電池片生產(chǎn)工藝流程.docx

資料收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站 刪除 謝謝 電池片生產(chǎn)工藝流程一、制絨a.目的在硅片的表面形成坑凹狀表面，減少電池片的反射的太陽光，增加二次反射的面積。一般情況下，用堿處理是為了得到金字塔狀絨面；用酸處理是為了得到蟲孔狀絨面。不管是哪種絨面，都可以提高硅片的陷光作用。b.流程 1.常規(guī)條件下，硅與單純的HF、HNO3（硅表面會被鈍化，二氧化硅與HNO3不反應）認為是不反應的。但在兩種混合酸的體系中，硅則可以與溶液進行持續(xù)的反應。 硅的氧化 硝酸/亞硝酸（HNO2）將硅氧化成二氧化硅（主要是亞硝酸將硅氧化） Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O (慢反應) 3Si+4HNO3=3SiO2+4NO+2H2O (慢反應) 二氧化氮、一氧化氮與水反應，生成亞硝酸，亞硝酸很快地將硅氧化成二氧化硅。 2NO2+H2O=HNO2+HNO3 (快反應) Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O (快反應)（第一步的主反應） 4HNO3+NO+H2O=6HNO2(快反應) 只要有少量的二氧化氮生成，就會和水反應變成亞硝酸，只要少量的一氧化氮生成，就會和硝酸、水反應很快地生成亞硝酸，亞硝酸會很快的將硅氧化，生成一氧化氮，一氧化氮又與硝酸、水反應，這樣一系列化學反應最終的結(jié)果是造成硅的表面被快速氧化，硝酸被還原成氮氧化物。 二氧化硅的溶解 SiO2+4HF=SiF4+2H2O(四氟化硅是氣體) SiF4+2HF=H2SiF6 總反應 SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O 最終反應掉的硅以氟硅酸的形式進入溶液。 2.清水沖洗 3.硅片經(jīng)過堿液腐蝕（氫氧化鈉/氫氧化鉀），腐蝕掉硅片經(jīng)酸液腐蝕后的多孔硅 4.硅片經(jīng)HF、HCl沖洗，中和堿液，如不清洗硅片表面殘留的堿液，在烘干后硅片的表面會有結(jié)晶 5.水沖洗表面，洗掉酸液c.注意制絨后的面相對于未制絨的面來說比較暗淡d.現(xiàn)場圖奧特斯維電池廠采用RENA的設(shè)備。二、擴散a.目的提供P-N結(jié)，POCl3是目前磷擴散用得較多的一種雜質(zhì)源。POCl3液態(tài)源擴散方法具有生產(chǎn)效率較高，得到PN結(jié)均勻、平整和擴散層表面良好等優(yōu)點。b.原理POCl3在高溫下（600）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反應式如下：但在有外來O2存在的情況下，PCl5會進一步分解成P2O5并放出氯氣（Cl2）其反應式如下：在有氧氣的存在時，POCl3熱分解的反應式為：生成的P2O5在擴散溫度下與硅反應，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反應式如下：c.結(jié)論由此可見，在磷擴散時，為了促使POCl3充分的分解和避免PCl5對硅片表面的腐蝕作用，必須在通氮氣的同時通入一定流量的氧氣 。POCl3分解產(chǎn)生的P2O5淀積在硅片表面，P2O5與硅反應生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一層磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中進行擴散 。d.現(xiàn)場圖SEVEVSTAR擴散設(shè)備。三、刻蝕去邊a.目的由于在擴散過程中，即使采用背靠背的單面擴散方式，硅片的所有表面(包括邊緣)都將不可避免地擴散上磷。P-N結(jié)的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區(qū)域流到P-N結(jié)的背面而造成短路。此短路通道等效于降低并聯(lián)電阻。經(jīng)過刻蝕工序，硅片邊緣帶有的磷將會被去除干凈，避免P-N結(jié)短路造成并聯(lián)電阻降低。b.原理濕法刻蝕原理大致的腐蝕機制是HNO3氧化生成SiO2，HF再去除SiO2?；瘜W反應方程式如下：3Si+4HNO3=3SiO2+4NO+2H2OSiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2SiF6中間部分有堿槽，堿槽的作用是為了拋光未制絨面，使其變得更加光滑；堿槽的主要溶液為KOH；H2SO4溶液的目的是為了使硅片在流水線上漂浮流動起來，不參與反應。