单晶硅电池的扩散原理与因素
多晶与单晶扩散比较
多晶与单晶扩散⽐较多晶硅与单晶硅的扩散⽐较⼀、多晶硅太阳电池与单晶硅太阳电池的⽐较1954年，美国贝尔实验室研制成功第⼀块单晶硅太阳电池，开创了⼈类太阳能的新纪元。
1998年世界范围内多晶硅太阳电池产量79.9MW，⾸次超过了单晶硅太阳电池产量(75MW)，⽽且连续三年持续增长，⾄2001年多晶硅太阳电池的市场份额已达52%，远远超过单晶硅太阳电池35%的市场份额。
⽬前世界上单晶硅太阳电池的最⾼转化效率早就达到24.7% ，⾼于2004年由德国⼈制造的20.3%的多晶硅太阳电池最⾼效率。
⽣产线上单晶硅太阳电池的效率⾼于多晶硅太阳电池效率约1个百分点。
多晶硅太阳电池与单晶硅太阳电池相⽐有如下特点：(1)⽐起单晶硅，多晶硅硅⽚更适合⽤纯度相对较低的原材料，且有更⼤的装填量，⽬前常见的多晶硅锭达到250~270千克。
(2)多晶硅太阳电池是标准正⽅形，与准⽅形的单晶硅太阳电池相⽐多晶硅太阳电池在组件封装有更⾼的占空⽐。
(3)制备多晶硅晶锭⽐制备单晶硅晶锭耗费更少的能量，相同时间内可冷凝更多的多晶硅晶锭，⽣产效率更⾼。
(4)多晶硅和单晶硅太阳电池内在品质和在同⼀环境下的使⽤寿命相同。
(5)单晶硅太阳电池较易实现薄⽚制备，⽽多晶硅太阳电池则较难实现薄⽚制备。
单晶硅与多晶硅太阳电池各有优缺点，⽬前两种电池都在并⾏发展。
多晶硅⽚是由很多不同的单晶硅组成，各单晶晶粒晶向不同，形状也不规则。
同⼀晶粒内部原⼦排列呈周期性和有序性多晶硅与单晶硅的主要区别是不同晶向的晶粒间存在晶界。
晶粒间结构复杂，硅原⼦⽆序排列，可能存在深能级缺陷的杂质⼀⽅⾯，界⾯耗尽了晶界附近的载流⼦形成具有⼀定宽度的耗尽层和势垒；另⼀⽅⾯，作为复合中⼼浮获电⼦和空⽳。
晶界势垒阻碍载流⼦的传输，增⼤了串联电阻；晶界的复合损失减低了收集率，增加了暗电流；对填充因⼦不利，对开路电压和短路电流也不利。
还有，晶粒晶界内存在相对较多的杂质，形成漏电电流降低电池的并联电阻。
扩散工艺及控制要点
扩散工艺及控制要点1.由于硅太阳能电池实际生产中均采用P型硅片，因此需要形成N型层才能得到PN结，这通常是通过在高温条件下利用磷源扩散来实现的。
这种扩散工艺包括两个过程：首先是硅片表面含磷薄膜层的沉积，然后是在含磷薄膜中的磷在高温条件下往P型硅里的扩散。
2.在高温扩散炉里，汽相的POCL3（phosphorus oxychloride）或PB r3(phosphorus tribromide)首先在表面形成P2O5（phosphorus pentoxide）;然后，其中的磷在高温作用下往硅片里扩散。
3.扩散过程结束后，通常利用“四探针法”对其方块电阻进行测量以确定扩散到硅片里的磷的总量，对于丝网印刷太阳电池来说，方块电阻一般控制在40-50欧姆。
4.发射结扩散通常被认为是太阳电池制作的关键的工艺步骤。
扩散太浓，会导致短路电流降低（特别是短波长光谱效应很差，当扩散过深时，该效应还会加剧）；扩散不足，会导致横向传输电阻过大，同样还会引起金属化时硅材料与丝网印刷电结之间的欧姆接触效果。
5.导致少数载流子寿命低的原因还包括扩散源的纯度、扩散炉的清洁程度、进炉之前硅片的清洁程度甚至是在热扩散过程中硅片的应力等。
6.扩散结的质量同样依赖于扩散工艺参数，如扩散的最高温度、处于最高温度的时间、升降温的快慢（直接影响硅片上的温度梯度所导致的应力和缺陷）。
当然，大量的研究表明，对于具有600mv左右开路电压的丝网印刷太阳电池，这种应力不会造成负面影响，实际上有利于多晶情况时的吸杂过程。
