太陽電池多晶硅錠生產(chǎn)工藝技術(shù)原理簡介-展示頁
2025-01-26 16:39本頁面
【正文】 3%， 07=70%161。 因技術(shù)成熟而快速發(fā)展，預(yù)計(jì)今后仍占主導(dǎo)地位。 太陽電池多晶硅片生產(chǎn)是直接制備大尺寸方型硅錠，設(shè)備和制造過程較簡單，低能耗，對硅原料兼容性好，有利于追求低成本和大規(guī)模生產(chǎn)。 電池工藝主要采用吸雜、鈍化、絨面、背場等技術(shù)。 多晶硅片是由大小不同取向各異的硅晶粒組成，存在的晶界、位錯(cuò)、缺陷及雜質(zhì)影響可通過工藝改善；其氧含量較低，穩(wěn)定性好。 1998年后產(chǎn)量超越單晶硅， 2023年起大于 50%。10%），從每爐錠重 12公斤到目前 400公斤以上的多晶爐。100 1976年德國 WACKER公司制造第一片大面積的多晶硅太陽電池（ 100言 錄一、引 目 八、 結(jié)晶爐結(jié)構(gòu)類型的選擇六、 熱交換法多晶爐型四、 定向凝固時(shí)硅中雜質(zhì)的分凝二、 引言太陽電池多晶硅錠生產(chǎn)工藝技術(shù)原理簡介 RENESOLA202307一、 多晶爐內(nèi)熱場與硅錠的組織結(jié)構(gòu)三、 定向凝固硅晶體生長工藝方法五、 熱交換法工藝討論七、 多晶硅片的高效率、高質(zhì)量生產(chǎn)方向161。xmm，轉(zhuǎn)換效率 多晶硅太陽能電池商業(yè)化效率在 15～ 17%范圍內(nèi)。（晶體硅電池大于 90%）161。161。161。161。161。 對結(jié)晶設(shè)備的要求：具有合理可控?zé)釄鎏岣唛L晶速度，便于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的優(yōu)化長晶過程；有效排除和降低氧位；冷卻水和氬氣流合理分布；設(shè)計(jì)模擬化；硅錠大型化161。結(jié)晶爐原創(chuàng)生產(chǎn)國：美國 GTSOLAR，德國 ALD， KR目前我國已有 45家改進(jìn)型或仿造型產(chǎn)品問世。SolidificationCrystallization)熱場：即溫度場，是溫度分布隨時(shí)間和空間的變化。熔硅在凝固結(jié)晶過程中，通過控制結(jié)晶爐內(nèi)熱場，形成可控的單向熱流 合適的溫度場是多晶硅錠形成和獲得優(yōu)質(zhì)大粒晶體的基本工藝條件。在硅熔點(diǎn)（ 1422形狀：凹、凸和平坦型。 固 液界面的微觀結(jié)構(gòu)和移動過程決定了晶體的生長機(jī)制。溫度梯度：爐內(nèi)等溫線上任一點(diǎn)上的法線，是指向溫度升高方向的矢量。q是溫度、壓力、晶向的函數(shù)）定向凝固柱狀晶生長示意圖熱流方向側(cè) 向無溫度梯度不散 熱晶體生長方向固 液界面高溫區(qū)低溫區(qū)定向凝固：張晶要求液 固界面處的溫度梯度大于 0，橫向則要求盡可能小的溫度梯度；溫度梯度和熱流保持在垂直方向上；固 液界面保持平坦型，從而形成定向生長的柱狀晶。硅結(jié)晶的特點(diǎn)：與一般純金屬不同，硅的不同晶面自由能不相同，表面自由能最低的晶面會優(yōu)先生長，特別是由于雜質(zhì)的存在，晶面吸附雜質(zhì)改變了表面自由能，所以多晶硅柱狀晶生長方向基本垂直，但常伴有分枝晶。是綜合控制晶體生長速度和質(zhì)量的最重要工藝數(shù)據(jù)。長晶過程：開始溫度梯度大，快速凝固導(dǎo)致小晶粒和斷續(xù)平行結(jié)構(gòu)；溫度波：加熱功率或冷卻水溫、流量的起伏變動，引起溫度變動，以有限速率穿透熔硅向固 液界面?zhèn)鞑?。多晶硅錠的柱狀晶（帶分枝晶）結(jié)構(gòu)三、定向凝固時(shí)硅中雜質(zhì)的分凝多晶硅錠的結(jié)晶生長是硅的排雜提純過程，這是基于雜質(zhì)在硅的固 液相中有不同的溶解度（濃度）。含微量雜質(zhì)的硅熔液的凝固結(jié)晶過程示意161。 固相線和液相線，固相區(qū) 液相區(qū) 固液相共存區(qū)161。在固 液界面處固相中的成分與在液相中的成分比為一定值，可表達(dá)為平衡分配系數(shù)（分凝系數(shù)）：=其中， 液固界面處液相側(cè)溶質(zhì)濃度液固界面處固相側(cè)溶質(zhì)濃度161。與溫度、濃度無關(guān)，僅決定于溶質(zhì)和溶劑的性質(zhì)161。161。Ko0,C*SC*L161。 最早結(jié)晶的固溶體含雜質(zhì)量最低，隨雜質(zhì)在液相中的富集，最后結(jié)晶的雜質(zhì)濃度最高。 在固 液相邊界層（溶質(zhì)富集層）內(nèi)雜質(zhì)的濃度最高，不斷向溶液內(nèi)擴(kuò)散，濃度的分布見下圖左側(cè)圖161。 有效分配系數(shù)：’Ko[+Ko)(] 式中 : K’ Ko v晶體生長速度 δ邊界層厚度（固液界面的擴(kuò)散層），范圍在 cm擴(kuò)散系數(shù) K值應(yīng)在 1v趨近于 ∞， K’趨近于 1時(shí)，無提純作用固液界面處的擴(kuò)散邊界層 雜質(zhì)在硅中的分凝系數(shù)雜質(zhì)元素和缺陷沿硅錠高度的分布423151 少子壽命分布2 金屬元素（ Fe）分布3 缺陷（沉淀、位錯(cuò)）應(yīng)力分布4 氧分布5 碳分布晶體生長的界面穩(wěn)定性161。 過冷區(qū)：在邊界層，熔體凝固點(diǎn)因溶質(zhì)濃度增加而降低161。 晶粒大小：正比于 /Gv 對流抑制過冷層161。–mm/min161。 考慮實(shí)際長晶過程：? 熱量和質(zhì)量的混合傳輸同時(shí)發(fā)生? 流體的動量傳輸? 液體的粘稠力、浮力? 重力? 氣流影響161。 量綱分析161。 界面穩(wěn)定性金屬雜質(zhì)含量沿硅錠生長方向分布圖四、定向凝固硅晶體生長工藝方法按照不同的加熱傳熱和結(jié)晶面控制的原理，多晶硅錠
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