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1、1、表面制绒 单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀，在每平方厘米硅表面形成几 百万个四面方锥体也即金字塔结构。由于入射光在表面的多次反射和折射，增加了光的 吸收，提高了电池的短路电流和转换效率。硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液， 可用的碱有氢氧化钠，氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。大多使用廉价的浓度约为 1%的 氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅，腐蚀温度为70-85C。为了获得均匀的绒面，还应在溶 液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂，以加快硅的腐蚀。制备绒面前，硅片 须先进行初步表面腐蚀，用碱性或酸性腐蚀液蚀去约2025“叫 在腐蚀绒面后，进行 一般的化学清洗。经过表面准备的硅片都不宜在
2、水中久存，以防沾污，应尽快扩散制结2、扩散制结 太阳能电池需要一个大面积的 PN 结以实现光能到电能的转换，而扩散炉 即为制造太阳能电池 PN 结的专用设备。管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气 室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源。把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在850-900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷 带入石英容器，通过三氯氧磷和硅片进行反应，得到磷原子。经过一定时间，磷原子从 四周进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成了N型 半导体和P型半导体的交界面，也就是PN结。这种方法制出的PN结均匀性好,方块电 阻的
3、不均匀性小于百分之十，少子寿命可大于10ms。制造PN结是太阳电池生产最基本 也是最关键的工序。因为正是 PN 结的形成，才使电子和空穴在流动后不再回到原处， 这样就形成了电流，用导线将电流引出，就是直流电。3、去磷硅玻璃 该工艺用于太阳能电池片生产制造过程中，通过化学腐蚀法也即把硅片 放在氢氟酸溶液中浸泡，使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸，以去除扩散 制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。在扩散过程中，P0CL3与02反应生成P2O5 淀积在硅片表面。P2O5与Si反应又生成Si02和磷原子，这样就在硅片表面形成一层 含有磷元素的Si02，称之为磷硅玻璃。去磷硅玻璃的设备一般由本体、
4、清洗槽、伺服驱 动系统、机械臂、电气控制系统和自动配酸系统等部分组成，主要动力源有氢氟酸、氮 气、压缩空气、纯水，热排风和废水。氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸与二氧化 硅反应生成易挥发的四氟化硅气体。若氢氟酸过量，反应生成的四氟化硅会进一步与氢 氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。4、等离子刻蚀 由于在扩散过程中，即使采用背靠背扩散，硅片的所有表面包括边缘都 将不可避免地扩散上磷。 PN 结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流 到 PN 结的背面，而造成短路。因此，必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀，以去 除电池边缘的 PN 结。通常采用等离子刻蚀技术完成这一工艺。等离子刻
5、蚀是在低压状 态下，反应气体CF4的母体分子在射频功率的激发下，产生电离并形成等离子体。等离 子体是由带电的电子和离子组成，反应腔体中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子 外，还能吸收能量并形成大量的活性基团。活性反应基团由于扩散或者在电场作用下到 达Si02表面，在那里与被刻蚀材料表面发生化学反应，并形成挥发性的反应生成物脱离 被刻蚀物质表面，被真空系统抽出腔体。5、镀减反射膜 抛光硅表面的反射率为35%,为了减少表面反射,提高电池的转换效率,需 要沉积一层氮化硅减反射膜。现在工业生产中常采用PECVD设备制备减反射膜oPECVD 即等离子增强型化学气相沉积。它的技术原理是利用低温等离子体作
6、能量源，样品置于 低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电使样品升温到预定的温度，然后通入适量的 反应气体SiH4和NH3，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态 薄膜即氮化硅薄膜。一般情况下，使用这种等离子增强型化学气相沉积的方法沉积的薄 膜厚度在 70nm 左右。这样厚度的薄膜具有光学的功能性。利用薄膜干涉原理，可以使 光的反射大为减少，电池的短路电流和输出就有很大增加，效率也有相当的提高。6、丝网印刷 太阳电池经过制绒、扩散及PECVD等工序后，已经制成PN结，可以在 光照下产生电流，为了将产生的电流导出，需要在电池表面上制作正、负两个电极。制 造电极的方法很多，而丝网印刷
7、是目前制作太阳电池电极最普遍的一种生产工艺。丝网 印刷是采用压印的方式将预定的图形印刷在基板上，该设备由电池背面银铝浆印刷、电 池背面铝浆印刷和电池正面银浆印刷三部分组成。其工作原理为：利用丝网图形部分网 孔透过浆料，用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力，同时朝丝网另一端移动。油墨在 移动中被刮刀从图形部分的网孔中挤压到基片上。由于浆料的粘性作用使印迹固着在一 定范围内，印刷中刮板始终与丝网印版和基片呈线性接触，接触线随刮刀移动而移动， 从而完成印刷行程。7、快速烧结 经过丝网印刷后的硅片，不能直接使用，需经烧结炉快速烧结，将有机树 脂粘合剂燃烧掉，剩下几乎纯粹的、由于玻璃质作用而密合在硅片上的银电极。当银电 极和晶体硅在温度达到共晶温度时，晶体硅原子以一定的比例融入到熔融的银电极材料 中去，从而形成上下电极的欧姆接触，提高电池片的开路电压和填充因子两个关键参数 使其具有电阻特性，以提高电池片的转换效率。烧结炉分为预烧结、烧结、降温冷却三 个阶段。预烧结阶段目的是使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉，此阶段温度慢慢上 升；烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应，形成电阻膜结构，使其真正具有电阻 特性，该阶段温度达到峰值；降温冷却阶段，玻璃冷却硬化并凝固，使电阻膜结构固定 地粘附于基片上
