太阳能电池片生产工艺流程.ppt

多晶电池生产工艺流程 牛文富 第一页，共三十二页。 目录 一、 太阳电池简介 二、 太阳电池生产工艺 第二页，共三十二页。 一、太阳电池简介 1、太阳电池简介 太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。 太阳能电池，又叫光生伏打电池，它是以半导体材料为基础的一种具有能量转换功能的半导体器件，是太阳能光伏发电的最核心的器件。 第三页，共三十二页。 一、太阳电池简介 2、太阳电池分类 第四页，共三十二页。 一、太阳电池简介 晶体硅电池—单晶硅 第五页，共三十二页。 一、太阳电池简介 晶体硅电池—多晶硅电池 第六页，共三十二页。 一、太阳电池简介 3、硅太阳能电池工作原理 （一）、硅的掺杂 半导体硅原子外层有4个电子，按固定轨道绕原子核转动。当受到外来能量作用时，这些电子会脱离轨道成为自由电子，并在原来位置形成一个“空穴”。 如果硅中掺入硼，镓等元素，由于这些元素可捕获电子，就形成空穴半导体，用P表示。 如果掺入可以释放电子的磷，砷元素，就形成电子型半导体，用N表示。 第七页，共三十二页。 一、太阳电池简介 3、硅太阳能电池工作原理 （二）、P-N结 P型半导体和N型半导体结合，交界面会形成一个P-N结，形成P-N结内电场，阻碍着电子和空穴的移动。 第八页，共三十二页。 一、太阳电池简介 首先是P-N结附近的电子和空穴发生扩散运动：N型区域的电子向P型区域扩散，相对于P型区域的空穴向N型区域扩散。 第九页，共三十二页。 一、太阳电池简介 在界面层附近，由于电子和空穴的迁移，就会使N区域呈现正电性，而P区域呈现负电性。于是形成一个由N区域指向P区域的内电场。 第十页，共三十二页。 一、太阳电池简介 3、硅太阳能电池工作原理 （三）、光生伏特效应 太阳光照在半导体P-N结界面层上，会激发出新的空穴-电子对，在P-N结电场的作用下，在P-N结内部空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。我们把这种效应叫做“光生伏特效应”，也就是太阳能电池的工作原理，因此，太阳电池又称为“光伏电池”。 第十一页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 太阳电池生产工艺流程 第十二页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 工序一，硅片清洗制绒: 目的——HNO3 对硅表面氧化, 打破了硅表面的Si2H 键, 使Si 氧化为SiO2 ,然后HF溶解SiO2 , 并生成络合物H2SiF6 。从而导致硅表面发生各向同性非均匀性腐蚀, 形成的半球状的绒面, 有利于减少光反射, 增强光吸收。 原理：利用硝酸的强氧化性和氢氟酸的络合性，对硅进行氧化和络合剥离，导致硅表面发生各向同性非均匀性腐蚀，从而形成 类似“凹陷坑”状的绒面。 Si + HNO3 → SiO2 + NOx ↑ + H2O SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O 第十三页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 第十四页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 工序二，扩散/制结： 　　硅片的单/双面液态源磷扩散，制作N型发射极区，以形成光电转换的基本结构：PN结。 　　POCl3 液态分子在N2 载气的携带下进入炉管，在高温下经过一系列化学反应磷原子被置换，并扩散进入硅片表面，激活形成N型掺杂，与P型衬底形成PN结。主要的化学反应式如下： ?POCl3 + O2 → P2O5 + Cl2； P2O5 + Si → SiO2 + P 第十五页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 第十六页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 第十七页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 　　 工序三，等离子刻边： 去除扩散后硅片周边形成的短路环； 第十八页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 第十九页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 工序四，去除磷硅玻璃： 　　去除硅片表面氧化层及扩散时形成的磷硅玻璃（磷硅玻璃是指掺有P2O5的SiO2层）。 第二十页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 第二十一页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 工序五，PECVD： 　　目的——渡减反射膜+钝化： 　　PECVD即等离子体增强化学气相淀积设备，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition； 制作减少硅片表面反射的SiN 薄膜（～80nm）； 反应气体为SIH4和NH3 第二十二页，共三十二页。 二、太阳电池生产工艺 第二十三页，共三十二页。 *