【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 后將氣體分子離化而產(chǎn)生有活性的離子或自由基，這些離子或自由基通過(guò)與硅片邊緣的硅原子的不斷反應(yīng)而將硅原子帶走，即實(shí)現(xiàn) 刻蝕 。 30 ?在等離子體刻蝕工藝中，關(guān)鍵的工藝參量是射頻功率和刻蝕時(shí)間。如功率太高，等離子體中離子的能量較高而會(huì)對(duì)硅片邊緣造成較大的轟擊損傷，導(dǎo)致邊緣區(qū)域的電性能變差從而使電池的性能下降。因此，人們通常傾向于采用功率相對(duì)較低而時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的刻蝕工藝。當(dāng)然，另一方面，等離子體刻蝕過(guò)程中，載能離子也會(huì)對(duì)硅片邊緣附近的正反表面區(qū)域造成影響?？涛g過(guò)程越長(zhǎng)，這種影響越嚴(yán)重。 31 ?因此，在生產(chǎn)過(guò)程中，等離子體刻蝕的功率大小和刻蝕時(shí)間長(zhǎng)短的選取是一種折衷考慮。較高能量的離子轟擊對(duì)邊緣區(qū)域造成的損傷會(huì)對(duì)邊緣區(qū)域所收集到的載流子有一定程度的減少，因而會(huì)導(dǎo)致短路電流稍微降低。其最大后果是會(huì)使器件的理想因子 “ n”增加，因?yàn)樵诮Y(jié)區(qū)（耗盡區(qū)）造成的損傷會(huì)使得結(jié)區(qū)復(fù)合增加，從而表現(xiàn)在理想因子的增加。 32 ?對(duì)于較低的等離子功率，需要較長(zhǎng)的刻蝕時(shí)間。如果刻蝕不足，電池的并聯(lián)電阻會(huì)下降，對(duì)這種情況需要增加功率或延長(zhǎng)刻蝕時(shí)間。如果刻蝕時(shí)間長(zhǎng)到足以對(duì)電池片的正反面造成損傷，由于這不可避免地會(huì)造成損傷延伸到正面結(jié)區(qū)，因而也會(huì)使理想因子 “ n”增加。如果刻蝕時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)因損傷區(qū)域的高復(fù)合而使得開(kāi)路電壓和短路電流降低。 33 ?等離子功率太低會(huì)使等離子體不穩(wěn)定和分布不均勻，從而造成某些區(qū)域刻蝕過(guò)度而某些區(qū)域刻蝕不足，導(dǎo)致并聯(lián)電阻下降。開(kāi)路電壓的分布測(cè)量是檢驗(yàn)該問(wèn)題的有效方法，如邊緣刻蝕不足，則接近邊緣區(qū)域時(shí)，開(kāi)路電壓會(huì)降低很大（甚至低到 200mV）； 而正常情況下，該下降應(yīng)比較小。 34 鈍化減反膜的作用和要求 ?表面平整的硅片在很寬的波長(zhǎng)范圍（ 400～1050nm） 內(nèi)對(duì)入射光的反射均高于 30%。該反射可以通過(guò)表面絨面來(lái)降低。但是，一方面，金字塔絨面只能在特定取向（接近 100晶向）的硅片上實(shí)現(xiàn)，減反的效果只能低到接近 10%；另一方面，對(duì)于不適合于絨面制備的硅片、因其它考慮要求平表面硅片的電池或?yàn)榱诉M(jìn)一步降低反射，需要在硅片表面制備一層或多層介質(zhì)膜。 35 ?介質(zhì)膜的種類及制備方法有多種，比如真空加熱沉積、化學(xué)氣相沉積、絲網(wǎng)印刷、濺射、電子束蒸發(fā)、離心甩膠甚至噴鍍等等?？紤]到介質(zhì)膜的質(zhì)量及生產(chǎn)成本，最常用的減反介質(zhì)膜是氮化硅和二氧化鈦，前者主要采用化學(xué)氣相沉積，而后者主要采用噴鍍、化學(xué)氣相沉積和絲網(wǎng)印刷。 36 ?太陽(yáng)電池制作中對(duì)于介質(zhì)膜的要求是： 折射率為～ 。我們注意到，若選擇適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)層厚度和折射率可以將某一特定波長(zhǎng)的入射光反射降低到零。然而，太陽(yáng)光的光譜范圍包含許多各種不同的波長(zhǎng)，零反射條件的選擇只能針對(duì)某一波長(zhǎng)，其它波長(zhǎng)的光的反射會(huì)隨與此特定波長(zhǎng)的偏離的增大而增加。