单晶硅电池生产工艺教材

电池工艺流程1化学清洗⑴原片分拣⑵去损伤层⑶制作绒面⑷盐酸清洗2扩散刻蚀⑴扩散制结⑵刻蚀去边⑶去PSG层3制减反膜PECVD设备4印刷电极5烧结

6分选⑴印刷正极⑵印刷背场

⑶印刷负极把正负极和硅片烧在一起以便导电APCVD设备或手工喷涂⑷印刷视频

清洗工艺1原片分拣（1）根据电阻率把电池分类。硅片常见电阻率分类0.5-6Ω·㎝，0.5-3Ω·㎝

，3-6Ω·㎝。

（2）把藏片，厚片，薄片，缺损片，厚度不均匀片取出2去损伤层：Si+2NaOH（30%）+H2O→Na2SiO3+2H2↑，原叫减薄（原来硅片太厚，>300μm,目前180±20μm

）。思考：为什么硅片厚度会由300降低到180？3制绒Si+2NaOH(0.8%-1.3%)+H2O→Na2SiO3+2H2↑，溶液中加有酒精或异丙醇，增加各向异性引子，加速形成金字塔。85℃左右，时间10-50分钟4盐酸洗（V浓盐酸：V水=1:6）或盐酸（37%）双氧水（30%）混合洗（II号清洗液）（V浓盐酸：V双氧水：V水=1：1：6）85℃左右，清洗5-20分钟。盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与Pt2+、Ag+、Cd2+、Hg2+等金属离子形成可溶于水的络合物。5HF洗（VHF:V水=1：10），室温,5-10分钟。有些厂家不用。返回首页两张多晶硅绒面显微照片扩散POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下如果氧气充足，PCl5能和氧继续反应生成Cl2和P2O5。为了避免产生PCl5，应通入适量氧气。等离子刻蚀硅扩散后硅片表面有磷硅玻璃产生。SiO2混合P和P2O5。用HF清洗掉表面的磷硅玻璃。HF和水体积比1:10偏磷酸P2O5+H2O-------2HPO3H3PO4-------HPO3+H2O返回首页钛酸丁酯（Ti(OC2H5)4）无色至浅黄色液体。在-55℃时为玻璃状固体，置空气中易固化成透明细片。遇水分解。形成TiO2膜层的主要物质。颜色厚度（埃）颜色厚度（埃）颜色厚度（埃）硅本色0-200很淡蓝色1000-1100蓝色2100-2300褐色200-400硅本色1100-1200蓝绿色2300-2500黄褐色400-500淡黄色1200-1300浅绿色2500-2800红色550-730黄色1300-1500橙黄色2800-3000深蓝色730-770橙黄色1500-1800红色3000-3300蓝色770-990红色1800-1900淡蓝色930-1000深红色1900-2100氮化硅膜的颜色与厚度的对比表返回首页返回首页红外加热灯管卤钨灯纵向温度分布曲线横向温度的稳定性连续和非连续放片返回首页温区1温区2温区3温区4温区5温区6温区7150℃200℃300℃400℃560℃640℃875℃一个烧结炉的温区温度

分选测试光源：氙灯。模拟太阳光。AM1.51000W/m2分档方法：1按转换效率(功率)分档2按最大功率点电流分档后者更好些。测试参数：Voc开路电压Isc短路电流FF填充因子Pm最大功率Ipm最大功率处电流Vpm最大功率处电压

Rs串联电阻

Rsh并联电阻返回首页电池生产线辅助仪器设备一览表仪器名称用途产地或销售商型号价格（万元RMB）备注少子寿命仪测试少子寿命匈牙利Semilabwt－2000121.6wt－1000b34.2wt－100024.7美国SintonConsultingWct-12018.2$23350+$600(运费)（此为到岸价）硅片分拣仪按某参数给硅片分类上海星纳电子科技MS20322椭偏仪测试减反膜厚度折射率台湾致东光电D824还有其他型号德国SentechSe40040积分式反射仪测试表面反射率台湾致东光电20.8金相显微镜观察硅表面金字塔南京江南永新公司待定1待定好的显微镜烧结温度测试监测烧结炉温度英国datapaqDatapaq90007.6Corescan测试烧结后欧姆接触北京华通特瑞光电科技55.212350，714欧元尘埃离子计数器测试车间尘埃粒子苏州三兴净化公司clj－10.9高精度电子秤测试浆料用量德国赛多利斯或其他公司待定0.25一般电子秤测试化学药品重量待定0.1方块电阻测试仪测试扩散方块电阻苏州电讯仪器厂Sx19341.43×3电导率仪监测纯水电导率上海雷磁仪器厂待定0.25万用表测试刻蚀后边缘电阻随意待定0.015以上辅助设备最高价合计247.905万，最低价合计135.605万2.3去磷硅玻璃3制减反膜4.1背电极印刷4.2背场印刷4.3正面电极印刷5烧结

