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        新聞資訊

        太陽能光伏硅片的制作流程簡單介紹

        光伏硅片由于硅元素具有光電效應,所以在光伏領域,大多使用硅片完成太陽能到電能的轉換。由于光伏硅片相對于半導體硅片在純度和翹曲度等等方面要求較低,所以光伏硅片制造過程相對簡單。

         

        太陽能硅片的生產工藝流程分為硅片檢測--表面制絨及酸洗--擴散制結--去磷硅玻璃--等離子刻蝕及酸洗--鍍減反射膜--絲網印刷--快速燒結等。具體介紹如下:

         

        1、硅片檢測

         

        硅片質量的好壞直接決定了太陽能電池片轉換效率的高低,因此需要對來料硅片進行檢測。在進行少子壽命和電阻率檢測之前,需要先對硅片的對角線、微裂紋進行檢測,并自動剔除破損硅片。硅片檢測設備能夠自動裝片和卸片,并且能夠將不合格品放到固定位置,從而提高檢測精度和效率。

         

        2、表面制絨

         

        單晶硅絨面的制備是利用硅的各向異性腐蝕,在每平方厘米硅表面形成幾百萬個四面方錐體也即金字塔結構。制備絨面前,硅片須先進行初步表面腐蝕,用堿性或酸性腐蝕液蝕去約20~25μm,在腐蝕絨面后,進行一般的化學清洗。經過表面準備的硅片都不宜在水中久存,以防沾污,應盡快擴散制結。

         

        3、擴散制結

         

        太陽能電池需要一個大面積的PN結以實現光能到電能的轉換,而擴散爐即為制造太陽能電池PN結的專用設備。管式擴散爐主要由石英舟的上下載部分、廢氣室、爐體部分和氣柜部分等四大部分組成。擴散一般用三氯氧磷液態源作為擴散源。制造PN結是太陽電池生產基本也是關鍵的工序。因為正是PN結的形成,才使電子和空穴在流動后不再回到原處,這樣就形成了電流,用導線將電流引出,就是直流電。

         

        4、去磷硅玻璃

         

        該工藝用于太陽能電池片生產制造過程中,通過化學腐蝕法也即把硅片放在氫氟酸溶液中浸泡,使其產生化學反應生成可溶性的絡和物六氟硅酸,以去除擴散制結后在硅片表面形成的一層磷硅玻璃。氫氟酸能夠溶解二氧化硅是因為氫氟酸與二氧化硅反應生成易揮發的四氟化硅氣體。若氫氟酸過量,反應生成的四氟化硅會進一步與氫氟酸反應生成可溶性的絡和物六氟硅酸。

         

        5、等離子刻蝕

         

        由于在擴散過程中,即使采用背靠背擴散,硅片的所有表面包括邊緣都將不可避免地擴散上磷。PN結的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區域流到PN結的背面,而造成短路。因此對太陽能電池周邊的摻雜硅進行刻蝕,以去除電池邊緣的PN結。

         

        6、鍍減反射膜

         

        拋光硅表面的反射率為百分之35,為了減少表面反射,提高電池的轉換效率,需要沉積一層氮化硅減反射膜。工業生產中常采用PECVD設備制備減反射膜。PECVD即等離子增強型化學氣相沉積。

         

        7、絲網印刷

         

        太陽電池經過制絨、擴散及PECVD等工序后,已經制成PN結,可以在光照下產生電流,為了將產生的電流導出,需要在電池表面上制作正、負兩個電極。制造電極的方法很多,而絲網印刷是目前制作太陽電池電極普遍的一種生產工藝。絲網印刷是采用壓印的方式將預定的圖形印刷在基板上,該設備由電池背面銀鋁漿印刷、電池背面鋁漿印刷和電池正面銀漿印刷三部分組成。

         

        8、快速燒結

         

        經過絲網印刷后的硅片,不能直接使用,需經燒結爐快速燒結,將有機樹脂粘合劑燃燒掉,剩下幾乎純粹的、由于玻璃質作用而密合在硅片上的銀電極。燒結爐分為預燒結、燒結、降溫冷卻三個階段。預燒結階段目的是使漿料中的高分子粘合劑分解、燃燒掉,此階段溫度慢慢上升;燒結階段中燒結體內完成各種物理化學反應,形成電阻膜結構,使其具有電阻特性,該階段溫度達到峰值;降溫冷卻階段,玻璃冷卻硬化并凝固,使電阻膜結構固定地粘附于基片上。

         

         

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