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光伏电池车间工艺流程

  

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  SolarCell Production Process 太阳能电池的基本结构 太阳能电池的结构太阳能电池的基本结构 太阳能电池的核心——PN结太阳能电池的原理 characteristicresistances. 太阳能电池的重要参数 Isc, Voc, Rs, Rsh, FF, Eff 衡量电池好坏的重要指标 标准IV曲线 Saw damage etch /Texture/ Cleaning Saw damage etch /Texture/ Cleaning RENA InTex POCl -Diffusion(45-60 W/sq) Edge Isolation P-Glassetching RENA InOxSide (InOx) Screen printing Ag-contactsScreen printing Al/Ag-padsScreen printing Al-contactFiring contactsPECVD SiNx-deposition 太阳能电池的制作工序 Incoming wafer inspection 来料检验 1)检验来料的品种。 2)检验来料的外观,包括厚度,表面等。 3)检验来料的电学性能,包括电阻率,少子寿命等。 厚度:20040um RenaInTex 制绒的三个要点1)去除硅片表面的机械损伤层 2)清除表面氧化物和金属杂质 3)形成起伏不平的绒面,增加硅片对太阳光的吸收 硅片 机械损伤层 制绒的光学原理 陷光原理:当光入射到一定角度的斜面,光会反射到另一角度的斜面,形成二次或者多次吸收,从而增加吸收率。 陷光原理陷光原理 单面减薄4.5um扩散 48所扩散炉扩散 Centrotherm扩散炉 扩散 )液态源扩散Tempress, Centrotherm, 48所, 七星 2)喷涂磷酸水溶液后链式扩散 Despatch, Schmid链式扩散炉 目前大部分国内太阳能电池生产厂都使用的第一种方法 扩散的目的 扩散的方法 在晶体内部实现P型和N型半导体的接触,从而得到PN结 扩散 POCl 在扩散温度下与硅反应,生成二氧化硅(SiO 4P5SiO 5Si 扩散制作太阳电池的硅片是P型的,也就是说在制造硅片时,已 经掺进了一定量的硼元素,使之成为P型的硅片。 高温下在石英管内通入磷源蒸汽(通源),在硅片周围包围着许 许多多的磷的分子,因此磷原子能从四周进入硅片的表面层, 并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散。在有磷渗 透的一面就形成了N型. POCl3扩散装置示意图 扩散 工艺参数 扩散时间蓝色:30ohm/sq 红色:80ohm/sq 扩散 检验标准 同一炉扩散方块电阻不均匀度10%,同一硅片扩散方块电阻不均匀度5%。 表面无明显蓝点,手印以及因其他原因引起的污染。方块电阻的定义 湿法刻蚀+去磷硅玻璃图10. 48所的刻蚀机 湿法刻蚀+去磷硅玻璃 图11. 捷佳创的后清洗机 湿法刻蚀+去磷硅玻璃 图12. RENA InOxSide 湿法刻蚀+去磷硅玻璃 图13. 扩散后的硅片 湿法刻蚀原理: 利用HNO3和HF的混合液体 对硅片表面进行腐蚀,去除N型硅. 湿法刻蚀+去磷硅玻璃 湿法刻蚀: 四边绝缘电阻控制在500ohm之上去磷硅玻璃: 影响PECVD后电池的外观湿法刻蚀+去磷硅玻璃 工艺中容易产生的问题 当硅片从氢氟酸中提起时,观察其表面是否脱水,如果脱水,则表明磷硅玻璃已去除干净;如果表面还沾有水珠,则 表明磷硅玻璃未被去除干净(针对槽式机)。 当硅片从出料口流出时候,如果发现尾部有部分水珠,可以适当补些HF(针对RENA机)。 PECVD 图14. Roth &Rou的PECVD PECVD 在太阳电池表面沉积深蓝色减反膜-SiN膜。其还具有卓越的抗氧化和绝缘性能,同时具有良好的阻挡钠离子、 掩蔽金属和水蒸汽扩散的能力;它的化学稳定性也很好, 除氢氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外,其它酸与它基本不起 作用 PECVD 降低反射率碱制绒可以从13%降低到3%左右,从事LED灯研发,酸制绒可以从24% 降低到7.5%左右,基本减少到原来的三分之一。 表面钝化作用。增加少子寿命,进而增加了Isc和Voc。 在表面形成一道膜,有助于在烧结中保护PN结。 在SiNx减反射膜中存在大量的H,在烧结过程中会钝化 晶体内部悬挂键。 PECVD 等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是借助于辉光放电 等离子体使含有薄膜组成的气态物质发生化学反应,从而实 现薄膜材料生长的一种技术. 性能指标 膜厚:755nm 折射率:2.050.05 PECVD的原理 NHSiH SiHSi 等离子体工艺参数 气体流量PECVD 在左图中示出了四分之一波长 减反射膜的原理。从第二个界 面返回到第一个界面的反射光 与从第一个界面的反射光相位 相差180度,所以前者在一定程 度上抵消了后者。即n 1.5SiNx减反膜的最佳折射率n =3.87图15. 减反射膜的原理 PECVD 图16.椭偏仪 丝网印刷 图17. Baccnni 的丝网印刷机 丝网印刷 图18. Despatch的烧结炉 丝网印刷 上料---第一道印刷---烘箱---第二道印刷----烘箱-----烘箱--- 第三道印刷---烧结----下料 背电极印刷及烘干浆料:Ag /Al浆 如Ferro 3398 背电场印刷及烘干浆料:Al浆 如Analog paset-12 正面电极印刷浆料:Ag浆 如Dupont PV147 丝网印刷的工艺流程 丝网印刷 Al/Ag:背电极,收集载流子 良好的欧姆接触和焊接性能, 长期附着性能很好 Al背场:形成背电场,降低硅铝 合金界面的复合 Ag:前电极,收集电流 栅线间距,线宽,高宽比 丝网印刷 干燥硅片上的浆料,燃尽浆料的有机组分,使浆料和硅片 形成良好的欧姆接触 相对于铝浆烧结,银浆的烧结要重要很多,对电池片电性能影响主要表现在串联电阻和并联电阻,即FF的变 铝浆烧结的目的使浆料中的有机溶剂完全挥发,并形成完好的铝硅合金和铝层。局部的受热不均和散热不均 可能会导致起包,严重的会起铝珠。 背面场经烧结后形成的铝硅合金,铝在硅中是作为P型掺杂,它可以减少金属与硅交接处的少子复合,从而提 高开路电压和短路电流,改善对红外光的响应 烧结的目的 烧结 Firing temperature profile 200400 600 800 1000 Z1+Z2:Burn out solvent Z3+Z4: Form Al-Si alloy Z5+Z6: Form front contact 电池最大弯曲度不超过1mm性能指标 图19. 典型的烧结曲线

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本站文章于2019-10-09 10:07,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:光伏电池车间工艺流程