7.发射结扩散的质量对太阳能电池电学性能的影响反映在串联电阻从而在填充因子上：（1）光生载流子在扩散形成的N-型发射区是多数载流子，在这些电子被金属电极收集之前需要经过横向传输，传输过程中的损失依赖于N-型发射区的横向电阻；（2）正面丝网印刷金属电极与N-型发射区的电接触，为了避免形成SCHOTTKY势垒或其它接触电阻效应而得到良好的欧姆接触，要求N-型发射区的搀杂浓度要高。
晶硅光伏电池工作原理
太阳能电池发电原理：太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。
能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。
它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。
P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。
当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。
这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。
晶体硅太阳能电池的制作过程：“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。
自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。
20世纪末，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。
生产过程大致可分为五个步骤：a、提纯过程 b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程。
太阳能电池的应用：上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。
如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。
欧美等先进国家将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。
太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势一、太阳电池及光伏发电原理早在1839年，法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。
这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。
1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
项目一 晶体硅太阳电池制造工艺
（6）绒面形成最终取决于两个因素： 腐蚀速率
及各向异性。
三、单晶硅片的制绒
（四）影响单晶制绒的因素
2、腐蚀速率快慢影响因子 （1）腐蚀液流至被腐蚀物表面的移动速率； （2）腐蚀液与被腐蚀物表面产生化学反应的反应 速率；
四、扩散制结工艺过程
2、饱和
每班生产前，需对石英管进行饱和。炉温 升至设定温度时，以设定流量通小N2（携源） 和O2，使石英管饱和。20分钟后，关闭小N2和 O2。初次扩散前或停产一段时间以后恢复生产
时，需使石英管在950oC通源饱和1小时以上。
四、扩散制结工艺过程
3、装片
戴好防护口罩和干
净的塑料手套，将清洗甩 干的硅片从传递窗口取出， 放在洁净台上。用吸笔依 次将硅片从硅片盒中取出，
