PV電池生產(chǎn)工藝課件

光伏電池

生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

單晶硅電池制作的過(guò)程多晶的生產(chǎn)單晶硅制作方片制作電池片制作電池組件封裝應(yīng)用安裝多晶硅的生產(chǎn)流程(西門(mén)子法)石英砂在電爐中用碳還原(95-99%)SiO2+3C=SiC+2CO,2SiC+SiO2=3Si+2CO三氯氫硅的合成 Si+3HCl=H2+

SiH2Cl2三氯氫硅的提純 用分鎦法去除SiH2Cl2,SiCl4,雜質(zhì)氯化物用氫還原三氯氫硅SiHCl3+H2=Si+3HCl方片的加工晶棒切斷測(cè)試片制作品質(zhì)測(cè)試線切割方棒加工滾園線切割加工工藝12/16/20227一.太陽(yáng)電池的工作原理

——光生伏特效應(yīng)吸收光子，產(chǎn)生電子空穴對(duì)。電子空穴對(duì)被自建電場(chǎng)分離，在PN結(jié)兩端產(chǎn)生電勢(shì)。將PN結(jié)用導(dǎo)線連接，形成電流。在太陽(yáng)電池兩端連接負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了將光能向電能的轉(zhuǎn)換。電池片制作流程預(yù)清洗鋁漿印刷擴(kuò)散測(cè)試分選一次清洗二次清洗等離子刻蝕PECVD銀鋁漿印刷擴(kuò)散烘干烘干銀漿印刷燒結(jié)預(yù)清洗工藝原理 利用清洗槽清洗硅片表面 去除表面油漬，沾污，金屬污染 清洗液： NaOH+表面活性劑+純水 加熱，超聲波表面倒金字塔結(jié)構(gòu)應(yīng)用單晶硅各向異性化學(xué)腐蝕的方法在(100)表面制作倒金字塔狀的結(jié)構(gòu)12/16/202214(2)Diffusion磷擴(kuò)散擴(kuò)散的目的：形成PN結(jié)(在晶體內(nèi)部實(shí)現(xiàn)P型和N型半導(dǎo)體的接觸)——太陽(yáng)電池的心臟12/16/202215擴(kuò)散爐裝置示意圖12/16/202216POCl3磷擴(kuò)散原理POCl3是目前磷擴(kuò)散用得較多的一種雜質(zhì)源無(wú)色透明液體，具有刺激性氣味。如果純度不高則呈紅黃色。比重為1.67，熔點(diǎn)2℃，沸點(diǎn)107℃，在潮濕空氣中發(fā)煙。POCl3很容易發(fā)生水解，POCl3極易揮發(fā)。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(yīng)式如下：生成的P2O5在擴(kuò)散溫度下與硅反應(yīng)，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反應(yīng)式如下：PN結(jié)形成P型硅P型硅P型硅硅片表面磷擴(kuò)散POC3氣氛磷P型硅磷磷磷N型硅N型硅PN結(jié)硅片周邊刻蝕擴(kuò)散后的兩片硅片擴(kuò)散層周邊刻蝕周邊刻蝕后的硅片N型擴(kuò)散層P型襯底PN結(jié)使用的氣體：CF4+NH3等離子體刻蝕示意等離子體刻蝕的工作原理在低壓下，反應(yīng)氣體在射頻功率的激發(fā)下，產(chǎn)生電離并形成等離子體，等離子體是由帶電的電子和離子組成，反應(yīng)腔體中的氣體在電子的撞擊下，除了轉(zhuǎn)變成離子外，還能吸收能量并形成大量的活性基團(tuán)（Radicals）活性反應(yīng)基團(tuán)和被刻蝕物質(zhì)表面形成化學(xué)反應(yīng)并形成揮發(fā)性的反應(yīng)生成物反應(yīng)生成物脫離被刻蝕物質(zhì)表面，并被真空系統(tǒng)抽出腔體。薄膜的減反射原理出射光1入射光出射光2空氣薄膜硅材料通過(guò)控制薄膜的厚度d使兩個(gè)出射光的光程差為半波差減反射膜的制備使用設(shè)備：等離子增強(qiáng)型化學(xué)汽相沉積(PECVD)化學(xué)過(guò)程SiH4+

N2+NH3 Si3N4+H2工藝目的：1.沉積減反射膜，增強(qiáng)光的吸收2.表面鈍化，減少表面活性，(passivation)電極制作過(guò)程背面鋁漿印刷烘干背面銀鋁漿印刷烘干正面銀漿印刷燒結(jié)為什么要燒結(jié)？印刷柵線減反射膜減反射膜厚度70-80nm接觸電阻大燒結(jié)曲線1.燃燒有機(jī)物階段(300°C) 2.升溫階段(20°C/s)3.峰值溫度區(qū)間(920°C)4.降溫階段電池的測(cè)量和分選對(duì)電池的的分選是組件制造的需要太陽(yáng)光照在地球表面的的平均功率為1000瓦/平方米利用燈光模擬太陽(yáng)光進(jìn)行測(cè)量氙燈光伏電池的IV曲線短路電流Isc開(kāi)路電壓Voc最大功率Pmax光伏電池的轉(zhuǎn)換效率η

=Pmax1000電池面積1平方米×

100%定義：太陽(yáng)電池的最大輸出功率與照到電池上的總幅射能之比太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻Rs正面電極金屬柵線電阻rmf正面金屬半導(dǎo)體接觸電阻rc1正面擴(kuò)散層電阻rt基區(qū)體電阻rb背面金屬半導(dǎo)體接觸電阻rc2正面電極金屬柵線電阻rmbRs=rmf++rt+rb++rmb理論計(jì)算Rs約為4mΩrc1,rc2與燒結(jié)工藝有關(guān)，（10－5到幾十歐姆之間）太陽(yáng)電池的填充因子定義：FF=PmaxVoc*Isc組件生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介組件線又叫封裝線太陽(yáng)能