太阳能电池片工艺流程

太阳能电池片结构

太阳能电池分为单晶电池和多晶电池，但是它们的结构基本一样，都有以下部分组成。

太阳能电池片工艺流程

清洗与制绒

■目的：去除硅片表面的机械损伤层及表面油污，形成起伏不平的绒面，增加硅片对太阳光的吸收。

■原理：单晶：利用碱溶液对单晶硅各个晶面腐蚀速率的不同，在硅片表面形成类似金字塔状的绒面。

Si+2NaOH=NaSiO3+2H2

多晶：利用硝酸的强氧化性和氢氟酸的络合性，对硅片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+4HNO3+6HF=H2SiF6+4NO3+4H2O

■流程：

1、单晶制绒

预清洗-碱蚀刻-DIwater清洗-HCL中和硅片表面残余的碱液（去除金属杂质）-DIwater清洗-去除二氧化硅层形成Si-H钝化键-DIwater清洗-烘干

2、多晶制绒：

预清洗-初步蚀刻（硝酸、氢氟酸）-DIwater清洗-NaOH去除残留物（中和酸液）-DIwater清洗-HF/HCL去除金属离子和硅片表面氧化层形成Si-H钝化键-DIwater清洗-烘干

绒面的扩散

■目的：在P型硅的表面上渗透一层很薄的一层磷，是表面变成N型，使之成为PN结。

■原理：通过气体携带POCL3溶液进入扩散炉管，使之反应生成磷沉淀在表层。磷在高温下渗透入硅片内部形成N区。

4POCl3+5O2=2P2O5+6Cl2

2P2O5+5Si=4P+5SiO2

4PCl5+5O2=2P2O5+10Cl2

4PCl3+5O2=2P2O5+6Cl2

■影响扩散的因素：

管内气体中杂质源的浓度

扩散温度

扩散时间

管内气流的分布

■扩散的测试方法：

测量扩散层薄层电阻，广泛采用四探针法。

边缘刻蚀（Plasma）

■目的：将晶片的背面及四边做边缘绝缘处理，用以去除背面及四边的PN结，防止正负极出现短路。

■刻蚀原理：采用高频辉光放电反应，是反应气体激活成活性粒子，并扩散到硅片边缘，在那里与硅片进行反应，生成挥发性四氟化硅而被去除。

CF4+SiO2=SiF4+CO2

■测试方法：边缘电阻测试。

去除磷硅玻璃

■目的：扩散过程中，POCl3分解产生的P2O5沉积在硅片表面，P2O5与Si生成二氧化硅与磷原子，这层含有磷原子的二氧化硅层称为磷硅玻璃，玻璃层的存在会在电极印刷过程中，影响到金属电极和硅片的接触，降低电池的转换效率，同时玻璃层还有多层金属离子杂质，会降低少子寿命，因此引入HF清洗工艺。

■基本原理：

SIO2+6HF=H2[SiF6]+2H2O(过量氢氟酸)

PECVD

■目的：减少了光的反射损失，增强了吸收光的强度，提高电池效率。

■基本原理：利用低温等离子体作能量源，样品置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电（或另加发热体）使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄膜。

丝网印刷

■目的：在太阳能电池的两面制金属电极，正面收集电子，背面电极利于焊接以及组件的制成。

■原理：利用网版图文部分网孔透墨，非图文部分网孔不透墨的基本原理进行印刷。

■流程：背电极印刷烘干背电场印刷烘干正面电极印刷

烧结

■目的：干燥硅片上的浆料，燃尽浆料的有机组分，使浆料和硅片形成良好的欧姆接触。

■过程：

1.室温~度，溶剂挥发。

2.~度，有机树脂分解排出，需要氧气。

3.度以上，玻璃软化。

4.度以上，玻璃与减反层反应，实现导电。

■流程：烘干排焦、烧结和冷却。

测试分选

■通过模拟太阳光照射，在标准条件下对电池片进行测试，把不同电性能的电池片分档。

■测试目的：

1.通过测试数据监控生产电池片的效率及暗电流等参数是否正常。

2.对生产的电池片进行分档，将相同电性能的电池片分在一起以便做成组件。

■标准测试条件

1.光源辐照度：W/m2。

2.测试温度：25℃。

3.AM1.5地面太阳光谱辐照度分布。

来源：银川乐叶光伏

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