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O （易挥发的四氟化硅气体 ） SiF4+2HF=H2SiF6（可溶、易挥发）
四、多晶硅片的制绒
（三）多晶制绒的工艺流程
2、四号碱洗槽 酸腐蚀易在多晶硅表面形成一层彩色均匀的 多孔硅膜。这个多孔硅膜具有极低的反射系数， 但是，它不利于P-N结的形成和印刷电极，利用
关源，退舟
石英管
硅片
排气口 电炉
卸片
三氯氧磷
送片
N2 O2
方块电阻测量
扩散炉的简易结构
四、扩散制结工艺过程
1、清洗 所做清洗用的化学品为C2H2Cl3 ，熟称TCA，初次
扩散前，扩散炉石英管首先连接TCA装置，当炉温
升至设定温度，以设定流量通TCA60分钟清洗石英 管。清洗开始时，先开O2，再开TCA；清洗结束后， 先关TCA，再关O2。清洗结束后，将石英管连接扩 散源瓶，待扩散
！请教：关于单多晶扩散以及不同电阻率硅片的扩散问题
！请教：关于单多晶扩散以及不同电阻率硅片的扩散问题
请教：关于单/多晶扩散以及不同电阻率硅片的扩散问题huafei920 发表于: 2010-11-25 11:34 来源: 半导体技术天地
大家好：
这几天在看一些关于扩散的文献，碰到一些问题，一直没有想明白，特来向大伙寻求帮助！
1、关于单晶和多晶的扩散：资料说是在低温扩散情况下（其它扩散参数相同），多晶硅片扩散后方阻高于单晶硅片；而在高温扩散条件下多晶硅片扩散后方阻低于单晶硅片，这是为什么？
2、关于不同电阻率单晶硅片的扩散：为什么扩散后的方阻随着电阻率的增加而增加呢？理论上来讲，高阻片掺杂少，同样的扩散条件进入硅片体内的杂质量应该相同，反型所消耗的杂质也少，高电阻率硅片的方阻应该偏低才是？
3、关于不同电阻率硅片的电池片效率：为什么高阻片的效率会比低阻片效率低？而且随着方阻的增加，效率差异在减小呢？高阻片和低阻片的效率差异主要体现在哪些参数上？
希望大家多发表发表意见！
单晶硅和多晶硅扩散比较-2.JPG
不同电阻率单晶硅片扩散后方阻比较.JPG
不同电阻率，不同方阻，不同烧结条件后效率比较.JPG。
单晶硅太阳能电池工作原理
单晶硅太阳能电池工作原理
太阳能电池是将太阳能转化成电能的一种装置，它的工作原理是光电效应。
单晶硅太
阳能电池是太阳能电池中普遍使用的一种类型，其主要材料为硅元素。
单晶硅太阳能电池的结构由多个硅片组成，硅片内部由多个PN结叠加而成。
当阳光照射到硅片表面时，光子在硅片内部被吸收并激发出电子，电子离开原子成为自由电子，同
时在原子内部也产生空穴，形成空穴电子对。
由于PN结的存在，空穴和自由电子会被分离，并在不同的电极上聚集起来，形成电势差，这就是太阳能电池产生电能的原理。
通常情况下，单片硅太阳能电池可以产生0.5-0.6伏特电压，这并不足够满足需要，
因此多个单片硅太阳能电池需要串联或并联连接成为太阳能电池阵列，以增加输出电压和
电流。
其中，串联电池的电压可以得到有效提升，但当前会受影响的最小电压（如某些条
件下的阴天、晚上等）不能低于一定值，否则电池不能正常工作；并联电池的电流可以得
到有效提升，但也将增大功耗。
太阳能电池是一种形成直流电的装置，不适合直接供电交流用电设备，所以需要通过
逆变器将其转换为交流电。
经过逆变器转换后的电能可以直接供应到家庭用电设备中，或
者输出到电网上，以供其他用户使用。
由于太阳能电池具有环保、可再生、安全可靠等优点，近年来受到越来越多的关注和
广泛应用。
尽管单晶硅太阳能电池的制造成本较高，而且在阴天或晚上的时候无法产生电能，但其稳定性和高效性依旧受到认可，并且被广泛用于太阳能发电系统、太阳能电灯及
其他太阳能设备中。
电池片扩散原理
