晶體硅太陽電池ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-13 17:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的大小決定著硅片 N型區(qū)域磷濃度的大小。但是沉積在硅片表面的雜質(zhì)源達到一定程度時，將對 N型區(qū)域的磷濃度改變影響不大。 ? 擴散溫度和擴散時間對擴散結深影響較大。 ? N型區(qū)域磷濃度和擴散結深共同決定著方塊電阻的大小。 40 太陽電池磷擴散方法 １．三氯氧磷（ POCl3）液態(tài)源擴散 ２．噴涂磷酸水溶液后鏈式擴散 ３．絲網(wǎng)印刷磷漿料后鏈式擴散 41 POCl3 簡介 POCl3是目前磷擴散用得較多的一種雜質(zhì)源 ? 無色透明液體，具有刺激性氣味。如果純度不高則呈紅黃色。 ? 比重為 ，熔點 2℃ ，沸點 107℃ ，在潮濕空氣中發(fā)煙。 ? POCl3很容易發(fā)生水解， POCl3極易揮發(fā)。 42 POCl3磷擴散原理 ? POCl3在高溫下 （ 600℃ ） 分解生成五氯化磷 （ PCl5） 和五氧化二磷 （ P2O5） ，其反應式如下： ? 生成的 P2O5在擴散溫度下與硅反應，生成二氧化硅（ SiO2）和磷原子，其反應式如下： ???? 4P5S iO5S iO2P2525253 OP3P C l5P O C lC600 ??? ?? ??? 由上面反應式可以看出， POCl3熱分解時，如果沒有外來的氧（ O2）參與其分解是不充分的，生成的 PCl5是不易分解的，并且對硅有腐蝕作用，破壞硅片的表面狀態(tài)。但在有外來 O2存在的情況下， PCl5會進一步分解成 P2O5并放出氯氣（ Cl2）其反應式如下： ? 生成的 P2O5又進一步與硅作用，生成 SiO2和磷原子，由此可見，在磷擴散時，為了促使 POCl3充分的分解和避免 PCl5對硅片表面的腐蝕作用，必須在通氮氣的同時通入一定流量的氧氣 。 ????? ??? 25225 10C lO2P5O4P C l 2過 量O? 在有氧氣的存在時， POCl3熱分解的反應式為： ? POCl3分解產(chǎn)生的 P2O5淀積在硅片表面，P2O5與硅反應生成 SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一層磷 硅玻璃，然后磷原子再向硅中進行擴散 。 3 2 2 5 24 5 2 6P O Cl O P O Cl? ? ? ?? POCl3液態(tài)源擴散方法具有生產(chǎn)效率較高，得到 PN結均勻、平整和擴散層表面良好等優(yōu)點，這對于制作具有大面積結的太陽電池是非常重要的。 46 擴散層薄層電阻及其測量 ? 在太陽電池擴散工藝中，擴散層薄層電阻（方塊電阻）是反映擴散層質(zhì)量是否符合設計要求的重要工藝指標之一。 ? 方塊電阻也是標志進入半導體中的雜質(zhì)總量的一個重要參數(shù)。 47 方塊電阻的定義 ? 考慮一塊長為 l、寬為a、厚為 t的薄層如右圖。如果該薄層材料的電阻率為 ρ，則該整個薄層的電阻為 ))(( altat lR ?? ??? ?當 l=a（即為一個方塊）時， R= ρ/t?？梢?，（ ρ/t） 代表一個方塊的電阻，故稱為方塊電阻，特記為 R□ = ρ/t (Ω/□ ) 48 擴散層薄層電阻的測試 ? 目前生產(chǎn)中，測量擴散層薄層電阻廣泛采用四探針法。測量裝置示意圖如圖所示。圖中直線陳列四根金屬探針（一般用鎢絲腐蝕而成）排列在彼此相距為 S一直線上，并且要求探針同時與樣品表面接觸良好，外面一對探針用來通電流、當有電流注入時，樣品內(nèi)部各點將產(chǎn)生電位，里面一對探針用來測量 3點間的電位差。 49 3 邊緣絕緣處理（ Edge Isolation） ? 目的： 經(jīng)過擴散工藝后，晶片的邊緣也會出現(xiàn)一層 N型摻雜區(qū)，如果不去除，則會造成正面與背面電極的連通，必須將其去除，才能顯現(xiàn)出 PN二極管的結構。 ? 方法： 一般采用低溫的干蝕刻技術（ dry etching）。將晶片堆疊在一起（保證不會蝕刻到晶片的正面及背面），放入反應爐內(nèi)，使用 CF4及 O2的等離子體進行干蝕刻。 50 4 抗反射層涂布（ ARC Deposition） ? 抗反射層的材料： 有氧化鈦、氮化硅、一氧化硅、氧化鋁、二氧化硅、氧化鈰等。 ? 抗反射層的涂布技術： 以化學蒸鍍法（ Chemical Vapor Deposition，簡稱CVD）最為常用。 CVD法又可分為 APCVD（ Atmospheric Pressure CVD）、 PECVD(Plasma Enhanced CVD)和 RPCVD (Reduced Pressure CVD)。 51 (1) APCVD ? APCVD法一般被用來生產(chǎn)氧化鈦或二氧化硅的抗反射層。將鈦的有機化合物漿料利用噴嘴（ nozzle）噴濺在 200℃ 環(huán)境的硅晶片上，使得鈦有機化合物在晶片表面產(chǎn)生水解反應，而將氧化鈦沉積蒸鍍在硅晶片的表面。 ? 此法可利用傳輸帶式反應爐大量生產(chǎn)，或使用網(wǎng)印（ screen print）的方式進行涂布，再置于高溫下沉積。 52 (2) PECVD法 ? PECVD法一般被用來生產(chǎn)氮化硅（ SiNx）抗反射層。 ? 在反應爐內(nèi)通入 SiH4及 NH3或 N2，使它在硅晶片表面產(chǎn)生一層非晶結構的氮化硅（ SiNx）抗反射層。 ? 在此反射層內(nèi)，會含有將近 40%原子比例的氫原子，雖然非晶的氮化硅的化學式寫作 SiNx，但實際上應該是 aSiNx: H。 53 (2) PECVD法 利用 PECVD法生產(chǎn)氮化硅抗反射層的示意圖 54 ? 氮化
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