组件八大材料系列——电池

太阳能电池片介绍 组件八大材料系列 ——电池 组件八大材料系列 ——电池 太阳能电池片结构 P层 /N层：光照时正负电荷（电子和空穴）分离。  P-N结 ：使正负电荷（电子和空穴）形成定向流动。 正面栅线 /背极：收集电流、焊接。 氮化硅层：减反射；钝化等。 绒面：减反射。 铝背场：反射镜作用；吸杂；收集电流等作用。 组件八大材料系列 ——电池 电池片制造工艺流程 组件八大材料系列 ——电池 图一、 Rena InTex 组件八大材料系列 ——电池 制绒工艺 制绒：去除表面损伤层和污染层，并形成特定的 绒面以降低反射率。分为单晶硅制绒和多晶硅制 绒工艺。 单晶制绒：碱制绒，各向异性 多晶制绒：酸制绒，各向同性 反射率由 ~25% 减少到 ~13%。 原始硅片 制绒后阳光吸收 NaOH腐蚀速率（ 100）：（ 111） = 25： 1 反射率由 ~33% 减少到 ~25%。 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 , 形成的粗糙的多孔硅层 , 有 利于减少光反射 , 增强光吸收。 制绒工艺 组件八大材料系列 ——电池 制绒工艺 图二、 CT扩散炉 组件八大材料系列 ——电池 制绒工艺 POCl3 扩散原理 POCl3分解产生的 P2O5淀积在硅片表面， P2O5与硅反应生成 SiO2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。 POCl3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， 这对于制作具有大的结面积的太阳电池非常重要。 5POCl3 === 3PCl5 + P2O5 2P2O5 + 5Si === 5SiO2 + 4P 大于 600C 在有氧气的存在时， POCl3热分解的 反应式为： 4 POCl3 + 3O2 === 2P2O5 + 6Cl2 注： POCl3热分解时，如果没有外来的氧（ O2）参与其 分解是不充分的，生成的 PCl5是不易分解的，并且对硅 有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。 组件八大材料系列 ——电池 制绒工艺 图三、干法刻蚀机 组件八大材料系列 ——电池 本道工序的目的是为了去除硅片边缘的 PN结。 由于扩散工艺时硅片是背靠背放置在炉管中的， 因此硅片正面和边缘都会形成导电的 N型掺杂薄层。 如果不将边缘的导电薄层去除，则会导致电池片的正 负极导通而短路。 在生产过程中，如果边缘刻蚀不彻底，则会造 成局部短路，即低并阻和高的漏电流，形成 18#异常。 生产线上通常采用 PN型测试仪来检测刻蚀效果。 SiO2+CF4+O2 SiF6 + CO2 Si+CF4+O2 SiF6 + CO2 干法等离子刻蚀的原理： 在低压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离并形成等离子体，等离子体 是由带电的电子和离子组成，反应腔体中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外， 还能吸收能量并形成大量的活性基团（ Radicals）。 活性反应基团和被刻蚀物质表面形成化学反应并形成挥发性的反应生成物。 反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系统抽出腔体。 RF 等离子体 硅片 气体系统 上图为 干法等离子刻蚀原理图， 此外还有湿法刻蚀（利用 HF和 HNO3腐蚀 Si） 干刻法工艺 组件八大材料系列 ——电池 图四、 RENA InOxSide 组件八大材料系列 ——电池 湿法刻蚀的原理： 利用 HNO3和 HF的混合液体对硅片表面进行腐蚀 ,去除 N型硅 . 湿 刻法工艺 组件八大材料系列 ——电池 湿法刻蚀： • 背面与侧面（ HNO3+HF+H2O) • 产量大 • 刻蚀痕控制在 1mm-2mm之内 • 四边绝缘电阻控制在 500ohm之上 去磷硅玻璃： • 去除表面的磷硅玻璃（ HF) • 稳定 • 洗掉部分发射区死层 组件八大材料系列 ——电池 图五、 ROTH&RAU PECVD 组件八大材料系列 ——电池 PSG去除后，接下来的工艺是在硅片表面生长一层氮化硅 薄膜（ PECVD SiNx:H）； SiH4+NH3  SiNx:H + H2 PECVD SiN镀膜的作用： 1. 保护层。由于 SiN薄膜本身的硬度高、致密性好的 特性，可以在后道工序和使用过程中保护电池片表面不被 损伤和污染。 2. 抗反射层（ AR coating） 镀膜后，多晶反射率由 ~25%降到 ~8%；单晶由 ~15% 降到 ~5%。抗反射为干涉原理的应用，相干相消。 3. H钝化（ Passivation） 表面钝化和体钝化，体钝化对多晶作用尤其大。 表面钝化：钝化表面 Si悬挂键；体钝化：钝化硅片体内 杂质和缺陷，包括悬挂键、过渡金属络合物、 C、 O以 及扩散杂质等 。 PECVD镀膜工艺 组件八大材料系列 ——电池 图六、椭偏仪 组件八大材料系列 ——电池 图七、丝印机 图八、烧结炉 组件八大材料系列 ——电池 印刷和烧结工艺的作用是制作太阳能电池的正负两个电极， 正极和背极的结构尺寸分别如右图所示。 Al背场除收集电流外， 还有对光的反射作用，进一步提高对入射光的利用率。 刮刀将浆料以一定的速度和角度压入丝网的漏孔中，浆料透 过漏孔附着在硅片表面，并形成预先设计好的图形。丝网的目数 及丝径决定可印刷图形的宽度。 烧结过程是使硅片通过链式烧结炉中的不同温区，作用是干 燥硅片上的浆料，将浆料中的有机组分挥发完全，使浆料中的金 属成分和硅片形成良好的欧姆接触。 印刷工序： 背电极 印刷和烘干 Al背场 印刷和烘干 正栅 印刷和烘干 烧结 丝 印烧结工艺 四 、未来愿景 1.将平台做成行业最具价值的品牌推广平台。 2.瞄准时机，引入战略合作伙伴。 3.将建成覆盖网站、微信公众号、视频号、抖音号等全面方面渠道。 & 组件八大材料系列 ——电池