因此， 減反介質(zhì)層的設(shè)計(jì)要根據(jù)太陽(yáng)光波長(zhǎng)的分布特征和硅材料的吸收特點(diǎn)而作總體考慮?；谶@些考慮，對(duì)于 折射率為 ～ ， 厚度為 80nm左右。這也是為什么生產(chǎn)出來(lái)的太陽(yáng)電池看起來(lái)是藍(lán)色的，因?yàn)檩^短波長(zhǎng)的光比較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光的反射要多。 37 ?當(dāng)然 ， 在實(shí)驗(yàn)室一般可以采用多層減反膜以使入射太陽(yáng)光中多個(gè)波長(zhǎng)光的反射均降為零 ， 在這種情況下 ， 太陽(yáng)電池看起來(lái)是黑色或深綠色的 。 通常在大規(guī)模生產(chǎn)中 ， 由于成本的考慮 ， 只采用一層減反膜 。 ?原則上，減反介質(zhì)膜可以在生產(chǎn)過(guò)程中的不同階段制備。以前，人們?yōu)榱吮苊庖驗(yàn)橹苽涞臏p反膜需要耐高溫以及減小由此導(dǎo)致的污染，通常將減反介質(zhì)膜的制備安排在生產(chǎn)過(guò)程中的最后一步。然而，這種安排的問(wèn)題是需要將金屬柵線上用于焊接區(qū)域的減反介質(zhì)膜去除以便封裝過(guò)程中的焊接。 38 ?近年來(lái) ， 由于所選擇的減反介質(zhì)膜材料的耐高溫和無(wú)污染特性 ， 以及由于可以經(jīng)過(guò)燒結(jié)穿透介質(zhì)膜實(shí)現(xiàn)歐姆接觸的絲網(wǎng)印刷金屬漿料的開(kāi)發(fā) ，減反介質(zhì)膜材料的制備已被安排在生產(chǎn)過(guò)程的中間環(huán)節(jié) 。 ?新型絲網(wǎng)印刷金屬漿料和與之相適應(yīng)的可以通過(guò)燒結(jié)穿透實(shí)現(xiàn)歐姆接觸的減反介質(zhì)膜沉積技術(shù)的開(kāi)發(fā)是過(guò)去 20多年來(lái)絲網(wǎng)印刷太陽(yáng)電池技術(shù)中最重要的進(jìn)展。其關(guān)鍵點(diǎn)是通過(guò)燒結(jié)穿透實(shí)現(xiàn)與N型擴(kuò)散區(qū)的歐姆接觸而同時(shí)又不會(huì)損壞附近的結(jié)區(qū)。 39 ?當(dāng)絲網(wǎng)印刷在 30多年以前被用于太陽(yáng)電池的生產(chǎn)時(shí) ， 為了實(shí)現(xiàn)良好的歐姆接觸而又要保證在后續(xù)的燒結(jié)過(guò)程中金屬不會(huì)穿透到結(jié)區(qū) ， 磷擴(kuò)散得比較濃而結(jié)又比較深 。 因此 ， 過(guò)去幾十年以來(lái) ， 絲網(wǎng)印刷太陽(yáng)電池均采用濃度較高結(jié)比較深的擴(kuò)散條件 。 而在絲網(wǎng)印刷之前進(jìn)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(guò)程中金屬在硅片里的穿透做到盡可能地小 。 這有兩方面的好處：可以采用較淺的擴(kuò)散結(jié)以及使燒結(jié)后硅和金屬的接觸面靠近硅片表面 。 對(duì)于金屬穿透比較小的情況 ， 因越靠近硅片表面 ， 磷擴(kuò)散濃度越高 ， 串聯(lián)電阻就越低 。 而對(duì)于結(jié)比較淺的情況 ， 在發(fā)射區(qū)因光的吸收產(chǎn)生的電子空穴對(duì)的收集幾率相對(duì)較大 。 40 擴(kuò)散工藝及控制要點(diǎn) ?由于硅太陽(yáng)電池實(shí)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(guò)在高溫條件下利用磷源擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。 這種擴(kuò)散工藝包括兩個(gè)過(guò)程：首先是硅片表面含磷薄膜層的沉積 ， 然后是含磷薄膜層中的磷在高溫條件下往 P型硅片里的擴(kuò)散 。 41 ?在高溫?cái)U(kuò)散爐里，汽相的 POCl3（ phosph