清洗前检测(据厚度、电阻率等分拣，分拣仪器)刻蚀结果检测(万用表)减反膜检测(椭偏仪)2.2刻蚀机×3清洗结果检测(反射仪,显微镜)水质监测(电导率仪)化学品称量(一般电子秤)1清洗机一套2.1扩散炉×2扩散结果检测(方块电阻测试仪)环境监测(尘埃粒子计数器)6分选炉温测试仪欧姆接触测试仪电池生产线所需设备浆料用量称量(高精度电子秤)4印刷＋液氮和液氧储罐＋CF4储罐＋硅烷氨气储罐+硅烷燃烧塔净化隔离工程返回首页1车间环境要求扩散要求最高，10000级，即每立方英尺中粒径≧0.5微米的粒子不超过10000个。（美国联邦标准209E，国际标准为ISO14644）。建议把车间所有工序净化等级设置为10000级。2地区大气环境（1）尘埃粒子与净化成本；空气循环送风。（2）钠离子对半导体器件的危害洛杉矶每立方大气中1013钠离子。直径0.1微米的NaCl粒子，潮解后会扩展为直径50微米的圆面积，相当于64k存储器一半的面积。钠等金属离子在硅材料中是有效的复合中心，它们会降低电池的电性能。钠离子的可移动性会降低组件的寿命，是组件衰减过快。

洁净室级别

适用的工序100级光刻100-1000级制版中精缩、显影10000级芯片工艺中的氧化、扩散、金属化、清洗10000-100000级中测、划片100000级组装、压焊100000级以下封装以后的各工序操作人员（不同的工作服）不同行动发尘量参考量0.5微米以上（个/分，人）普通工作服防尘服白衣型全套型起立3390001130005580坐下302001120007420手腕上下动298000029800018600上体前屈224000053800024200腕自由运动224000029800020600头部上下左右运动63100015100011000上体扭动85000026600014900屈身312000060500037400脚动280000086100044600步行2920000101000056000保持半导体车间洁净度的有效措施

按重要性和可行性从高到底依次排列：

1车间人员全部穿无尘服。

2所有车间设计为10000级的净化;保持扩散烧结压强最大，其气体流向其他车间。

3各工序之间的隔离，尤其保护扩散。可通过小窗传递硅片。

4人员少走动，少串岗，尤其禁止闲杂人员进入扩散。

5进入车间前不要吸烟（人吸烟后产生的粒子数目为非吸烟者的90倍，30分钟后

降低为15倍）。

6刷鞋器。

7黏着性地板垫。

8风淋。

为延长高效过滤器的寿命，车间高度要按照设备高度适当建设。车间湿度和温度

太阳能电池车间对湿度和温度没有特别严格的要求。

1.只要车间是干净的，在日常的湿度条件下，尚未发现湿度对生产的影响。前提是车间没有对湿度有要求的工艺。

有些设备对湿度有要求，但是超过此要求并为发现工艺有异常现象。可能是设备长期在高湿度条件下运行有缩短寿命的可能。

60%的湿度是最适合人生存的湿度。湿度如果太低，人体容易积累静电（上千伏），可能会对电池造成损害。

2.印刷、分选对环境温度的要求。

人对环境温度的要求。

做一个优秀的技术人员需要具备的东西：1熟悉所用到的所有的化学品的物理化学性质。HF，H2SO4，双氧水，盐酸，氢氧化钠，酒精，异丙醇，三氯氧磷，去离子水，硅烷，氨气，四氟化碳2尽可能掌握每个工序的细节（比如印刷）3熟悉所用到的器具及材料的物理化学性质（比如片架（花篮）聚四氟乙烯，浆料）4勤于思考，能发现新问题，解决新问题最好熟悉电池生产线中所有的东西。比如纯水制造，硅烷燃烧塔，酸气处理装置等。推荐几本书：