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1、多晶電池多晶電池(dinch)(dinch)生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程2021/5/3汪昭汪昭輝輝第一頁，共三十三頁。目錄目錄(ml)(ml)一、一、太陽電池太陽電池(ti yn din ch)(ti yn din ch)簡介簡介 二、二、太陽電池生產(chǎn)工藝太陽電池生產(chǎn)工藝 第二頁，共三十三頁。一、太陽電池(ti yn din ch)簡介1、太陽電池簡介 太陽電池是一種對光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。太陽能電池(dinch)，又叫光生伏打電池(dinch)，它是以半導(dǎo)體材料為根底的一種具有能量轉(zhuǎn)換功能的半導(dǎo)體器件，是太陽能光伏發(fā)電的最核心的器件。第三頁，共三十三頁。一、太陽電池(ti yn

2、din ch)簡介2、太陽電池(ti yn din ch)分類第四頁，共三十三頁。一、太陽電池(ti yn din ch)簡介晶體(jngt)硅電池單晶硅第五頁，共三十三頁。一、太陽電池(ti yn din ch)簡介晶體(jngt)硅電池多晶硅電池第六頁，共三十三頁。一、太陽電池(ti yn din ch)簡介3、硅太陽能電池工作原理一、硅的摻雜半導(dǎo)體硅原子外層有4個電子，按固定軌道繞原子核轉(zhuǎn)動。當受到外來能量作用時，這些電子會脫離(tul)軌道成為自由電子，并在原來位置形成一個“空穴。如果硅中摻入硼，鎵等元素，由于這些元素可捕獲電子，就形成空穴半導(dǎo)體，用P表示。如果摻入可以釋放電子的磷，砷

3、元素，就形成電子型半導(dǎo)體，用N表示。第七頁，共三十三頁。一、太陽電池(ti yn din ch)簡介3、硅太陽能電池工作原理二、P-N結(jié)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合，交界面會形成一個P-N結(jié)，形成P-N結(jié)內(nèi)電場，阻礙著電子和空穴(kn xu)的移動。第八頁，共三十三頁。一、太陽電池(ti yn din ch)簡介首先是P-N結(jié)附近的電子(dinz)和空穴發(fā)生擴散運動：N型區(qū)域的電子向P型區(qū)域擴散，相對于P型區(qū)域的空穴向N型區(qū)域擴散。第九頁，共三十三頁。一、太陽電池(ti yn din ch)簡介在界面(jimin)層附近，由于電子和空穴的遷移，就會使N區(qū)域呈現(xiàn)正電性，而P區(qū)域呈現(xiàn)負電性。于是形成

4、一個由N區(qū)域指向P區(qū)域的內(nèi)電場。第十頁，共三十三頁。一、太陽電池(ti yn din ch)簡介3、硅太陽能電池工作原理三、光生伏特效應(yīng)太陽光照在半導(dǎo)體P-N結(jié)界面層上，會激發(fā)出新的空穴-電子對，在P-N結(jié)電場的作用下，在P-N結(jié)內(nèi)部空穴由N區(qū)流向P區(qū)，電子由P區(qū)流向N區(qū)，接通電路后就形成電流。我們把這種效應(yīng)叫做“光生伏特效應(yīng)，也就是太陽能電池的工作原理，因此，太陽電池(ti yn din ch)又稱為“光伏電池。第十一頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝太陽電池生產(chǎn)(shngchn)工藝流程 第十二頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝工

5、序一，硅片清洗制絨:目的HNO3 對硅外表氧化,打破了硅外表的Si2H 鍵,使Si 氧化為SiO2,然后HF溶解SiO2,并生成絡(luò)合物H2SiF6。從而導(dǎo)致硅外表發(fā)生各向同性非均勻性腐蝕(fsh),形成的半球狀的絨面,有利于減少光反射,增強光吸收。原理：利用硝酸的強氧化性和氫氟酸的絡(luò)合性，對硅進行氧化和絡(luò)合剝離，導(dǎo)致硅外表發(fā)生各向同性非均勻性腐蝕，從而形成 類似“凹陷坑狀的絨面。Si+HNO3 SiO2+NOx +H2O SiO2+6HF H2SiF6+2H2O 第十三頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝第十四頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)

6、生產(chǎn)工藝工序二，擴散/制結(jié)：硅片的單/雙面液態(tài)源磷擴散，制作(zhzu)N型發(fā)射極區(qū)，以形成光電轉(zhuǎn)換的根本結(jié)構(gòu)：PN結(jié)。POCl3 液態(tài)分子在N2 載氣的攜帶下進入爐管，在高溫下經(jīng)過一系列化學(xué)反響磷原子被置換，并擴散進入硅片外表，激活形成N型摻雜，與P型襯底形成PN結(jié)。主要的化學(xué)反響式如下：POCl3+O2 P2O5+Cl2；P2O5+Si SiO2+P 第十五頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝第十六頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝第十七頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝工序三，等離子刻邊：去除擴散后硅

