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1、车间生产各工序工艺简介一、硅太阳能电池的结构及其工作原理：其主要是利用硅半导体p-n结的光生伏打效应。即当太阳光照射p-n结时，便产生了电子-空穴 对，并在内建电场的作用下，电子驱向n型区，空穴驱向p型区，从而使n区有过剩的电子, p区有过剩的空穴，于是在p-n结的附近形成了与内建电场方向相反的光生电场。在n区与p 区间产生了电动势。当接通外电路时便有了电流输出。图 1. 硅太阳能电池结构示意图二、硅太阳电池的制造各工序工艺简介：k住创$ oq制鐵岂比仏r-T-去段琲畦玻隔PSG晶甫:地图 2. 硅太阳能电池制造工艺流程示意图1、制绒工序单晶制绒：SHon卜比（）一$0厂辺出*目的与作用：（1
2、）去除单晶硅片表面的机械损伤层和氧化层。（2）利用碱（KOH）在单晶硅表面形成类似“金字塔”状的绒面，产生二次光吸收或多次吸收,有效增强硅片对入射太阳光的吸收，提高光生电流密度，从而提高转换效率。多晶制绒：3Si + 2HN0 + 18HF 二 3H SiF + 0.45NO + 1.35NO + 0.1N O + 4.25H + 2.75H 03262222目的与作用：（1）去除单晶硅片表面的机械损伤层和氧化层。（2）利用反应后形成类似“凹陷坑”状的绒面，有效增加硅片对入射太阳光的吸收 ,从而 提高光生电流密度，提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率。安全提示： 制绒工序的重要污染物为制绒所用到
3、的各化学药品以及其反应产物。 制绒工序所用到的原材料 KOH、HCl、HF、HNO3 都是强腐蚀性的化学药品，其固体颗粒、 溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、呼吸道，所以操作人员如有要进行接触化学药品作 业时一定要按照规定穿戴防护服、防护面具、防护眼镜、长袖胶皮手套。一旦有化学试剂 伤害了员工的身体，马上用纯水冲洗 1530 分钟，送医院就医。如果是 HF 与身体接触后，要立即用六氟灵药液清洗后，用纯水冲洗 1530 分钟，再用药膏涂抹后，送医院就医。2、扩散工序磷扩散原理：POC13在高温下（600C ）分解生成五氯化磷（PC15）和五氧化二磷（P2O5）,生成的P2O5在扩散温度下与硅反应
4、，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子。P沉积在硅片表面后通过高温使 P 扩散到硅片内部，在硅片上形成 PN 结。5 P0C1 皿以上 T 3 PCI + P O35254 PCI + 5 0 I 2 P 0 + 10 Cl T522522 P O + 5 Si 。上 I 5 SiO + 4 P J252扩散的目的：制造太阳能电池的 PN 结安全提示： 扩散工序的重要污染物为POC13 （具有刺激性气味，有剧毒，可引起急性中毒）以及反应所 产生的PCl5, P2O5，。芜均有毒性，腐蚀性，设备方面要注意炉管的密封性防止泄漏。扩散 温度较高（800C以上）需注意高温防护。POC&紧急情况应急处理由于
5、POCl3的危害，在生产过程中意外接触，应按以下方法采取应急处理1）、吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸 停止，立即进行人工呼吸；之后立即就医。2）、皮肤接触：立即用大量清水冲洗患处,并脱掉受污染的衣物，并立即就医。3）、眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟，隐形 眼镜必先除去或用水冲出来，并立即就医。4）、食入：用水漱口，无腐蚀症状者洗胃。忌服油类，并立即就医。5）、急救人员防护：橡胶耐酸碱手套、不宜用口对口人工呼吸。3、PSG （去磷硅玻璃）工序在扩散中，会在硅片表面形成一层含有高浓度的磷的氧化层（磷硅玻璃相PSG），
