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太陽能電池片科普系列——流程（電池片）篇

2017-11-24 14:23:53 北極星太陽能光伏網　點擊量：評論 (0)

電池片工藝流程:制絨(INTEX)→擴散(DIFF)→后清洗(刻邊去PSG)→鍍減反射膜(PECVD)→絲網、燒結(PRINTER)→測試、分選(TESTER+SORTER)→包裝(PACKING)一、制絨制絨的目的是在硅片表面形

電池片工藝流程:

制絨(INTEX)→擴散(DIFF)→后清洗(刻邊/去PSG)→鍍減反射膜(PECVD)→絲網、燒結(PRINTER)→測試、分選(TESTER+SORTER)→包裝(PACKING)

一、制絨

制絨的目的是在硅片表面形成絨面面，以減少電池片的反射率，絨面凹凸不平可以增加二次反射，改變光程及入射方式。通常情況下用堿處理單晶，可以得到金字塔狀絨面；用酸處理多晶，可以得到蟲孔狀無規則絨面。處理方式區別主要在與單多晶性質的區別。

工藝流程：制絨槽→水洗→堿洗→水洗 →酸洗→水洗→吹干。

一般情況下，硅與HF、HNO3（硅表面會被鈍化）認為是不反應的。當存在于兩種混合酸的體系中，硅與混合溶液的反應是持續性的。

二、擴散

擴散是為電池片制造心臟，是為電池片制造P-N結，POCl3是當前磷擴散用較多的選擇。POCl3為液態磷源，液態磷源擴散具有生產效率較高、穩定性好、制得PN結均勻平整及擴散層表面良好等優點。

POCl3在大于600℃的條件下分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），PCl5對硅片表面有腐蝕作用，當有氧氣O2存在時，PCl5會分解成P2O5且釋放出氯氣，所以擴散通氮氣的同時通入一定流量的氧氣。P2O5在擴散溫度下與硅反應，生成二氧化硅和磷原子，生成的P2O5淀積在硅片表面與硅繼續反應生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成磷-硅玻璃（PSG），磷原子向硅中擴散 ,制得N型半導體。

三、刻蝕

在擴散工序，采用背靠背的單面擴散方式，硅片的側邊和背面邊緣不可避免地都會擴散上磷原子。當陽光照射，P-N結的正面收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區域流到P-N結的背面，造成短路通路。短路通道等效于降低并聯電阻。刻蝕工序是讓硅片邊緣帶有的磷的部分去除干凈，避免了P-N結短路并且造成并聯電阻降低。

濕法刻蝕工藝流程：上片→蝕刻槽（H2SO4 HNO3 HF）→水洗→堿槽(KOH)→水洗→HF槽→水洗→下片

HNO3反應氧化生成SiO2，HF去除SiO2。刻蝕堿槽的作用是為了拋光未制絨面，使電池片變得光滑；堿槽的主要溶液為KOH；H2SO4是為了讓硅片在流水線上漂浮流動起來，并不參與反應。

干法刻蝕是用等離子體進行薄膜刻蝕。當氣體以等離子體形式存在時，一方面等離子體中的氣體化學活性會變得相對較強，選擇合適的氣體，就可以讓硅片更快速的進行反應，實現刻蝕；另一方面，可利用電場對等離子體進行引導和加速，使等離子體具有一定能量，當轟擊硅片的表面時，硅片材料的原子擊出，可以達到利用物理上的能量轉移來實現刻蝕的目的。

四、PECVD

等離子體化學氣相沉積。太陽光在硅表面的反射損失率高達35%左右。減反射膜可以提高電池片對太陽光的吸收，有助于提高光生電流，進而提高轉換效率：另一方面，薄膜中的氫對電池表面的鈍化降低了發射結的表面復合速率，減小暗電流，提升開路電壓，提高光電轉換效率。H能與硅中的缺陷或雜質進行反應,從而將禁帶中的能帶轉入價帶或者導帶。

在真空環境下及480攝氏度的溫度下，通過對石墨舟的導電，使硅片的表面鍍上一層SixNy薄膜。

五、絲網印刷

通俗的說就是為太陽能電池收集電流并制造電極，第一道背面銀電極，第二道背面鋁背場的印刷和烘干；第三道正面銀電極的印刷，主要監控印刷后的濕重和次柵線的寬度。第二道道濕重如果過大，既浪費漿料，同時還可能導致不能在進高溫區之前充分干燥，甚至不能將其中的所有有機物趕出從而不能將整個鋁漿層轉變為金屬鋁，另外濕重過大可能造成燒結后電池片弓片。濕重過小，所有鋁漿均會在后續的燒結過程中與硅形成熔融區域而被消耗，而該合金區域無論從橫向電導率還是從可焊性方面均不適合于作為背面金屬接觸，另外還有可能出現鼓包等外觀不良。第三道道柵線寬度過大，會使電池片受光面積較少，效率下降。

印刷方法：物理印刷、烘干