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太陽能電池制造工藝流程圖
來源:全球節(jié)能環(huán)保網(wǎng) 日期:2012-3-12 作者:全球電池網(wǎng) 點擊:
 太陽能電池是PV發(fā)電系統(tǒng)中最核心的器件,www.gesep.com節(jié)能是利用光電轉(zhuǎn)換原理使太陽的輻射光通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N器件,這種光電轉(zhuǎn)換過程通常叫做“光生伏打效應(yīng)”,因此太陽電池又稱為“光伏電池”,用于太陽電池的半導(dǎo)體材料是一種介于導(dǎo)體和絕緣體之間的特殊物質(zhì)。
科學(xué)家為了降低太陽電池的制造成本,沿著2條路徑:一條是開發(fā)新穎的太陽電池的材料,另一條路徑就是提高太陽電池自身的轉(zhuǎn)換效率。將取之不盡的陽光轉(zhuǎn)換成為為人類造福的電能,最核心的技術(shù)就是太陽電池的光電轉(zhuǎn)換率。
制造太陽電池的半導(dǎo)體材料已知的有十幾種,因此太陽電池的種類也很多。目前,技術(shù)最成熟,并具有商業(yè)價值的、市場應(yīng)用最廣的太陽電池是硅太陽電池。
硅太陽能電池制造工藝流程圖
 
 
1、 硅片切割,材料準(zhǔn)備:
工業(yè)制作硅電池所用的單晶硅材料,一般采用坩鍋直拉法制的太陽級單晶硅棒,原始的形狀為圓柱形,然后切割成方形硅片(或多晶方形硅片),硅片的邊長一般為10~15cm,厚度約200~350um,電阻率約1Ω.cm的p型(全球節(jié)能環(huán)保網(wǎng)摻硼)。
2、 去除損傷層:
硅片在切割過程會產(chǎn)生大量的表面缺陷,這就會產(chǎn)生兩個問題,首先表面的質(zhì)量較差,另外這些表面缺陷會在電池制造過程中導(dǎo)致碎片增多。因此要將切割損傷層去除,一般采用堿或酸腐蝕,腐蝕的厚度約10um。
3、 制絨:
制絨,就是把相對光滑的原材料硅片的表面通過酸或堿腐蝕,使其凸凹不平,變得粗糙,形成漫反射,減少直射到硅片表面的太陽能的損失。對于單晶硅來說一般采用NaOH加醇的方法腐蝕,利用單晶硅的各向異性腐蝕,在表面形成無數(shù)的金字塔結(jié)構(gòu),堿液的溫度約80度,濃度約1~2%,腐蝕時間約15分鐘。對于多晶來說,一般采用酸法腐蝕。
4、 擴散制結(jié):
擴散的目的在于形成PN結(jié)。普遍采用磷做n型摻雜。由于固態(tài)擴散需要很高的溫度,因此在擴散前硅片表面的潔凈非常重要,要求硅片在制絨后要進行清洗,即用酸來中和硅片表面的堿殘留和金屬雜質(zhì)。
5、 邊緣刻蝕、清洗:
擴散過程中,在硅片的周邊表面也形成了擴散層。周邊擴散層使電池的上下電極形成短路環(huán),必須將它除去。周邊上存在任何微小的局部短路都會使電池并聯(lián)電阻下降,以至成為廢品。目前,工業(yè)化生產(chǎn)用等離子干法腐蝕,在輝光放電條件下通過氟和氧交替對硅作用,去除含有擴散層的周邊。
擴散后清洗的目的是去除擴散過程中形成的磷硅玻璃。
6、 沉積減反射層:
沉積減反射層的目的在于減少表面反射,增加折射率。廣泛使用PECVD淀積SiN ,由于PECVD淀積SiN時,不光是生長SiN作為減反射膜,同時生成了大量的原子氫,這些氫原子能對多晶硅片具有表面鈍化和體鈍化的雙重作用,可用于大批量生產(chǎn)。
7、 絲網(wǎng)印刷上下電極:
電極的制備是太陽電池制備過程中一個至關(guān)重要的步驟,它不僅決定了發(fā)射區(qū)的結(jié)構(gòu),而且也決定了電池的串聯(lián)電阻和電池表面被金屬覆蓋的面積。最早采用真空蒸鍍或化學(xué)電鍍技術(shù),而現(xiàn)在普遍采用絲網(wǎng)印刷法,即通過特殊的印刷機和模版將銀漿鋁漿(銀鋁漿)印刷在太陽電池的正背面,以形成正負(fù)電極引線。
8、 共燒形成金屬接觸:
晶體硅太陽電池要通過三次印刷金屬漿料,傳統(tǒng)工藝要用二次燒結(jié)才能形成良好的帶有金屬電極歐姆接觸,共燒工藝只需一次燒結(jié),同時形成上下電極的歐姆接觸。在太陽電池絲網(wǎng)印刷電極制作中,通常采用鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐進行快速燒結(jié)。
9、 電池片測試:
完成的電池片經(jīng)過測試分檔進行歸類。
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