6、利用HF具 有能够溶解二氧化硅的特性，采用过量的HF来去除磷硅玻璃：HF + SiO H SiF + HO2 2 6 2去除磷硅玻璃的目的、作用：1）、磷硅玻璃的厚度在扩散中工艺难控制，且其工艺窗口太小，不稳定。2）、磷硅玻璃的折射率在 1.5 左右，比氮化硅折射率（ 2.07 左右）小，若磷硅玻璃较厚会降低减反射效果。3）、磷硅玻璃中含有高浓度的磷杂质，会增加少子表面复合，使电池效率下降。 安全提示：PSG工序的重要污染物为反应所用到的各化学药品以及其反应产物。PSG工序所用到的原材料HC1、HF、NH4F都是强腐蚀性的化学药品，其溶液、蒸汽会伤 害到人的皮肤、眼睛、呼吸道，所以操作人员如有
7、要进行接触化学药品作业时一定要按照 规定穿戴防护服、防护面具、防护眼镜、长袖胶皮手套。一旦有化学试剂伤害了员工的身 体，马上用纯水冲洗 1530分钟，送医院就医。如果是HF与身体接触后，要立即用六氟灵药液清洗后，用纯水冲洗15 30分钟，再用药 膏涂抹后，送医院就医。4、PECVD （沉积减反射膜）工序PECVD 是借助微波使含有 NH3、SiH4 原子的气体电离，形成等离子体，而等离子化学活 性很强，很容易发生反应，在硅片上沉积出氮化硅薄膜。3 SiHt + 4 NH3 = SijN, + 12 H2沉积减反射膜的作用、目的：1）、沉积减反射膜实际上就是对电池进行钝化。钝化可以去掉硅电池表面
8、的悬空键和降低表面态，从而降低表面复合损失，提高太阳电池的光电转换效率。2）、钝化作用能使硅电池表面具有很小的反射系数，减少光反射损失，提高太阳电池的光电转换效率。安全提示：PECVD 工序的重要污染物为反应所用到的 SiH4 和 NH3 以及其反应产物。设备的工艺气体为SiH4和NH3，二者均有毒，且SiH4易燃易爆。设备运行时会产生微波辐射，每次维护后和停机一段时间再开机前都要检测微波是否泄漏。 硅片在工艺过程中温度在 400 度左右，在装卸片过程中应正确使用手套进行防护，以免烫 伤。5、丝网印刷工序 丝网印刷是在电池上下表面各印上电极图形（上表面印正极、下表面印背极、背场）。 背电极是银
9、铝浆；背电场是铝浆背电极、上电极以及小栅线起到收集电子的作用。背场的作用是可以提高电子的收集速度，从而提高电池的短路电流（JSC）和开路电压（V 进而提高电池的光电转换效率。安全提示： 丝网印刷工序的重要污染物为所用到的桨料，浆料含有重金属，有机溶剂，对环境，人体 均有一定危害，生产过程部要注意防护，按规定戴口罩。烘箱温度较高，应注意防护。6、烧结工序银浆，铝浆印刷过的硅片，烧结工序的高温会燃尽浆料的有机组分，使浆料和硅片形成良 好的欧姆接触，从而提高开路电压和短路电流并使其具有牢固的附着力与良好的可焊性。 安全提示： 灼热表面有烫伤的危险。危险电压有电击或烧伤的危险。烧结炉带运转过程有卷入的
10、危险。烧结产生的的有机物等副产物及其他有害或刺激性粉尘、气体导致人身伤害。生产过程部 要注意防护，按规定戴口罩。7、激光刻蚀去边工序激光刻蚀的目的、作用：利用激光束的高能量使硅熔化，在硅片边缘切出绝缘沟道，用来隔断N层和P层，能够有效地防止漏电，提高电池效率。图 4.硅片经激光刻蚀后的正面、侧面示意图安全提示： 激光过程中激光会很强的热量辐射，不要让激光直射到人的皮肤和眼睛。8、测试工序通过模拟太阳光的照射，利用相关参数的测定和计算，来表达太阳能电池的电性参数。主要参数有：开路电压(Voc)，短路电流(Isc)，串联电阻(Rs),并联电阻(Rsh)，填充因子(FF)，转化效率(EFF)图 5.晶体硅太阳电池的等效电路
