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太阳能电池片生产工艺流程图

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  • 上传时间:2020-07-14
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    • 1、电池生产工艺流程,2011/4/12,目录,一、 太阳电池简介 二、 太阳电池生产工艺,一、太阳电池简介,1、太阳电池简介 太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。 太阳能电池,又叫光生伏打电池,它是以半导体材料为基础的一种具有能量转换功能的半导体器件,是太阳能光伏发电的最核心的器件。,一、太阳电池简介,2、太阳电池分类,一、太阳电池简介,晶体硅电池单晶硅,一、太阳电池简介,晶体硅电池多晶硅电池,一、太阳电池简介,3、硅太阳能电池工作原理 (一)、硅的掺杂 半导体硅原子外层有4个电子,按固定轨道绕原子核转动。当受到外来能量作用时,这些电子会脱离轨道成为自由电子,并在原来位置形成一个“空穴”。 如果硅中掺入硼,镓等元素,由于这些元素可捕获电子,就形成空穴半导体,用P表示。 如果掺入可以释放电子的磷,砷元素,就形成电子型半导体,用N表示。,一、太阳电池简介,3、硅太阳能电池工作原理 (二)、P-N结 P型半导体和N型半导体结合,交界面会形成一个P-N结,形成P-N结内电场,阻碍着电子和空穴的移动。,一、太阳电池简介,首先是P-N结附近的电子和空穴发生扩散运动:N型区域的电子向P

      2、型区域扩散,相对于P型区域的空穴向N型区域扩散。,一、太阳电池简介,在界面层附近,由于电子和空穴的迁移,就会使N区域呈现正电性,而P区域呈现负电性。于是形成一个由N区域指向P区域的内电场。,一、太阳电池简介,3、硅太阳能电池工作原理 (三)、光生伏特效应 太阳光照在半导体P-N结界面层上,会激发出新的空穴-电子对,在P-N结电场的作用下,在P-N结内部空穴由N区流向P区,电子由P区流向N区,接通电路后就形成电流。我们把这种效应叫做“光生伏特效应”,也就是太阳能电池的工作原理,因此,太阳电池又称为“光伏电池”。,二、太阳电池生产工艺,太阳电池生产工艺流程,二、太阳电池生产工艺,工序一,硅片清洗制绒: 目的表面处理:清除表面油污和金属杂质; 去除硅片表面的切割损坏层; 在硅片表面制作绒面,形成减反射织构,降低表面反射率;利用Si在稀NaOH溶液中的各向异性腐蚀,在硅片表面形成3-6 微米的金字塔结构,这样光照在硅片表面便会经过多次反射和折射,增加了对光的吸收;,二、太阳电池生产工艺,二、太阳电池生产工艺,工序二,扩散/制结: 硅片的单/双面液态源磷扩散,制作N型发射极区,以形成光电转换的基

      3、本结构:PN结。 POCl3 液态分子在N2 载气的携带下进入炉管,在高温下经过一系列化学反应磷原子被置换,并扩散进入硅片表面,激活形成N型掺杂,与P型衬底形成PN结。主要的化学反应式如下: POCl3 + O2 P2O5 + Cl2; P2O5 + Si SiO2 + P,二、太阳电池生产工艺,二、太阳电池生产工艺,二、太阳电池生产工艺,工序三,等离子刻边: 去除扩散后硅片周边形成的短路环;,二、太阳电池生产工艺,二、太阳电池生产工艺,工序四,去除磷硅玻璃: 去除硅片表面氧化层及扩散时形成的磷硅玻璃(磷硅玻璃是指掺有P2O5的SiO2层)。,二、太阳电池生产工艺,二、太阳电池生产工艺,工序五,PECVD: 目的渡减反射膜+钝化: PECVD即等离子体增强化学气相淀积设备,Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; 制作减少硅片表面反射的SiN 薄膜(80nm); 反应气体为SIH4和NH3,二、太阳电池生产工艺,二、太阳电池生产工艺,工序六,丝网印刷: 用丝网印刷的方法,完成背场、背电极、正栅线电极的制作,以便引出产生的光生电流; 工艺原理:

      4、 给硅片表面印刷一定图形的银浆或铝浆,通过烧结后形成欧姆接触,使电流有效输出; 正面电极用Ag金属浆料,通常印成栅线状,在实现良好接触的同时使光线有较高的透过率;背面通常用Al金属浆料印满整个背面,一是为了克服由于电池串联而引起的电阻,二是减少背面的复合;,背电极印刷及烘干(银浆或铝浆);背电场印刷及烘干(铝浆);正面电极印刷(银浆)。,二、太阳电池生产工艺,二、太阳电池生产工艺,二、太阳电池生产工艺,工序七,烘干和烧结: 目的及工作原理: 烘干金属浆料,并将其中的添加料挥发(前3个区);在背面形成铝硅合金和银铝合金,以制作良好的背接触(中间3个区);铝硅合金过程实际上是一个对硅进行P掺杂的过程,需加热到铝硅共熔点(577)以上。经过合金化后,随着温度的下降,液相中的硅将重新凝固出来,形成含有少量铝的结晶层,它补偿了N层中的施主杂质,从而得到以铝为受主杂质的P层,达到了消除背结的目的。 在正面形成银硅合金,形成良好的接触和遮光率;Ag浆料中的玻璃添加料在高温(700度)下烧穿SiN膜,使得Ag金属接触硅片表面,在银硅共熔点(760度)以上进行合金化。 ;,二、太阳电池生产工艺,工序八,检验和分级: 用自动分选机将电池按转化率分级 检验并包装,二、太阳电池生产工艺,谢谢,谢谢观看! 2020,

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