电池片扩散原理一、引言电池片是太阳能光伏发电系统中的核心组件，其转化太阳能为电能的效率直接影响着太阳能发电系统的性能和经济性。
而电池片的扩散过程是影响其性能的重要环节之一。
本文将着重介绍电池片扩散原理及其对电池片性能的影响。
二、电池片扩散原理电池片扩散是指通过在单晶硅或多晶硅片上进行高温热处理，使掺杂物在硅片中自由扩散，并形成p-n结构的过程。
其中，p型掺杂物和n型掺杂物的扩散过程是分开进行的。
1. p型掺杂物扩散在p型掺杂物的扩散过程中，通常使用的掺杂物是硼(B)。
首先，将硅片表面涂覆一层硼化物(B2H6)源液，然后在高温(约800℃)下进行热处理。
在这个过程中，硼化物中的硼原子会渗透到硅片中，取代部分硅原子的位置，形成p型掺杂层。
这样，p型掺杂层和未掺杂的硅片之间就形成了p-n结构。
2. n型掺杂物扩散在n型掺杂物的扩散过程中，常用的掺杂物是磷(P)。
类似于p型掺杂，首先在硅片表面涂覆一层磷化物(PH3)源液，然后在高温下进行热处理。
在这个过程中，磷化物中的磷原子会渗透到硅片中，形成n型掺杂层。
与p型掺杂类似，n型掺杂层和未掺杂的硅片之间也形成了p-n结构。
三、电池片性能影响电池片的扩散过程直接影响着其性能和效率。
1. 光吸收能力电池片的p-n结构在光照下会产生光生电子和空穴对，从而形成电流。
扩散过程中形成的p-n结构可以提高光子在电池片中的吸收率，提高光生电荷对的产生率，进而提高电池片的光电转换效率。
2. 导电性能扩散过程中形成的p-n结构不仅影响光吸收能力，还对电池片的导电性能有着重要影响。
p型掺杂层和n型掺杂层之间的p-n结构形成了一个电势差，使电流能够顺利传导。
同时，掺杂物的浓度和扩散深度也会影响电池片的电导率，进而影响电池片的输出功率。
3. 电池片效率电池片的扩散过程还影响着其效率。
扩散过程中，掺杂物的扩散深度和浓度决定了p-n结构的形成情况，进而影响着电池片的效率。
过浓或过深的掺杂会导致电池片吸收光子的能力降低，从而降低光电转换效率。
光伏扩散工艺原理
光伏扩散工艺原理1. 引言光伏扩散工艺是太阳能电池制造过程中的一项重要工艺，用于在半导体材料中形成pn结。
通过光伏扩散工艺，可以将半导体材料中的杂质掺入到特定的区域，形成p 型或n型区域，从而形成pn结，实现太阳能电池的正负极。
本文将详细解释光伏扩散工艺的基本原理，包括扩散过程、扩散深度的控制以及扩散温度的选择等内容。
2. 光伏扩散工艺的基本原理光伏扩散工艺的基本原理是通过高温和杂质浓度梯度的作用，将杂质掺入到半导体材料中，形成pn结。
具体来说，光伏扩散工艺包括以下几个步骤：2.1 清洗在光伏扩散工艺开始之前，需要对半导体材料进行清洗，以去除表面的杂质和污染物。
常用的清洗方法包括超声波清洗、化学清洗和离子清洗等。
2.2 涂覆杂质源在清洗完毕后，需要将杂质源涂覆在半导体材料的表面。
杂质源一般是一种含有所需杂质的化合物，如硼酸或磷酸等。
涂覆杂质源的方法包括喷涂、旋涂和浸涂等。
2.3 扩散过程涂覆完杂质源后，将半导体材料放入高温炉中进行扩散。
在高温下，杂质源中的杂质会从表面扩散到半导体材料内部。
扩散的过程受到温度、时间和扩散源浓度的影响。
2.4 扩散深度的控制扩散深度是指杂质从表面扩散到半导体材料内部的深度。
扩散深度的控制是光伏扩散工艺中的关键环节，它决定了pn结的形成和太阳能电池的性能。
扩散深度可以通过调节扩散温度、时间和杂质源浓度来控制。
2.5 扩散温度的选择扩散温度是光伏扩散工艺中的重要参数，它直接影响扩散速率和扩散深度。
一般来说，扩散温度越高，扩散速率越快，扩散深度也越大。
但是，过高的扩散温度可能会导致杂质的过度扩散，影响太阳能电池的性能。
