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1、电池片生产工艺流程一、制绒a. 目的在硅片的表面形成坑凹状表面，减少电池片的反射的太阳光，增加二次反射的面积。一般情况下，用碱处理是为了得到金字塔状绒面； 用酸处理是为了得到虫孔状绒面。不管是哪种绒面，都可以提高硅片的陷光 作用。b. 流程1常规条件下，硅与单纯的 HF、HN03 （硅表面会被钝化，二氧化硅与 HN03不 反应）认为是不反应的。但在两种混合酸的体系中，硅则可以与溶液进行持续的 反应。硅的氧化硝酸/亚硝酸（HNO2 ）将硅氧化成二氧化硅（主要是亚硝酸将硅氧化）Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O （慢反应3Si+4HNO3=3SiO2+4NO+2H 2O （慢反应二氧化
2、氮、一氧化氮与水反应，生成亚硝酸，亚硝酸很快地将硅氧化成二氧化 硅。2NO2+H2O=HNO 2+HNO 3 （快反应Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H 2O （快反应（第一步的主反应）4HN0 3+NO+H 2O=6HNO 2（快反应只要有少量的二氧化氮生成，就会和水反应变成亚硝酸，只要少量的一氧化氮生 成，就会和硝酸、水反应很快地生成亚硝酸，亚硝酸会很快的将硅氧化，生成一 氧化氮，一氧化氮又与硝酸、水反应，这样一系列化学反应最终的结果是造成硅 的表面被快速氧化，硝酸被还原成氮氧化物。二氧化硅的溶解SiO2+4HF=SiF 4+2H 20（四氟化硅是气体SiF4+2HF=H 2SiF6
3、总反应SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O最终反应掉的硅以氟硅酸的形式进入溶液。2清水冲洗3硅片经过碱液腐蚀（氢氧化钠/氢氧化钾），腐蚀掉硅片经酸液腐 蚀后的多孔硅4硅片经HF、HCI冲洗，中和碱液，如不清洗硅片表面残留的碱 液，在烘干后硅片的表面会有结晶5水冲洗表面，洗掉酸液c.注意制绒后的面相对于未制绒的面来说比较暗淡d.现场图奥特斯维电池厂采用RENA的设备扩散a.目的提供P-N结，POCI3是目前磷扩散用得较多的一种杂质源。POCI3液态源扩散方法具有生产效率较高，得到 PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点。b.原理P0CI3在高温下（600C）分解生成五氯化磷（PCI5）和五氧
4、化二磷（P2O5）,其反应式如下：5P0CI , 一- 3PCJ + PO但在有外来O2存在的情况下，PCI5会进一步分解成P2O5并放出氯气（CI2）其 反应式如下：过量0了4PCi 51 50,t 2PtO5 + IOCI 】0在有氧气的存在时，POCI3热分解的反应式为:地小+肪一*2讥皿生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应 式如下：20 + 5Si = 5SiO 2 + 4P IC.结论由此可见，在磷扩散时，为了促使 POCI3充分的分解和避免PCI5对硅片表面的 腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。P0CI3分解产生的P2O5淀积在
5、硅片表面，P2O5与硅反应生成Si02和磷原子，并 在硅片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散。d.现场图SEVEVSTAR扩散设备三、刻蚀去边a目的由于在扩散过程中，即使采用背靠背的单面扩散方式，硅片的所有表面（包括边缘都将不可避免地扩散上磷。P-N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P-N结的背面而造成短路。此短路通道等效于降低并联电阻。经过 刻蚀工序，硅片边缘带有的磷将会被去除干净，避免P-N结短路造成并联电阻降低。b.原理湿法刻蚀原理大致的腐蚀机制是HNO3氧化生成SiO2, HF再去除SiO2。化学反应方程式 如下：3Si+4HNO 3=3SiO2+
