太陽電池生產(chǎn)中的工藝控制-全文預(yù)覽
【正文】 40擴散工藝及控制要點 l由于硅太陽電池實際生產(chǎn)中均采用 P型硅片，因此需要形成 N型層才能得到 PN結(jié)，這通常是通過在高溫條件下利用磷源擴散來實現(xiàn)的。而在絲網(wǎng)印刷之前進行減反膜沉積的新型工藝的采用可以使后續(xù)的燒結(jié)過程中金屬在硅片里的穿透做到盡可能地小。l新型絲網(wǎng)印刷金屬漿料和與之相適應(yīng)的可以通過燒結(jié)穿透實現(xiàn)歐姆接觸的減反介質(zhì)膜沉積技術(shù)的開發(fā)是過去 20多年來絲網(wǎng)印刷太陽電池技術(shù)中最重要的進展。l原則上，減反介質(zhì)膜可以在生產(chǎn)過程中的不同階段制備?；谶@些考慮，對于 折射率 為 ～ 質(zhì)層 ， 厚度為 80nm左右。36l太陽電池制作中對于介質(zhì)膜的要求是： 折射率 為～ 。該反射可以通過表面絨面來降低。如果刻蝕時間過長，會因損傷區(qū)域的高復(fù)合而使得開路電壓和短路電流降低。其最大后果是會使器件的理想因子 “n”增加，因為在結(jié)區(qū)（耗盡區(qū)）造成的損傷會使得結(jié)區(qū)復(fù)合增加，從而表現(xiàn)在理想因子的增加。當然，另一方面，等離子體刻蝕過程中，載能離子也會對硅片邊緣附近的正反表面區(qū)域造成影響。 redge)29l通常采用等離子體刻蝕法將硅片邊緣擴散有磷的區(qū)域去除。 28redgeRSHIL IDRSReff正常情況下，除靠近邊緣區(qū)域電壓稍微低一些以外，其它各點電壓應(yīng)比較均勻。25l干燥后，在燒結(jié)過程中印刷漿料里的鋁與硅形成硅 /鋁合金，并有一部分鋁粉顆粒熔化而在硅片背面形成一層金屬鋁。背面鋁漿料的干燥l烘干過程的目的是使?jié){料中的溶劑和稀釋劑得到去除。l比起正常的情況來說，沿柵線較高的電阻損失會使其最大工作點電壓從 500mV降到 400450mV，填充因子下降 1020% 。當然，介電膜的厚度均勻性和成份均勻性要控制好。但是，會因為銀漿料中的雜質(zhì)擴散到結(jié)區(qū)耗盡層而使載流子復(fù)合大為提高，從而降低其性能。 20l由于銀具有較高的功函數(shù)，銀與硅的接觸時很難實現(xiàn)歐姆接觸。在燒結(jié)過程中，銀會被驅(qū)入到摻磷的硅里，因而會減低銀硅合金區(qū)域下的擴磷硅層的橫向?qū)щ娐省漿料黏性太高，擠壓足夠的漿料穿過網(wǎng)版所需的壓力就會很大；而黏性太低，因漿料流動性太大印刷出的線條難以保持所設(shè)計的截面。如乳膠層厚度太大，很難將漿料擠壓穿過網(wǎng)版而到達硅片表面，除非漿料很稀或印刷頭壓力非常大，但這些極端情況一般不采用。因此，影響所印鋁漿的厚度的因素包括：絲網(wǎng)密度、網(wǎng)線直徑、乳膠層厚度、印刷頭壓力、印刷速度以及漿料的黏性。15l絲網(wǎng)版的設(shè)計對厚度控制非常重要。但要注意，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)， 20微米高的銀柵線會收縮到一半左右；另外，絲網(wǎng)印刷后經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)的銀柵線的電導(dǎo)特性會比常規(guī)銀材料差 3倍左右；l銀漿料與擴散有磷的硅的金屬接觸是太陽電池制作中的一個關(guān)鍵步驟并對電池的最終性能具有至關(guān)重要的影響 。RSH溫度對電池性能的影響T = 278 KT = 298 KT = 318 KRS–===% ， Voc=10=IL/[1+(RS/RSH)]ILcm， t = 200um125125： r2 = ?； 156156： r2 = ? r2 r152.硅片邊緣等離子體刻蝕過程及控制168。1太 陽電池生產(chǎn)中的 工藝控制點 中電光伏2概要168。燒結(jié)對電池性能的影響168。制絨要求及有關(guān)考慮3太陽電池性能分類檢測過程中的關(guān)注點 4R= r1+r2r2 = ?t/S?=1?==IV曲線和 PV曲線RS=?=mV， ISC并聯(lián)電阻對 IV曲線的影響RSH = 10 ?RSH = 1 ?RSH = ?RS串聯(lián)電阻對 IV曲線的影響RS = 5 m?RS = 15 m?RS = 30 m?RSH燒穿和燒結(jié)不足時的燒穿和燒結(jié)不足時的 IV曲線曲線RSH = 10 ?RS = ?RSH = 10 ?RS = ?RSH = ?RS = ?極端情況：燒穿 短路電流低，開路電壓不變107.?， ?11絲網(wǎng)印刷中的基本考慮絲網(wǎng)印刷中的基本考慮 112l對于很細的柵線的印刷可以通過使用腐蝕有印刷線圖案的不銹鋼片來代替絲網(wǎng)，開口線條處留有橋架加固，但這類網(wǎng)板很昂貴因而在生產(chǎn)中很少使用；l由于一方面要保證線寬盡可能地窄，而另一方面又要保證線條的橫截面達到一定的數(shù)值，因此用于銀柵線印刷的絲網(wǎng)板的乳膠層的厚度非常關(guān)鍵；13l實驗證明，只有當柵線的高度達到 20微米左右時才能實現(xiàn)。l相反，如果太厚，一方面浪費漿料；同時還會導(dǎo)致其不能在進高溫區(qū)之前充分干燥，或許更壞的情形是不能將其中的所有有機物全部趕出從而不能將整個鋁漿層轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘黉X。單層乳膠的厚度可以從 1微米到超過 30微米，更厚的要求通常是利用多層乳膠制備的。l通常，鋁漿層的厚度需要至少在 20微米。對于擠壓一定量的漿料，通常是速度越快，所需的壓力越高。18119l從尺度上講，磷擴散的深度遠小于 1微米，而柵線至少是 120微米寬。因此，如果銀被驅(qū)趕得太深，一方面會使得高導(dǎo)電性的磷擴散區(qū)域被封閉；另一方面還會使得銀與磷摻雜濃度較低的硅區(qū)域接觸而形成 Schottky勢壘從而接觸電阻很高。由于銀本身的功函數(shù)較高，不會導(dǎo)致因穿過結(jié)區(qū)與 P型硅襯底形成歐姆接觸而短路。一方面，使得機械附著得到保障；同時， “死層效應(yīng) ”降低。這段距離通常為 3厘米左右，對于銀柵線質(zhì)量比較好的情況，所測得的電壓降可以低于 20mV；而對于銀柵線質(zhì)量比較差的情況，所測得的電壓降可以高達 100mV。l鋁表面氧化不充分會導(dǎo)致熔化的鋁和硅穿過氧化鋁層而在電池背面形成鋁珠。26l經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)后，將電池放置在模擬太陽光下，利用萬用電表依此測量背面與正面各對應(yīng)位置之間的電壓。因此要制得性能好的太陽電池，需要將該短路通道去除
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