網絡整理 發表於 2020-04-16 10:02:34
電池片一般分為單晶矽、多晶矽、和非晶矽單晶矽太陽能電池是當前開發得最快的一種太陽能電池，它的構造和生產工藝已定型，產品已廣泛用於空間和地面。這種太陽能電池以高純的單晶矽棒為原料。為了降低生產成本，地面應用的太陽能電池等採用太陽能級的單晶矽棒，材料性能指標有所放寬。有的也可使用半導體器件加工的頭尾料和廢次單晶矽材料，經過復拉製成太陽能電池專用的單晶矽棒。
制絨（INTE）--擴散（1DIF）---後清洗（刻邊/去PSG）----鍍減反射膜PECVD----絲網、燒結。（PRINTER）---測試、分選（TESTER+SORER----包裝（PACKING）。
1、制絨
制絨的目的是在矽片表面形成絨面面，以減少電池片的反射率，絨面凹凸不平可以增加二次反射，改變光程及入射方式。通常情況下用鹼處理單晶，可以得到金字塔狀絨面；用酸處理多晶，可以得到蟲孔狀無規則絨面。處理方式區別主要在與單多晶性質的區別。
工藝流程：制絨槽→水洗→鹼洗→水洗→酸洗→水洗→吹乾。
一般情況下，矽與HF、HNO3（矽表面會被鈍化）認為是不反應的。當存在於兩種混合酸的體系中，矽與混合溶液的反應是持續性的。
2、擴散
擴散是為電池片製造心臟，是為電池片製造P-N結，POCl3是當前磷擴散用較多的選擇。POCl3為液態磷源，液態磷源擴散具有生產效率較高、穩定性好、製得PN結均勻平整及擴散層表面良好等優點。
POCl3在大於600℃的條件下分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），PCl5對矽片表面有腐蝕作用，當有氧氣O2存在時，PCl5會分解成P2O5且釋放出氯氣，所以擴散通氮氣的同時通入一定流量的氧氣。P2O5在擴散溫度下與矽反應，生成二氧化矽和磷原子，生成的P2O5澱積在矽片表面與矽繼續反應生成SiO2和磷原子，並在矽片表面形成磷-矽玻璃（PSG），磷原子向矽中擴散，製得N型半導體。
3、刻蝕
在擴散工序，採用背靠背的單面擴散方式，矽片的側邊和背面邊緣不可避免地都會擴散上磷原子。當陽光照射，P-N結的正面收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區域流到P-N結的背面，造成短路通路。短路通道等效於降低並聯電阻。刻蝕工序是讓矽片邊緣帶有的磷的部分去除乾淨，避免了P-N結短路並且造成並聯電阻降低。
溼法刻蝕工藝流程：上片→蝕刻槽（H2SO4HNO3HF）→水洗→鹼槽（KOH）→水洗→HF槽→水洗→下片
HNO3反應氧化生成SiO2，HF去除SiO2。刻蝕鹼槽的作用是為了拋光未制絨面，使電池片變得光滑；鹼槽的主要溶液為KOH；H2SO4是為了讓矽片在流水線上漂浮流動起來，並不參與反應。
幹法刻蝕是用等離子體進行薄膜刻蝕。當氣體以等離子體形式存在時，一方面等離子體中的氣體化學活性會變得相對較強，選擇合適的氣體，就可以讓矽片更快速的進行反應，實現刻蝕；另一方面，可利用電場對等離子體進行引導和加速，使等離子體具有一定能量，當轟擊矽片的表面時，矽片材料的原子擊出，可以達到利用物理上的能量轉移來實現刻蝕的目的。
4、PECVD
等離子體化學氣相沉積。太陽光在矽表面的反射損失率高達35%左右。減反射膜可以提高電池片對太陽光的吸收，有助於提高光生電流，進而提高轉換效率：另一方面，薄膜中的氫對電池表面的鈍化降低了發射結的表面複合速率，減小暗電流，提升開路電壓，提高光電轉換效率。H能與矽中的缺陷或雜質進行反應，從而將禁帶中的能帶轉入價帶或者導帶。
在真空環境下及480攝氏度的溫度下，通過對石墨舟的導電，使矽片的表面鍍上一層SixNy薄膜。
5、絲網印刷
通俗的說就是為太陽能電池收集電流並製造電極，第一道背面銀電極，第二道背面鋁背場的印刷和烘乾；第三道正面銀電極的印刷，主要監控印刷後的溼重和次柵線的寬度。第二道道溼重如果過大，既浪費漿料，同時還可能導致不能在進高溫區之前充分乾燥，甚至不能將其中的所有有機物趕出從而不能將整個鋁漿層轉變為金屬鋁，另外溼重過大可能造成燒結後電池片弓片。溼重過小，所有鋁漿均會在後續的燒結過程中與矽形成熔融區域而被消耗，而該合金區域無論從橫向電導率還是從可焊性方面均不適合於作為背面金屬接觸，另外還有可能出現鼓包等外觀不良。第三道道柵線寬度過大，會使電池片受光面積較少，效率下降。
印刷方法：物理印刷、烘乾
6、燒結
燒結是把印刷到電池片表面的電極在高溫下燒結，使電極和矽片本身形成歐姆接觸，提高電池片的開路電壓和填充因子，使電極的接觸具有電阻特性以達到高轉效率，燒結過程中也可利於PECVD工藝所引入－H向體內擴散，可以起到良好的體鈍化作用。
燒結方式：高溫快速燒結，加熱方式：紅外線加熱
燒結是集擴散、流動和物理化學反應綜合作用的一個過程，正面Ag穿過SiNH擴散進矽但不可到達P-N面，背面Ag、Al擴散進矽，由於需要形成合金需要到一定的溫度，Ag、Al與Si形成合金的穩定又不同，就需要設定不同的溫度來分別實現合金化。
1、太陽能
在太陽能電池產品中，以矽半導體材料為主，其中又以單晶矽和多晶矽為代表。由於其原材料的廣泛性，較高的轉換效率和可靠性，被市場廣泛接受。非晶矽在民用產品上也有廣泛的應用（如電子手錶，計算器等），但是它的穩定性和轉換效率劣於結晶類半導體材料。化合物太陽能電池由於其材料的稀有性和部分材料具有公害，現階段未被市場廣泛採用。太陽能電池的主流產品的材料是半導體矽，是現代電子工業的必不可少的材料，同時以氧化狀態的矽原料是世界上第二大的儲藏物質。
2、五金
五金電池片主要是導電作用。還稱：電池片、遙控器電池片、電池接觸片、電池彈簧片、電池扣、鍋仔片、、接觸片、彈片、彈簧片、電池夾片，電極片。主要用於遙控器、電子玩具、計算器、計步器、麥克風、電話機、錄音機、收音機、音響、照相機、燈飾等行業。
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