7、片周邊形成(xngchng)的短路環(huán)；第十八頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝第十九頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝工序(gngx)四，去除磷硅玻璃：去除硅片外表氧化層及擴散時形成的磷硅玻璃磷硅玻璃是指摻有P2O5的SiO2層。第二十頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝第二十一頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝 工序(gngx)五，PECVD：目的渡減反射膜+鈍化：PECVD即等離子體增強化學(xué)氣相淀積設(shè)備，Plasma Enhanced Chemical Vapor Depo

8、sition；制作減少硅片外表反射的SiN 薄膜80nm；反響氣體為SIH4和NH3第二十二頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝第二十三頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝工序六，絲網(wǎng)印刷：用絲網(wǎng)印刷的方法，完成背場、背電極、正柵線電極的制作，以便引出產(chǎn)生的光生電流；工藝原理：給硅片外表印刷一定圖形的銀漿或鋁漿，通過燒結(jié)后形成歐姆接觸，使電流有效輸出；正面電極用Ag金屬漿料，通常印成柵線狀，在實現(xiàn)良好接觸的同時使光線(gungxin)有較高的透過率；反面通常用Al金屬漿料印滿整個反面，一是為了克服由于電池串聯(lián)而引起的電阻，二是減少反面的復(fù)

9、合；第二十四頁，共三十三頁。背電極印刷及烘干(hn n)銀漿或鋁漿；背電場印刷及烘干(hn n)鋁漿；正面電極印刷銀漿。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝第二十五頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝第二十六頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝工序七，烘干和燒結(jié):目的及工作原理：烘干金屬漿料，并將其中的添加料揮發(fā)前3個區(qū)；在反面(fnmin)形成鋁硅合金和銀鋁合金，以制作良好的背接觸中間3個區(qū)；鋁硅合金過程實際上是一個對硅進行P摻雜的過程，需加熱到鋁硅共熔點577以上。經(jīng)過合金化后，隨著溫度的下降，液相中的硅將重新凝固出來，形

10、成含有少量鋁的結(jié)晶層，它補償了N層中的施主雜質(zhì)，從而得到以鋁為受主雜質(zhì)的P層，到達了消除背結(jié)的目的。在正面形成銀硅合金，形成良好的接觸和遮光率；Ag漿料中的玻璃添加料在高溫700度下燒穿SiN膜，使得Ag金屬接觸硅片外表，在銀硅共熔點760度以上進行合金化。第二十七頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝第二十八頁，共三十三頁。分類分類(fn li)(fn li)檢測檢測工作原理：工作原理：本系統(tǒng)通過模擬本系統(tǒng)通過模擬AMAir Mass1.5 1000W/m2太陽光脈沖照射太陽光脈沖照射PV電池外表產(chǎn)生電池外表產(chǎn)生光電流，光電流流過可編程模擬負載，在負載兩端產(chǎn)生電壓，

11、負載裝置將采樣到光電流，光電流流過可編程模擬負載，在負載兩端產(chǎn)生電壓，負載裝置將采樣到的電流、電壓傳送給的電流、電壓傳送給SCLoad計算計算,得到得到IV曲線及其它指標，并根據(jù)實際光強和溫曲線及其它指標，并根據(jù)實際光強和溫度對它們進行修正。度對它們進行修正。SCLoad 根據(jù)測試結(jié)果，按照給定的分類規(guī)那么分類，將分根據(jù)測試結(jié)果，按照給定的分類規(guī)那么分類，將分類結(jié)果傳送給分檢系統(tǒng)，分檢系統(tǒng)將已分類的電池放到相應(yīng)的電池盒里。類結(jié)果傳送給分檢系統(tǒng)，分檢系統(tǒng)將已分類的電池放到相應(yīng)的電池盒里。太陽電池太陽電池(ti yn din ch)的電性能參數(shù)：的電性能參數(shù)：Isc (短路電流短路電流)Uoc (

12、開路電壓開路電壓)Impp(最大電流最大電流)Umpp(最大電壓最大電壓)Pmpp最大功率最大功率 Rs串聯(lián)電阻串聯(lián)電阻 Rsh并聯(lián)電阻并聯(lián)電阻 FF填充因子填充因子 EFF轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率第二十九頁，共三十三頁。太陽能電池(dinch)的效率計算公式S-硅片面積(min j)E-光強正常1000W 50W第三十頁，共三十三頁。二、太陽電池(ti yn din ch)生產(chǎn)工藝 工序(gngx)八，檢驗和分級:用自動分選機將電池按轉(zhuǎn)化率分級 檢驗并包裝第三十一頁，共三十三頁。謝謝(xi xie)第三十二頁，共三十三頁。內(nèi)容(nirng)總結(jié)多晶電池生產(chǎn)工藝流程。2021/5/3。晶體硅電池多晶硅電池。于是(ysh)形成一個由N區(qū)域指向P區(qū)域的內(nèi)電場。目的渡減反射膜+鈍化：。鋁硅合金過程實際上是一個對硅進行P摻雜的過程，需加熱到鋁硅共熔點577以上。在正面形成銀硅合金，形成良好的接觸和遮光率。謝謝第三十三頁，共三十三頁。