒制结刻蚀镀膜丝印烧结分选让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长目的：清洗过程主要是为了祛除硅片表面的污渍。常用有机溶剂、浓酸、强碱以及高纯中性洗涤剂等，且每次清洗后要用高纯去离子水将硅片清洗干净；清洗后要进行制绒，通过制绒工艺不仅在光滑的硅片表面形成陷光结构，而且还去除了硅片在机械切割过程中留下的切痕和损伤层方式：单晶采用碱制绒，用氢氧化钠、氢氧化钾等，多晶采用酸制绒，用硝酸+氢氟酸+（醋酸）、活性离子刻蚀、机械刻槽和激光刻槽单晶制绒表面多晶制绒表面制绒刻蚀制结镀膜丝印烧结分选让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长掺杂的方式：热扩散、离子注入、外延、激光以及高频电注入等方法扩散的目的：通过扩散工艺形成PN结。一般使用POCl3液态源扩散法制绒刻蚀制结镀膜丝印烧结分选试验用扩散炉让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长刻蚀的目的：由于在扩散工艺过程中，硅片表面会形成一层磷硅玻璃，而磷硅玻璃会影响之后所镀减反膜的均匀性和钝化效果，同时，硅片的周边也形成了扩散层，周边的扩散层会导致电池的上下电极短路，生产中必须去除。边缘刻蚀的方法：干法刻蚀（等离子体腐蚀），湿法刻蚀（化学腐蚀）制绒刻蚀制结镀膜丝印烧结分选去磷硅玻璃：利用低浓度氢氟酸（HF）去除扩散工艺过程中残留在电池表面的磷硅玻璃。让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长目的：采用PECVD方法，利用氨气和硅烷反应，在电池前表面制备氮化硅减反膜。减少光线反射，增加电池对光线的吸收，提高电池转换效率。选择氮化硅膜的好处：1、结构致密，与硅原子结合紧密，且制备时产生大量的氢，有较好的钝化作用；2、通过控制膜中Si和N的比例可在一定范围内控制膜的折射率；3、能在较低温度下生长4、硬度大、耐湿性好制绒刻蚀制结镀膜丝印烧结分选让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长制绒刻蚀制结镀膜丝印烧结分选丝印的目的：制作电极形成铝背场（p+）的目的：

1、背电极（正极）的一部分，与硅片形成重掺杂的欧姆接触；

2、反射部分长波光子，增加短路电流；

3、形成PP+高低结，增加开路电压,减少少数载流子在背面复合的概率；

4、提高电池片整体材料强度。

让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长背电极铝背场前电极让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长制绒刻蚀制结镀膜丝印烧结分选目的：在高温下使印刷好的前、背电极以及铝背场与硅片形成欧姆接触。烧结后的银硅接触剖面图让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长制绒刻蚀制结镀膜丝印烧结分选电池片分选的目的：将电池片按照转换效率进行分类。一般需要测量的参数有最佳工作电压、最佳工作电流、最大功率、转换效率、开路电压、短路电流、填充因子测试的标准条件：辐照度1000W/m2，25oC温度让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长Voc—开路电压ISC—短路电流Vm—最佳工作电压Im—最佳工作电流M—最佳功率点FF—填充因子AIISCImMVocVm0v太阳电池I-V特性曲线图让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长ThankYou!电池组陈传科王丽娜孟虹辰袁惠敏姚幸助郭东海让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长1、所讲电池结构中的P型和N型能否互换？答：现在国内生产的晶体硅太阳能电池一般都是以P型硅为主体的，我们简称P型硅太阳能电池，并不是以N型硅做主体不好，英利的“熊猫”太阳能电池采用的就是以N型硅为主体的结构，但这种电池目前并未大规模生产，目前据我所知，产业化的N型硅太阳能电池有松下的HIT太阳能电池和Sunpower的背接触太阳能电池。N型硅片比P型硅片的少子寿命高，不会产生硼氧对等杂质，可以说更适合做高效太阳能电池。而我们之所以不采用，其原因主要是成本因素，在制备高纯硅片时掺P比惨B更难，且在拉单晶时的工艺难度也更大，这造成了N型硅片的生产成本更高。不过，以现在趋向高转换效率的电池发展模式，我认为N型硅太阳能电池在单晶硅领域比P型硅太阳能电池有着更好的发展前景。2、解释欧姆接触，并说明其与肖特基接触之间的差异？答：金属和半导体接触可以分为两类：肖特基接触和欧姆接触。因为半导体表面态的存在，在金半接触界面一般都会产生势垒，这种接触就是肖特基接触。而如果这个势垒的宽度很薄（这时载流子就可以通过隧道效应越过势垒），亦或是势垒高度很小，这些情况下的接触电阻很小，像这种不产生明显附加阻抗的金半接触就叫欧姆接触。欧姆接触大多通过将半导体方重掺来实现。让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共成长3、等离子体刻蚀边缘的机理是什么？答：在反应气体两端通上高频电压（也叫射频），反应气体就会辉光放电转变成等离子体，变成化学活性非常高的粒子，这些活性粒子与硅反应，生成可挥发的物质从而与硅片脱离，从而实现了刻蚀。4、半导体的禁带宽度可以改变吗?答：可以，半导体的禁带宽度是温度T的函数，我们一般提到的半导体的禁带宽度是多少指的都是在室温下的数值。5、常规电池吸收太阳光的光谱范围为什么只是300-1200nm的波段？答：300nm以下波段基本都被大气层所吸收了，而1200nm以上波段的光由于能量太小难以提供足够的能量使硅中产生电子空穴对，因此对普通硅太阳能电池而言，只有波长在300-1200nm的部分有效。让中国梦带领光电梦怒放让光电梦为中国梦喝彩共创共享共