激光se电池.pdf

1激光技术制作激光技术制作 SESESESE 电池方案电池方案杨正刚日期日期 二零一一年二零一一年 七月七月目录1 前言............................................................................................................................3 1.1 SE 电池原理....................................................................................................3 1.2 激光技术制作 SE 电池的优势........................................................................322 激光 SE 电池原理与设备..........................................................................................4 2.1 原理..................................................................................................................4 2.2 设备..................................................................................................................5 3 激光技术制作 SE 电池工艺流程...............................................................................5 4 激光技术制作 SE 电池的工艺参数设计..................................................................6 4.1 配套扩散工艺参数.........................................................................................6 4.2 激光二次扩散工艺参数.................................................................................6 5 激光技术制作 SE 电池的工艺关键点.......................................................................6 5.1 扩散控制.........................................................................................................6 5.2 激光二次扩散控制.........................................................................................7 5.3 激光二次扩散区域与三道印刷对准（正面银电极对准）.........................7 6 结论............................................................................................................................731 1 1 1 前言前言1.11.11.11.1 SESESESE 电池原理电池原理电池原理电池原理SE 电池是选择性扩散电池(selective emitter)。

由中电光伏（CSUN）的 赵建华博士发明SE 电池的主要特点是金属化区域磷高浓度掺杂，光照区域磷 低浓度掺杂 金属化区域浓扩散区结深大，烧结过程中金属等杂质不易进入耗尽 区形成深能级，反向漏电小，并联电阻高；光照区域掺杂浓度低，短波响应好， 短路电流高；横向扩散高低结前场作用明显，利于光生载流子收集等优点 SE 电池的效率比常规电池的效率要高，因此国内一些企业研究采用不同的 技术制作 SE 电池1.21.21.21.2 激光技术制作激光技术制作激光技术制作激光技术制作 SESESESE 电池的优势电池的优势电池的优势电池的优势在普通的电池生产线上，扩散工序后增加激光设备，即可制作 SE 电池激 光技术制作 SE 电池在工序上比常规 SE 电池工序要简单，可实现低成本投入制 造高效率电池目前使用该技术的厂家有 Suntech、Manz、南玻和云南天达等公 司 J.R.Kohler 在 2009 年 Hamburg 报告的研究结果，他利用激光技术，实现了 SE 电池的制作实验对比结果显示 SE 电池比普通电池有 0.5%效率的提升如表 1 所示：新南威尔士大学开发的激光 SE 电池，多晶电池效率可以达到 17.5%， 单晶效 率达到 19%。

单晶 SE 电池如图 1 所示：表 1 普通电池与 SE 电池电性能对比4图 1 单晶 SE 电池2 2 2 2 激光激光 SESESESE 电池原理与设备电池原理与设备2.12.12.12.1 原理原理原理原理单晶硅片和多晶硅片制绒后进行浅结热扩散， 利用激光根据金属化图形将硅 片扩散后形成的 PSG 层作为杂质源进行掺杂处理， 驱入实现局部重扩散， 最后的 工艺步骤与标准工艺相同 激光技术如图 2 所示（多晶同理）：图 2 激光二次扩散2.22.22.22.2 设备设备设备设备激光设备5Centrotherm 的激光设备，如图 3 所示图 3 Centrotherm 的激光设备Manz 激光设备，如图 4 所示图 4 Manz 的激光设备3 3 3 3 激光技术制作激光技术制作 SESESESE 电池工艺流程电池工艺流程激光技术制作 SE 电池工艺如下图 5 所示：图 5 激光 SE 电池工艺流程图6在原有的电池工艺基础上增加激光二次扩散步骤（红色）制作 SE 电池4 4 4 4 激光技术制作激光技术制作 SESESESE 电池的工艺参数设计电池的工艺参数设计4.14.14.14.1 配套扩散工艺参数配套扩散工艺参数配套扩散工艺参数配套扩散工艺参数扩散工艺程序如表 2 所示： 表 2 扩散工艺程序 步骤时间 （min）温度（℃）流量（ml/min）尾中口大氮氧气小氮 1108008008008108101600000 210800800800810810210005000 31480080080081081021000450740 41285685685685685621000450740 598568568568568562100000 6158008008008108102100000 7128008008008108101600000可以参考上述扩散程序及参数进行调整， 使扩散程序及工艺参数与激光二次 扩散技术相匹配。

4.24.24.24.2 激光二次扩散工艺参数激光二次扩散工艺参数激光二次扩散工艺参数激光二次扩散工艺参数根据扩散程序及工艺参数设计，对激光设备，选择设定匹配的激光二次扩散 的参数5 5 5 5 激光技术制作激光技术制作 SESESESE 电池的工艺关键点电池的工艺关键点5.15.15.15.1 扩散控制扩散控制扩散控制扩散控制要提高 SE 电池的光谱响应及光谱响应范围，提高电池效率，需要对电池正 面无栅线区域制作浅的 PN 结又需要足够的 P 源以利于使用激光二次扩散 对扩散程序调节方法 （1） 低温沉积，延长扩散程序第三步的通磷的时间7（2） 调节（降低）扩散程序的第三步的工艺温度，增大通小氮（通磷） 的 气体流量 （3） 高温扩散调整扩散的时间和温度，制备高的方块电阻5.25.25.25.2 激光二次扩散控制激光二次扩散控制激光二次扩散控制激光二次扩散控制激光二次扩散的结深要与后续的正面银电极烧结相匹配 使得正面银电极与 电池片形成欧姆接触，且银电极不能烧穿结区 调节方法 （1） 调节激光器的参数，控制扩散的结深 （2） 调节烧结炉参数，匹配激光二次扩散的 PN 结5.35.35.35.3 激光二次扩散区域与三道印刷对准（正面银电极对准）激光二次扩散区域与三道印刷对准（正面银电极对准）激光二次扩散区域与三道印刷对准（正面银电极对准）激光二次扩散区域与三道印刷对准（正面银电极对准）激光二次扩散区域与三道印刷（正面银电极）的对准是 SE 电池的关键。

是 银电极与重掺杂（浓扩）区域形成欧姆接触的必须条件 调节方法 使用对准片 （对准标片） 即在激光二次扩散的时候使用对准片 （对准标片） 控制激光二次扩散的参数的稳定性，以及三道印刷的定位参数6 6 6 6 结论结论（1）在常规的电池片工艺生产线上，增加激光设备，其它制程不变，使制作 SE 电池成为可能 （2）采用激光技术制作 SE 电池时，工艺方面进行扩散控制、激光二次扩散 控制、激光扩散与三道银电极印刷对准控制，烧结匹配调节来实现 SE 电池制作 工艺的调节 （3）对于激光技术制作 SE 电池时，也可以与正面银电极二次印刷技术结合， 来全面优化提高电池的效率 （4）激光设备可以与单晶、多晶电池、类单晶电池生产线兼容，适应性较强。