6、4NO +2H 20Si 0 2+4HF = Si F 4+2H 20Si F4+2HF =H 2Si F6中间部分有碱槽，碱槽的作用是为了抛光未制绒面，使其变得更加光滑；碱槽的 主要溶液为KOH ； H2SO4溶液的目的是为了使硅片在流水线上漂浮流动起来， 不参与反应。d.现场图湿法刻蚀现场图干法刻蚀现场图:干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。当气体以等离子体形式存在 时，它具备两个特点：一方面等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很 多，根据被刻蚀材料的不同，选择合适的气体，就可以更快地与材料进行反应， 实现刻蚀去除的目的；另一方面，还可以利用电场对等离子体进行引导和加速， 使其具
7、备一定能量，当其轰击被刻蚀物的表面时，会将被刻蚀物材料的原子击 出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。四、镀膜a.目的光在硅表面的反射损失率咼达 35%左右。一方面，减反射膜提高了对太阳光的利用率，有助于提高光生电流密度，起到 提高电流进而提高转换效率的作用。另一方面，薄膜中的氢对电池的表面钝化降低了发射结的表面复合速率，减小 了暗电流，提升了开路电压，从而提高了光电转换效率；在烧穿工艺中的高温瞬时 退火断裂了一些Si-H、N-H键，游离出来的H进一步加强了对电池的钝化。由于太阳电池级硅材料中不可避免的含有大量的杂质和缺陷，导致硅中少子寿命及扩散长度降低从而影响电池的转换效率。H能
8、钝化硅中缺陷的主要原因是：H能与硅中的缺陷或杂质进行反应，从而将禁带中的能带转入价带或者导带。b. 原理在真空、480摄氏度的环境温度下，通过对石墨舟的导电，使硅片的表面镀上 一层 SixNy。c. 注意根据镀膜在硅片上的氮化硅的厚度不同，反映出电池片不同的颜色；注意石墨 舟的电机朝向；电池片周边显示的白点为镀膜石墨舟内的勾点。d.现场图五、印刷a. 目的第一道背面银电极，第二道背面铝背场的印刷和烘干，主要监控印刷后的湿 重；第二道铝浆；第三道正面银电极的印刷，主要监控印刷后的湿重和次栅线的宽 度。第二道道湿重过大，一方面浪费浆料，同时还会导致其不能在进高温区之前充 分干燥，甚至不能将其中的所
9、有有机物赶出从而不能将整个铝浆层转变为金属铝， 另外湿重过大可能造成烧结后电池片弓片。湿重过小，所有铝浆均会在后续的烧结 过程中与硅形成熔融区域而被消耗，而该合金区域无论从横向电导率还是从可焊性 方面均不适合于作为背面金属接触，另外还有可能出现鼓包等外观不良。第三道道 栅线宽度过大，会使电池片受光面积较少，效率下降。b. 原理物理印刷、烘干c. 注意刮刀压力：刮刀压力越小，填入网孔的墨量就越多;印刷速度：湿重在某一速度下达到最大值，低于此速度，速度增大湿重增大， 高于此值，速度增大湿重较小；印刷高度：印刷高度值越大，湿重越小；丝网间距：丝网间距增大，油墨的转移量也增大，但随着刮刀压力的增加，丝
10、 网间距对油墨转移量影响趋小；刮刀截面对刮刀的截面形状来说，刮刀边越锐利，线接触越细，出墨量就 越大；边越圆，出墨量就越少。d.现场图六、烧结a目的烧结就是把印刷到硅片上的电极在高温下烧结成电池片 ，最终使电极和硅片本 身形成欧姆接触，从而提高电池片的开路电压和填充因子 2个关键因素参数，使电极 的接触具有电阻特性，达到生产高转效率电池片的目的烧结过程中有利于PECVD 工艺所引入一H向体内扩散，可以起到良好的体钝化作用。b原理烧结方式：高温快速烧结加热方式：红外线加热1、烧结是一个扩散、流动和物理化学反应综合作用的过程。在印刷状况稳定的前提下，温区温度、气体流量、带速是烧结的三个关键参数。2、 由于要形成合金必须达到一定的温度，Ag、Al与Si形成合金的稳定又不 同，所以必须设定不同的温度来分别实现合金化。3、将印刷好的上，下电极和背场的硅片经过网印刷机的传送带传到烧结炉中，经过烘干排焦、烧结和冷却烘干排焦、烘干排焦烧结和冷却过程来完成烧结工艺最终达到 上下电极和电池片的欧姆接触。烧结要达到的效果1、正面Ag穿过SiNH扩散进硅但不可到达P-N;2、背面Ag、Al扩散进硅。这样，Ag、Ag/Al、Al将与硅形成合金，建立了良好的电极欧姆接触，起到良 好的收集电子的效果。d现场图
