晶硅太阳能电池工艺简介1VIP免费

晶硅太阳能电池常规工艺简介北京七星华创电子股份有限公司微电子设备分公司常规晶硅电池工艺流程电池片生产流程——剖面图•制绒•制绒•P型衬底•扩散•刻蚀+去PSG•刻蚀+去PSG•n+发射极•P型衬底•PECVD镀膜•PECVD镀膜•氮化硅减反层•P型衬底•烧结•烧结•氮化硅减反层•n+发射极•背电场铝背接触•P型衬底•背面银电极•正银栅线•金属电极印刷•金属电极印刷•背面银电极•正银栅线•P型衬底•铝背接触•P型衬底清洗制绒（texture）目的•1、清洗表面油污及金属杂质；•2、去除表面损伤层；•3、形成表面织构化，减少光反射。硅片机械损伤层（4~10微米）硅表面损伤层去除单晶硅绒面减反射示意图单晶制绒原理：Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2eOSSi4H3iOOH62-23-2H244eH总反应方程式为：<100>面晶体硅在碱性溶液中由于各向异性腐蚀，形成金字塔结构：单晶硅槽式制绒设备单晶制绒工艺流程图多晶硅片在HF-HNO3溶液中，由于反应的不均匀形成大小不等的腐蚀坑；反应如下：Si+2HNO3+6HF=H2[SiF6]+2HNO2+2H2O3Si+4HNO3+18HF=3H2[SiF6]+4NO+8H2O3Si+2HNO3+18HF=3H2[SiF6]+2NO+4H2O+3H25Si+6HNO3+30HF=5H2[SiF6]+2NO2+4NO+10H2O+3H2多晶硅片制绒原理多晶硅绒面形貌图多晶硅制绒工艺流程刻蚀/制绒干燥漂洗碱洗漂洗酸洗漂洗干燥在线式制绒设备——在线式制（RENA）在线式制绒内部结构（Schmid）制绒工序检验内容•减薄量•反射率•外观均匀性硅片制绒前后的反射率对比扩散制结（diffusion）在P型硅衬底扩散N型杂质，在衬底表层形成PN结。一般硅太阳能电池中衬底杂质为硼（B），扩散杂质为磷（P）为什么有一面没有结？扩散制结基础（diffusion）•制结过程是在一块半导体基体材料上生成导电类型不同的半导体层。制结方法有热扩散，离子注入，外延，激光及高频电注入法等。•扩散是物质分子或原子运动引起的一种自然现象，热扩散制p—n结法为用加热方法使V族杂质掺入P型或Ⅲ族杂质掺入N型硅而制成。硅太阳电池中最常用的V族杂质元素为磷，Ⅲ族杂质元素为硼。制结方法为使磷元素在扩散进硼掺杂的半导体，在两种掺杂的半导体交界处形成PN结。•P型半导体（P指positive，带正电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成，会在半导体内部形成带正电的空穴；•N型半导体（N指negative，带负电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成，会在半导体内部形成带负电的自由电子。PN结（PNjunction）N型P型空间电荷区（P-N结）电子空穴P型硅片N型在N型和P型半导体的交界面处存在有电子和空穴浓度梯度，N区中的电子就向P区渗透扩散，扩散的结果是N型区域中邻近P型区域一边的薄层内有一部分电子扩散到N型中去了。由于这个薄层失去了一些电子，在N区就形成带正电荷的区域。同样，P型区域中邻近N型区域一边的薄层内有一部分空穴扩散到N型区域一边去了。由于这个薄层失去了一空穴，在P区就形成了带负电荷的区域。这样在N型区和P型区交界面的两侧形成了带正、负电荷的区域，叫做空间电荷区，也叫PN结。太阳能电池扩散方法•扩散工艺的掺杂源各不相同，基本的扩散有:•固态源：磷纸，硼纸，磷酸二氢铵(结晶状),用于管式扩散。丝网印刷磷浆料后(链式)扩散•液态源：POCL3，BBr3，用于管式扩散。喷涂磷酸二氢铵水溶液后(链式)扩散。其中POCl3液态源扩散方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点，这对于制作具有大面积结的太阳电池是非常重要的。因此目前国内使用最多的是POCl3液态源扩散法。热扩散反应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：生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应式如下：POCl3热分解时，如果没有外来的氧（O2）参与其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。在有外来O2存在的情况下，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气（Cl2）其反应式如下：5253OP3PClC6005POCl4P5SiO5SiO2P2522522510ClO2P5O4PCl2O过量生成的P2O5又进一步与硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可...