d.現(xiàn)場圖濕法刻蝕現(xiàn)場圖干法刻蝕現(xiàn)場圖：干法刻蝕是用等離子體進行薄膜刻蝕的技術(shù)。當氣體以等離子體形式存在時，它具備兩個特點：一方面等離子體中的這些氣體化學活性比常態(tài)下時要強很多，根據(jù)被刻蝕材料的不同，選擇合適的氣體，就可以更快地與材料進行反應，實現(xiàn)刻蝕去除的目的；另一方面，還可以利用電場對等離子體進行引導和加速，使其具備一定能量，當其轟擊被刻蝕物的表面時，會將被刻蝕物材料的原子擊出，從而達到利用物理上的能量轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)刻蝕的目的。四、鍍膜a.目的光在硅表面的反射損失率高達35%左右。一方面，減反射膜提高了對太陽光的利用率，有助于提高光生電流密度，起到提高電流進而提高轉(zhuǎn)換效率的作用。另一方面，薄膜中的氫對電池的表面鈍化降低了發(fā)射結(jié)的表面復合速率，減小了暗電流，提升了開路電壓，從而提高了光電轉(zhuǎn)換效率；在燒穿工藝中的高溫瞬時退火斷裂了一些Si-H、N-H鍵，游離出來的H進一步加強了對電池的鈍化。由于太陽電池級硅材料中不可避免的含有大量的雜質(zhì)和缺陷,導致硅中少子壽命及擴散長度降低從而影響電池的轉(zhuǎn)換效率。H能鈍化硅中缺陷的主要原因是：H能與硅中的缺陷或雜質(zhì)進行反應,從而將禁帶中的能帶轉(zhuǎn)入價帶或者導帶。b.原理在真空、480攝氏度的環(huán)境溫度下，通過對石墨舟的導電，使硅片的表面鍍上一層SixNy。c.注意根據(jù)鍍膜在硅片上的氮化硅的厚度不同，反映出電池片不同的顏色；注意石墨舟的電機朝向；電池片周邊顯示的白點為鍍膜石墨舟內(nèi)的勾點。d.現(xiàn)場圖shock vt. & vi. （使）震驚；震動五、印刷a.目的第一道背面銀電極，第二道背面鋁背場的印刷和烘干，主要監(jiān)控印刷后的濕重；第二道鋁漿；第三道正面銀電極的印刷，主要監(jiān)控印刷后的濕重和次柵線的寬度。第二道道濕重過大，一方面浪費漿料，同時還會導致其不能在進高溫區(qū)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(zhuǎn)變?yōu)榻饘黉X，另外濕重過大可能造成燒結(jié)后電池片弓片。濕重過小，所有鋁漿均會在后續(xù)的燒結(jié)過程中與硅形成熔融區(qū)域而被消耗，而該合金區(qū)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(xiàn)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。b.原理物理印刷、烘干c.注意刮刀壓力：刮刀壓力越小，填入網(wǎng)孔的墨量就越多；印刷速度：濕重在某一速度下達到最大值，低于此速度，速度增大濕重增大， 高于此值，速度增大濕重較?。挥∷⒏叨龋河∷⒏叨戎翟酱?，濕重越??；絲網(wǎng)間距：絲網(wǎng)間距增大，油墨的轉(zhuǎn)移量也增大，但隨著刮刀壓力的增加，絲網(wǎng)間距對油墨轉(zhuǎn)移量影響趨?。还蔚督孛鎸蔚兜慕孛嫘螤顏碚f，刮刀邊越銳利，線接觸越細，出墨量就越大；邊越圓，出墨量就越少。d.現(xiàn)場圖六、燒結(jié)a.目的燒結(jié)就是把印刷到硅片上的電極在高溫下燒結(jié)成電池片,最終使電極和硅片本身形成歐姆接觸,從而提高電池片的開路電壓和填充因子2個關(guān)鍵因素參數(shù),使電極的接觸具有電阻特性,達到生產(chǎn)高轉(zhuǎn)效率電池片的目的.燒結(jié)過程中有利于PECVD工藝所引入H向體內(nèi)擴散，可以起到良好的體鈍化作用。b.原理燒結(jié)方式：高溫快速燒結(jié)加熱方式：紅外線加熱c.注意1、燒結(jié)是一個擴散、流動和物理化學反應綜合作用的過程。在印刷狀況穩(wěn)定的前提下，溫區(qū)溫度、氣體流量、帶速是燒結(jié)的三個關(guān)鍵參數(shù)。2、由于要形成合金必須達到一定的溫度，Ag、Al與Si形成合金的穩(wěn)定又不同，所以必須設(shè)定不同的溫度來分別實現(xiàn)合金化。3、將印刷好的上,下電極和背場的硅片經(jīng)過網(wǎng)印刷機的傳送帶傳到燒結(jié)爐中