【正文】 片 )→洗磷 （去磷硅玻璃 →噴淋 →甩干） →PECVD →絲網(wǎng)印刷 [絲印 1（背極） →絲印 2（背場） →絲印 3（柵極） ]→燒結 （試燒 →批量燒結） 超聲波清洗 ? 機械切片以后會在硅片表面形成 10— 40微米的損傷層，且表面有油脂、松香、石蠟、金屬離子等雜質(zhì)。 ? 工藝目的；主要是去除油脂、松香、石蠟等雜質(zhì)。 ? 工藝原理；超聲振動使油珠滾落，物理去油。 ? 條件；去離子水一定量，溫度 60— 90℃ ，時間 10— 40min。 超聲波清洗機 ? 設備要求：穩(wěn)定性 好，精確度高（溫 度、時間），操作 方便（換水方便） 。 減薄 ? 工藝目的；去除表面損傷層和部分雜質(zhì)。 ? 工藝原理；利用硅在 濃 NaOH溶液中的各向同性腐蝕除去損傷層。 ? Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ ? 工藝條件；生產(chǎn)常用 NaOH溶液質(zhì)量分數(shù)為20%左右，溫度 85177。 5℃ ，時間 — 3min 具體據(jù)原始硅片的 厚度 和表面 損傷 情況而定。 絨面 ? 目的；制作絨面，減少反射，提升硅片對光吸收效率。 ? 原理；利用 Si在稀 NaOH溶液中的各向異性腐蝕，在硅片表面形成無數(shù)個 3— 6微米的金字塔結構，這樣光照在硅片表面便會經(jīng)過多次反射和折射，增加了對光的吸收。 ? 條件；生產(chǎn)常用 NaOH質(zhì)量分數(shù) 1%左右， Na2SiO3 %— 2%，乙醇或異丙醇每次約加 200—400ml(50L混合液）。溫度 85177。 5℃ ,時間 15— 45min，具體工藝據(jù)硅片種類、減薄后厚度和上次生產(chǎn)情況而定。 ? 質(zhì)量目標：絨面后硅片表面顏色深灰無亮點、均勻、氣泡印小，無籃腳印、白花等現(xiàn)象。 400倍顯微鏡下大小符合標準，倒金字塔結構均勻。 酸洗 ? 目的；去除硅片表面金屬離子和絨面后的殘留藥液， ? 原理；主要利用的是酸堿中和反應。 ? 條件； 10%鹽酸，時間 10min 漂洗 ? 目的；去除氧化層（ SiO2）。 ? 原理； SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O ? 條件； HF溶液 8%— 10%，時間 10min。 ? 清洗工藝每個小環(huán)節(jié)之后，均需用去離子水將硅片沖洗干凈，以免殘留藥液影響倒下個小環(huán)節(jié)的正常進行。 ? 去離子水是指純水，指的是將水中的強電解質(zhì)去除并且將弱電解質(zhì)去除到一定程度的水。其電阻率越大，電導率約小則級別越高。 清洗機 ? 設備要求：穩(wěn)定性好，精確度高，密閉性能好，有抽風裝置，便于標準化生產(chǎn)，操作簡單安全。 烘干 ? 目的：烘干。 ? 原理：熱吹風（ ~75 ℃ ）去除硅片表面殘留的水。 擴散 ? 目的；形成 PN結。 ? 原理；（ POCL3液態(tài)源高溫擴散），POCL3在高溫下經(jīng)過一系列化學反應生成單質(zhì) P， P在高溫下擴散進入硅片表面，與本已經(jīng)摻 B的硅形成 PN結。 4POCl3+3O2→2P2O5+6Cl2 2P2O5+5Si→5SiO2+4P 擴散爐 ? 設備要求： ? 精確度高 可準確控制反應管 的實際工藝溫度 和氣 流量。 用于長時間連續(xù)工作、 高精度、高穩(wěn)定性、 自動控制。 48所三管擴散爐 刻蝕 ? 目的；去除 周邊短路環(huán) 。 ? 原理：在輝光放電條件下， CF4和 O2生成 等離子體 ，交替對周邊作用，使周邊電阻增大。 CF4→C4++4F O2→2O2 F+Si→SiF4 SiF4揮發(fā)性高，隨即被抽走。 工藝條件： CF4︰ O2=10︰ 1 板流： — 板壓： — 2KV 壓強： 80— 120Pa 刻蝕時間： 10— 16min 質(zhì)量目標 ?？踢呺娮璐笥?5KΩ，刻邊寬度 1— 2mm間。 刻蝕過程的主要反應 放電過程 e+CF4→CF3++F+2e e+CF4→CF3+F+e e+CF3→CF2+F+e O2+e→2O+e 腐蝕過程 Si+4F→SiF4↑ 3Si+4CF3→4C+3SiF4↑ 2C+3O→CO↑+CO2↑ 等離子體刻蝕機 ? 設備要求： 工藝重復性好， 刻蝕速度快、 均勻性好 。 密封性能好、 操作安全 洗磷 ? 