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1、太阳能电池生产培训资料,xxx 2008年12月29日,什么是太阳能光伏技术,太阳是能量的天然来源。地球上每一个活着的生物之所以具有发挥作用的能力,甚至于是它的生存，都是由于直接或间接来自于太阳的能量。 太阳能是一种辐射能，太阳能发电就意味着-要将太阳光直接转换成电能，它必须借助于能量转换器才能转换成为电能。这种把光能转换成为电能的能量转换器，就是太阳能电池。 我们所生产的太阳能电池只要受到阳光或灯光的照射，就能够把光能转变为电能，它的工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压（光生电压），假如从PN结两端引出回路，就会产生电流
2、，太阳能电池就可以工作了。,太阳能电池在整个光伏产业链中的位置,晶体硅太阳能光伏产业链主要包括： 硅提纯：如徐州中能，洛阳中硅等（最终产品是多晶原生料） 拉晶/铸锭切片： 如江西赛维LDK, 河北晶龙，锦州阳光等（最终产品是硅片） 单/多晶电池：如南京中电，天威英利等（最终产品是电池） 组件封装： 如 江西瑞晶,常州天合，苏州阿特斯等（最终产品是组件） 系统工程：如宁波太阳能，南京开元等（最终产品是系统工程）,晶体硅太阳能电池生产的工艺流程,Chemical Etching 硅片表面化学腐蚀处理,Diffusion 扩散,Edge etch 去边结,Anti-reflective coatin
3、g 制做减反射膜,Printing& sintering 制作上下电极及烧结,Cell testing& sorting 电池片测试分筛,Solar Cell Manufacturing 电池的生产工艺流程,Cleaning process 去PSG,硅片表面化学腐蚀处理（一次清洗）,目的：去除硅片表面的杂质残留，制做能够减少表面太阳光反射的 陷光结构。 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 + H2O = Na2SiO3 + 2H2 多晶：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
4、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,绒面微观图,硅片表面化学腐蚀处理（一次清洗）,100X光学显微镜-单晶,1000X电子扫描镜-单晶,100X金相显微镜-单晶,1000X电子扫描镜-多晶,5000X电子扫描镜-多晶,硅片表面化学腐蚀处理（一次清洗）,常见清洗不良品现象,制PN结（扩散）,目的：在P型硅表面上渗透入很薄的一层磷，使前表面变成N型，使 之成为一个PN结。 原理 ： POCl3液态源：通过气体携带POCL3分子进入扩散炉管，使之反应生成磷沉淀在表层。磷
5、在高温下渗透入硅片内部形成N区。 4POCL3 + 5O2 = 2P2O5 + 6Cl2 2P2O5 + 5Si = 4P + 5SiO2,扩散后硅片截面示意图,POCl3液态源扩散原理图,扩散的动态演示 扩散的变化方向 1.选择性发射极：在栅线覆盖区域进行重掺（方阻20左右），未覆 盖区域进行轻掺（方阻80左右）。 2.发射极浅结：降低表面方块电阻（方阻60以上），减少死层和体 内复合，提高电池短波相应能力。,制PN结（扩散）,去边结,目的：去除硅片边缘的N型区域，将硅片内部的N层和P层隔离开，以达到 PN结的结构要求。 原理 ： 干法刻蚀（等离子刻蚀）：等离子刻蚀是采用高频辉光放电反应，
6、使反应气体激活成活性粒子，这些活性粒子与需要被刻蚀区域的Si/SiO2发生反应，形成挥发性生成物而被去除。,去边结,原理 ： 湿法刻蚀（背腐蚀）：利用HF-HNO3溶液，对硅片背表面和边缘进行高速腐蚀，以达到去掉边缘层和消除背面绒面的作用。 Si + HNO3 SiO2 + NOx + H2O SiO2 + 6HF H2SiF6 + 2H2O 激光去边：利用激光束的高能量使硅熔化，在硅片背表面划槽， 用来隔断N层和P层，以达到分离的目的。 去边的发展方向： 由于湿法刻蚀的优势比较明显，相对转换效率较高，因此以后采用湿法刻蚀的厂家将会越来越多。,去PSG（二次清洗）,目的：去除硅片表面的P-Si
7、玻璃层（PSG）,为加镀减反射膜做准备。 原理 ：利用HF和硅片表面的P-Si玻璃层反应，并使之络合剥离，以 达到清洗的目的。 HF + SiO2 H2SiF6 + H2O 去PSG发展方向： 相对来讲，二次清洗是比较简单的工艺，之后的发展应该会如同RENA的设备一样，集成湿法刻蚀设备，从而缩减流程。,镀减反射膜（PECVD）,目的：在硅片前表面均匀的镀上一层高效的减反射膜，并对mc-Si进 行体钝化。 原理 ： PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电 离，在局部形成等离子体，而等离子化学活性很强，很容易发 生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。,直接式PECVD,间接式PECV
8、D,镀减反射膜（PECVD）,板式PECVD相关介绍 此系统有三个腔体，分别是进料腔，反应腔（包括预热、沉积和冷却三部分）和出料腔。各腔体直接有闸门阀隔开。,镀减反射膜（PECVD）,PECVD动态演示,印刷和烧结,目的：在电池上下表面各印上电极图形，经烧结与硅片形成欧姆接 触。 原理：银浆，铝浆印刷过的硅片，通过烘干有机溶剂完全挥发，膜 层收缩成为固状物紧密粘附在硅片上，可视为金属电极材料层和硅片接触在一起。当硅片投入烧结炉共烧时，金属材料融入到硅里面，之后又几乎同时冷却形成再结晶层，也就是在金属和晶体接触界面上生长出一层外延层，如果外延层内杂质成份相互合适，这就获得了欧姆接触。 印刷工艺流
9、程： 印刷背电极 烘干 印刷背电场 烘干 印刷正面栅线 烧结工艺流程： 印刷完硅片 烘干 升温 降温共晶 冷却,印刷和烧结,烧结完电池片外观：,125单晶硅电池,125多晶硅电池,丝网印刷和烧结发展趋势 1.栅线高精化，利用高精密网版把细栅线做到100u以下。 2.烧结炉的发展追求RTP（快速热处理）,单片测试和分选,目的：通过模拟太阳光太阳能电池进行参数测试和分析，将电池片 按照一定的要求进行分类。 原理：利用太阳能电池的光谱特性，温度特性，输出特性等，通过 相关参数的测定和计算，来表达电池的电性能情况。（具体内 容非常复杂，这里不再赘述） 重要参数 光照强度：100mw/cm2 转换效率，功率，电池片面积（125单晶为例148.6cm2）的关系： 功率=光照强度*面积 *转换效率 短路电流（Isc），开路电压（Voc），填充因子（FF），功率的关系： 功率=Isc*Voc*FF 最大工作电流（Im），最大工作电压（Vm），功率的关系： 功率=Im*Vm,谢谢观看 2008年12月25日,