PV單晶硅光伏電池生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介.ppt

單晶硅光伏電池 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介,單晶硅電池制作的過(guò)程,多晶的生產(chǎn) 單晶硅制作 方片制作 電池片制作 電池組件封裝 應(yīng)用,多晶硅的生產(chǎn)流程(西門子法),石英砂在電爐中用碳還原(95-99%) SiO2+3C=SiC+2CO, 2SiC+SiO2=3Si+2CO 三氯氫硅的合成 Si+3HCl= H2 + SiH2Cl2 三氯氫硅的提純 用分鎦法去除SiH2Cl2, SiCl4, 雜質(zhì)氯化物 用氫還原三氯氫硅 SiHCl3 +H2=Si+3HCl,單晶硅的生產(chǎn),多晶裝料,拉晶,原生晶棒,多晶裝料,方片的加工,晶棒切斷,測(cè)試片制作,品質(zhì)測(cè)試,線切割,方棒加工,滾園,線切割加工工藝,電池片制作流程,預(yù)清洗,鋁漿印刷,擴(kuò)散,測(cè)試分選,一次清洗,二次清洗,等離子刻蝕,PECVD,銀鋁漿印刷,擴(kuò)散,烘干,烘干,銀漿印刷,燒結(jié),電池片結(jié)構(gòu)示意,背面鋁電極,N型擴(kuò)散層,P型硅片,減反射膜,正面銀電極,預(yù)清洗工藝原理,利用清洗槽清洗硅片表面 去除表面油漬，沾污，金屬污染 清洗液： NaOH+表面活性劑+純水 加熱，超聲波,一次清洗工藝原理,表面織構(gòu)化減少陽(yáng)光反射 應(yīng)用單晶硅各向異性化學(xué)腐蝕的方法在(100)表面制作倒金字塔狀的絨面結(jié)構(gòu),Upside down Pyramid Structure,NaOH,表面倒金字塔結(jié)構(gòu),應(yīng)用單晶硅各向異性化學(xué)腐蝕的方法 在(100)表面制作倒金字塔狀的結(jié)構(gòu),磷擴(kuò)散,POCl3 +O2,5POCl3=3PCl5+P2O5,4PCl5 +5O2=2P2O5+10Cl2,2P2O5+5Si=5SiO2+4P,石英管,硅片,PN結(jié)形成,P型硅,P型硅,P型硅,硅片表面,磷擴(kuò)散,POC3氣氛,磷,P型硅,磷,磷,磷,N型硅,N型硅,PN結(jié),硅片周邊刻蝕,擴(kuò)散后的兩片硅片,擴(kuò)散層,周邊刻蝕,周邊刻蝕后的硅片,N型擴(kuò)散層,P型襯底,PN結(jié),使用的氣體：CF4+NH3,等離子體（Plasma),氣體被加熱到幾千度以上的高溫后, 氣體中原子被電離成正離子和電子, 這 種狀態(tài)的物質(zhì)稱為等離子體。 其顯著特征是具有高溫、高流動(dòng)性,高 導(dǎo)電性和高能量性，極易與其它物質(zhì) 相互作用。,等離子體刻蝕示意,等離子體刻蝕的工作原理,在低壓下，反應(yīng)氣體在射頻功率的激發(fā)下，產(chǎn)生電離并形成等離子體，等離子體是由帶電的電子和離子組成，反應(yīng)腔體中的氣體在電子的撞擊下，除了轉(zhuǎn)變成離子外，還能吸收能量并形成大量的活性基團(tuán)（Radicals） 活性反應(yīng)基團(tuán)和被刻蝕物質(zhì)表面形成化學(xué)反應(yīng)并形成揮發(fā)性的反應(yīng)生成物 反應(yīng)生成物脫離被刻蝕物質(zhì)表面，并被真空系統(tǒng)抽出腔體。,二次清洗,清洗目的： 1.擴(kuò)散過(guò)程中磷與二氧化硅反應(yīng)成磷硅玻璃(PSG) P2O5+SiO2 PSG 2.擴(kuò)散時(shí)產(chǎn)生的氧化硅膜 3. 周邊刻蝕時(shí)產(chǎn)生硅的殘屑 清洗溶液：HF腐蝕,光的波動(dòng)特性,波長(zhǎng),掁幅,光程的概念,光程差,光程差n個(gè)波長(zhǎng),同歩,光程差(n1/2)個(gè)波長(zhǎng),半波差,光的疊加,同步光疊加，掁幅相加,光波相消,光波光程差半波 兩個(gè)波相加后掁幅抵消,110 !,光在兩介質(zhì)面的反射和折射,介質(zhì)1,介質(zhì)2,折射光,反射光,入射光,介質(zhì)面,法線,三種介質(zhì)的情況,出射光1,d,出射光2,介質(zhì)1,介質(zhì)2,介質(zhì)3,兩個(gè)出射光出現(xiàn)了光程差，光程差與介質(zhì)2的厚度有關(guān),入射光,薄膜的減反射原理,出射光1,入射光,出射光2,空氣,薄膜,硅材料,通過(guò)控制薄膜的厚度d使兩個(gè)出射光的光程差為半波差,減反射膜的制備,使用設(shè)備： 等離子增強(qiáng)型化學(xué)汽相沉積(PECVD) 化學(xué)過(guò)程 SiH4 + N2 +NH3 Si3N4+H2 工藝目的： 1.沉積減反射膜，增強(qiáng)光的吸收 2.表面鈍化，減少表面活性，(passivation),管式PECVD工作原理,利用射頻在激發(fā)氣體放電形管內(nèi)成等離子體，生成高化學(xué)活性的反應(yīng)物，使成膜反應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行。 (200-500),抽真空,反應(yīng)氣體進(jìn)入 SiH4 + N2 +NH3,RF,電極制作過(guò)程,背面鋁漿印刷,烘干,背面銀鋁漿印刷,烘干,正面銀漿印刷,燒結(jié),為什么要燒結(jié)？,印刷柵線,減反射膜,減反射膜厚度70-80nm,接觸電阻大,燒結(jié)曲線,1.燃燒有機(jī)物階段(300 C) 2.升溫階段(20 C/s) 3.峰值溫度區(qū)間(920 C) 4.降溫階段,鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐,N2吹冷,排風(fēng),鏈帶清洗,電池片,加熱燈管,鏈帶,電池的測(cè)量和分選,對(duì)電池的的分選是組件制造的需要 太陽(yáng)光照在地球表面的的平均功率為1000瓦/平方米 利用燈光模擬太陽(yáng)光進(jìn)行測(cè)量,氙燈,光伏電池的IV曲線,短路電流Isc,開路電壓Voc,最大功率Pmax,光伏電池的轉(zhuǎn)換效率, =,Pmax,1000,電池面積,1平方米,100%,定義：太陽(yáng)電池的最大輸出功率與照到電 池上的總幅射能之比,太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻Rs,正面電極金屬柵線電阻rmf 正面金屬半導(dǎo)體接觸電阻rc1 正面擴(kuò)散層電阻rt 基區(qū)體電阻rb 背面金屬半導(dǎo)體接觸電阻rc2 正面電極金屬柵線電阻rmb,Rs=rmf+rt+rb+rmb 理論計(jì)算Rs約為4m rc1 ,rc2與燒結(jié)工藝有關(guān)，（105到幾十歐姆之間）,太陽(yáng)電池的填充因子,定義： FF=,Pmax,Voc*Isc,電池片的封裝組件,如何提高電池的效率？,