目的：去除硅片表面氧化層及擴散時形成的磷硅 玻璃 (磷硅玻璃是指 P2O5與 SiO2的混合物）。 ? 原理： P2O5溶于 HF酸 SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O H2SiF6可溶于水 ? 條件： HF濃度 8％ 10％ ? 洗磷后需用去離子水將硅片沖洗干凈并甩干。 PECVD（等離子體增強化學氣相沉積） ? 目的：表面鈍化和減少光的反射，降低載流子復合速度和增加光的吸收。 ? 原理：硅烷與氨氣反應生成氮化硅淀積在硅片表面形成減反射膜。反應過程中有大量的氫離子注入，使硅片中懸掛鍵飽和，達到表面鈍化和體鈍化的目的，有效降低了載流子的復合，提高了電池的短路電流和開路電壓。 ? SiH4+NH3→Si3N4+10H2 PECVD（德）工藝步驟及條件 ? 工藝步驟：分 17步。進舟 →慢抽真空 →快抽真空 →調(diào)壓 →恒溫 →恒壓 →檢漏 →調(diào)壓→淀積 →淀積 →淀積 →抽真空稀釋尾氣 →清洗 →抽真空 →抽真空 →充氮 →退舟。 ? 條件：溫度 480℃ ，淀積壓強 200Pa，射頻功率 1800W，抽空設定壓強 ，進出舟設定 15%。 ? 質(zhì)量目標：淀積后表面顏色深藍且均勻。 管式 PECVD ? 設備要求：管內(nèi)氣氛 均勻、恒溫區(qū)溫度均勻 穩(wěn)定。氣路系統(tǒng)、工藝 管、真空系統(tǒng)密封可靠， 使用安全 。工藝穩(wěn)定性 和重復性好，精確度高， 射頻頻率穩(wěn)定。 絲網(wǎng)印刷 ? 目的；印刷電極和背場，使電流能夠輸出，提升電池轉換效率。 ? 原理：給硅片表面印刷一定圖形的銀漿或鋁漿，通過燒結后形成歐姆接觸，使電流有效輸出。 正面 電極通常印成柵線狀，是為了克服擴散層的方塊電阻且使光線有較高的透過率。 背面 電極布滿大部分或整個背面，目的是克服由于電池串聯(lián)而引起的電阻。 絲網(wǎng)印刷工藝步驟及要求 ? 工藝步驟：背極（銀漿） →烘干 →背場（鋁漿） → 烘干 →柵極（銀漿 ) →烘干。 ? 要求：背極厚度小于 20微米，烘干溫度設定 160 ℃ — 200℃ 。 ? 背場厚度 20— 35微米，具體根據(jù)片源而定。烘干溫度 160℃ — 240℃ ，具體根據(jù)漿料確定。 ? 柵極要求印刷圖案完整、清晰、均勻、對稱，無 漏漿及較大斷線。烘干溫度 160℃ — 240℃ ，具體據(jù)漿料確定。 絲網(wǎng)印刷機 印刷達標的電池片 燒結 ? 目的：形成 燒結合金 和 歐姆接觸 及 去除背結 。 ? 原理： 燒結合金是指高溫下金屬和硅形成的合金，主要有正柵的銀硅合金、背場的鋁硅合金、背電極的銀鋁合金。 燒結過程實際上是一個高溫擴散過程，是一個對硅摻雜的過程，需加熱到鋁硅共熔點（ 577℃ ）以上。經(jīng)過合金化后，隨著溫度的下降，液相中的硅將重新凝固出來，形成含有少量鋁的結晶層，它補償了 N層中的施主雜質(zhì)，從而得到以鋁為受主雜質(zhì)的 P層，達到了消除背結的目的。 燒結工藝條件 ? 燒結工藝較為靈活，設定時應考慮以下因素： ? 燒結爐的特點，如燒結溫區(qū)數(shù)目，高溫區(qū)長度，帶速設定等等。 ? 原始硅片的電阻率。 ? 絨面后硅片厚度。 ? 擴散后方塊電阻 ? 印刷背場厚度。 網(wǎng)帶式燒結爐 ? 設備要求： 網(wǎng)帶運行平穩(wěn)、 溫度均勻、可 靠性高。節(jié)能 環(huán)保，氣流穩(wěn) 定，能提供理 想燃燒環(huán)境且 及時排出廢氣。 太陽能電池的品質(zhì)要求 ? 盡可能高的轉換效率 ? 表面狀況良好（顏色均勻，圖案完整、清晰、對稱）。 ? 低損耗（硅片破損率低）。 ? 彎曲度小。 生產(chǎn)高效率電池片應具備的條件 ? 工藝 — 有優(yōu)良的工藝并且與設備匹配。 ? 設備 — 穩(wěn)定性好，維修頻率低，日損耗小精確度高，便于標準化生產(chǎn)，操作簡單安全，配套設施齊全。 ? 環(huán)境 — 凈化級別達標，避免產(chǎn)品污染。 ? 操作 — 按照 SOP操作，避免污染。 ? 原材料及輔助用料 — 用料品質(zhì)達標。 生產(chǎn)管理的需求 ? 工藝需求 — 能夠不斷優(yōu)化工藝，持續(xù)改進。 ? 品質(zhì)需求 ? 成本需求 ? 安全需求 ? 標準化生產(chǎn)的需求 ? 操作簡單方便的需求 ? 保護環(huán)境的需求。