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1、电池片生产工艺流程一、制绒a. 目的在硅片的外表形成坑凹状外表，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、HNO3硅外表会被钝化，二氧化硅与HNO3 不反响认为是不反响的。但在两种混合酸的体系中，硅那么可以与溶液 进展持续的反响。硅的氧化硝酸/亚硝酸H N02将硅氧化成二氧化硅主要是亚硝酸将硅氧化Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O （慢反响）3Si+4HNO3=3SiO2+4NO+2H2O （慢反响）二氧化氮、一氧化氮
2、与水反响，生成亚硝酸，亚硝酸很快地将硅氧化成二氧化硅。2NO2+H2O=HNO2+HNO3 （快反响）Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O （快反响）第一步的主反响 4HNO3+NO+H2O=6HNO2（快反响）只要有少量的二氧化氮生成，就会和水反响变成亚硝酸，只要少量的一氧化氮生 成，就会和硝酸、水反响很快地生成亚硝酸，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、水反响，这样一系列化学反响最终的 结果是造成硅的外表被快速氧化，硝酸被复原成氮氧化物。二氧化硅的溶解SiO2+4HF=SiF4+2H2O（四氟化硅是气体）SiF4+2HF=H2SiF6426总反响SiO2+6H
3、F=H2SiF6+2H2O2 2 6 2最终反响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、HC1冲洗，中和碱液，如不清洗硅片外表残留的碱液，在烘 干后硅片的外表会有结晶5水冲洗外表，洗掉酸液c注意制绒后的面相对于未制绒的面来说比拟暗淡d现场图奥特斯维电池厂采用RENA的设备。二、扩散a目的提供P-N结，POC13是目前磷扩散用得较多的一种杂质源。POC13液态源扩 散方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层外表良好等优点。b原理POCl3在高温下600C分解生成五氯化磷PC15和五氧化二磷P2
4、O5 其反响式如下：但在有外来o2存在的情况下，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气ci2 其反响式如下：在有氧气的存在时，POCl3热分解的反响式为：生成的P2O5在扩散温度下与硅反响，生成二氧化硅SiO2和磷原子，其 反响式如下：c结论由此可见，在磷扩散时，为了促使POC13充分的分解和防止PC15对硅片外 表的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片外表,P2O5与硅反响生成SiO2和磷原子, 并在硅片外表形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进展扩散。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
5、背的单面扩散方式，硅片的所有外表（包 括边缘）都将不可防止地扩散上磷。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结的反面而造成短路。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，防止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。化学反响方程式 如下：3Si+4HNO3=3SiO2+4NO+2H2OSiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2SiF6426中间局部有碱槽，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
6、液的目的是为了使硅片在流水线上漂浮流动起 来，不参与反响。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展薄膜刻蚀的技术。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，选择适宜的气体，就可以更快地与材料进展反响， 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展引导和加速, 使其具备一定能量，当其轰击被刻蚀物的外表时，会将被刻蚀物材料的原子击出, 从而到达利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。四、镀膜a目的光在硅外表的反射损失率高达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
7、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外表钝化降低了发射结的外表复合速率，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防止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能钝化硅中缺陷的主要原因 是：H能与硅中的缺陷或杂质进展反响,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，使硅片的外表镀 上一层Si*%c注意根据镀膜在硅片上的氮化硅的
8、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目的第一道反面银电极，第二道反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 前充分枯燥，甚至不能将其中的所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反面金属接触，另外还有
9、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：湿重在某一速度下到达最大值，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
10、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，到达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c注意1、烧结是一个扩散、流动和物理化学反响综合作用的过程。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到达一定的温度，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 到达上下电极和电池片的欧姆接触。烧结要到达的效果1、正面Ag穿过SiNH扩散进硅但不可到达P-N；2、反面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
