晶體硅電池制作過程(編輯修改稿)
2025-05-29 08:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的 V型凹槽的深度為 50μm左右。 29 30 利用機(jī)械切割方式制造出的 V型凹槽，可以降低多晶硅電池的表面反射程度 ?完成表面粗糙織構(gòu)化之后，硅基板要利用高溫?cái)U(kuò)散來形成 PN二極管。由于一般的太陽電池是使用 P型硅片做基板，所以后續(xù)使用磷擴(kuò)散來形成 PN二極管。由于為高溫操作，對(duì)金屬離子的污染必須注意。 ?依據(jù)所使用的擴(kuò)散爐管的類型，擴(kuò)散工藝可分為： （ 1）石英爐管 （ 2）傳輸帶式爐管（ Belt furnace） 31 2 磷擴(kuò)散制作（ Phosphorous Diffusion） 32 （ 1）石英爐管 石英管擴(kuò)散爐示意圖 ?反應(yīng)歷程： ?后處理： 經(jīng)過擴(kuò)散爐處理完的硅晶片表面會(huì)產(chǎn)生一層二氧化硅，通常必須利用氫氟酸來去除表面的二氧化硅： ?特點(diǎn)： 商業(yè)擴(kuò)散爐為批式流程（ bach）。石英擴(kuò)散爐是比較干凈的方法，在爐管內(nèi)沒有其它金屬暴露在高溫下。 33 3 2 2 5 24 P O C l + 3 O = 2 P O + 6 C l2 5 22 P O + 5 S i= 2 P + 6 S iO2 2 6 2S iO + 6 H F = H S iF + 2 H O34 石英管擴(kuò)散爐實(shí)際照片 35 （ 2）傳輸帶式爐管（ Belt furnace） 傳輸帶式爐管示意圖 ?制作過程： 先將含磷的膏狀化合物（如磷酸）涂抹在硅晶片表面，待干燥后，利用傳輸帶將晶片帶入爐管內(nèi)，進(jìn)行擴(kuò)散。爐管內(nèi)的溫度可設(shè)計(jì)為幾個(gè)區(qū)域，在較低的溫度區(qū)域內(nèi)（ ~600℃ ）先將膏狀化合物的有機(jī)物燒掉，接著進(jìn)入約 950℃ 的高溫區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)散過程。 ?缺點(diǎn)： 由于外界空氣可進(jìn)到爐內(nèi)，再加上傳輸帶含有金屬成分，所以金屬污染的幾率比石英擴(kuò)散爐大。 36 擴(kuò)散裝置示意圖 37 ? 管內(nèi)氣體中雜質(zhì)源的濃度 ? 擴(kuò)散溫度 ? 擴(kuò)散時(shí)間 38 影響擴(kuò)散的因素 ? 管內(nèi)氣體中雜質(zhì)源濃度的大小決定著硅片 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(dá)到一定程度時(shí)，將對(duì) N型區(qū)域的磷濃度改變影響不大。 ? 擴(kuò)散溫度和擴(kuò)散時(shí)間對(duì)擴(kuò)散結(jié)深影響較大。 ? N型區(qū)域磷濃度和擴(kuò)散結(jié)深共同決定著方塊電阻的大小。 39 影響擴(kuò)散的因素 １．三氯氧磷（ POCl3）液態(tài)源擴(kuò)散 ２．噴涂磷酸水溶液后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散 ３．絲網(wǎng)印刷磷漿料后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散 40 太陽電池磷擴(kuò)散方法 POCl3是目前磷擴(kuò)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(diǎn) 2℃ ，沸點(diǎn) 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)。 41 POCl3 簡介 POCl3磷擴(kuò)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(yīng)式如下： ?生成的 P2O5在擴(kuò)散溫度下與硅反應(yīng)，生成二氧化硅（ SiO2）和磷原子，其反應(yīng)式如下： 5253 OP3 P C l5 P O C lC6 0 0 ??? ?? ?????? 4P5 S i O5 S iO2P 25242 ? 由上面反應(yīng)式可以看出， POCl3熱分解時(shí)，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(duì)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(huì)進(jìn)一步分解成 P2O5并放出氯氣（ Cl2）其反應(yīng)式如下： ? 生成的 P2O5又進(jìn)一步與硅作用，生成 SiO2和磷原子，由此可見，在磷擴(kuò)散時(shí)，為了促使 POCl3充分的分解和避免 PCl5對(duì)硅片表面的腐蝕作用，必須在通氮?dú)獾耐瑫r(shí)通入一定流量的氧氣 。 ????? ??? 25225 1 0 C lO2P5O4 P C l 2過 量O?在有氧氣的存在時(shí)， POCl3熱分解的反應(yīng)式為： ? POCl3分解產(chǎn)生的 P2O5淀積在硅片表面，P2O5與硅反應(yīng)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(jìn)行擴(kuò)散 。 3 2 2 5 24 5 2 6PO C l O P O C l? ? ? ?? POCl3液態(tài)源擴(kuò)散方法具有生產(chǎn)效率較高，得到 PN結(jié)均
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