因此，选择合适的扩散温度是光伏扩散工艺中的关键问题。
3. 光伏扩散工艺的应用光伏扩散工艺是太阳能电池制造过程中的关键工艺之一，它对太阳能电池的性能有着重要影响。
通过光伏扩散工艺，可以实现以下几个方面的优化：3.1 提高太阳能电池的转换效率太阳能电池的转换效率是衡量其性能优劣的重要指标。
晶硅电池扩散工艺报告
晶硅电池扩散工艺报告晶硅电池是一种常用的太阳能电池，其效率高、重金属污染较少等特点使其成为光伏产业的主流。
而晶硅电池的制备过程中的扩散工艺起着至关重要的作用。
以下是一份关于晶硅电池扩散工艺的报告。
一、扩散工艺的定义和作用扩散工艺是晶硅电池制备过程中的一个重要环节，其主要目的是将P 型硅片（或补偿掺杂后的N型硅片）与N型硅片相互扩散，形成P-N结。
实现P-N结的形成后，光照下会形成电场，引导电子从N型区域向P型区域运动，产生电流，从而实现了光电转换。
扩散工艺需要掌握的主要参数有：扩散温度、扩散时间、扩散源中的掺杂浓度和扩散过程中的气氛等。
这些参数的优化和合理控制，会直接影响晶硅电池的光电转换效率和性能。
二、扩散工艺的步骤和措施1.硅片清洗：清洗硅片的目的是去除表面的杂质、油污和氧化物等，以保证扩散剂能均匀地附着在硅片表面。
常见的清洗方法包括酸洗、碱洗和水浸等。
2.扩散源涂布：将含有扩散源（主要是掺杂浓度较高的硼化硅胶体溶液）的液体均匀地涂布在硅片表面，确保扩散源能均匀地分布在整个硅片上。
3.预扩散：将涂布了扩散源的硅片放入预热炉中，在较低的温度下进行预热，以去除一部分溶液中的溶剂和水分，使扩散源更好地附着在硅片上。
4.正式扩散：将经过预热的硅片放入扩散炉中，进行正式的扩散过程。
扩散过程中，扩散炉中的温度和气氛会影响掺杂剂在硅片中的扩散深度和浓度分布，需要经过不断的实验和参数调整才能得到最佳的结果。
5.后处理：扩散完成后，需要对硅片进行清洗、退火和光学涂层等处理，以提高电池的效率和稳定性。
三、扩散工艺的技术挑战和解决方案1.掺杂浓度控制：掺杂剂的浓度直接影响着晶硅电池的电性能。
常用的掺杂剂有硼、磷等，需要通过精确的配比和扩散工艺控制，才能实现理想的掺杂浓度。
2.温度均匀性：扩散炉中的温度均匀性对扩散工艺的影响很大。
不均匀的温度分布会导致掺杂剂在硅片上的分布不均匀，影响电池的性能。
通过合理设计加热元件和控温系统，可以提高温度的均匀性。
单晶硅片的掺杂技术研究
单晶硅片的掺杂技术研究概述单晶硅（monocrystalline silicon）是一种高纯度的硅材料，在现代电子工业中被广泛应用于太阳能电池、集成电路等领域。
掺杂技术是制备单晶硅材料中的重要一步，通过在单晶硅中引入少量的杂质，可以改变其电学性质，从而实现对器件性能的控制与优化。
本文将对单晶硅片的掺杂技术进行研究与探讨，介绍主要的掺杂方法和工艺流程，并探讨掺杂过程中的关键问题和挑战。
1. 掺杂方法单晶硅的掺杂方法主要包括扩散法、化学气相沉积法（CVD法）、离子注入法和激光注入法等。
1.1 扩散法扩散法是目前最常用的单晶硅片掺杂方法，其原理是将固态掺杂剂（如硼、磷等）与单晶硅片接触，通过高温处理使杂质扩散进入硅晶体中。
在具体操作过程中，通常会在硅片表面形成一层二氧化硅保护膜，然后在掺杂剂的加热源下，将硅片与掺杂源一起置于高温炉中进行热处理。
掺杂剂通过硅片表面的二氧化硅保护膜扩散到硅晶体中，形成所需的掺杂浓度梯度。
扩散法的优点是掺杂剂扩散均匀，且适用于大规模生产，但其局限性在于无法实现高浓度的掺杂。
1.2 化学气相沉积法（CVD法）化学气相沉积法是一种通过气相反应将掺杂材料沉积到单晶硅片表面的方法。
该方法适用于对单晶硅上进行极细微观的掺杂，通常采用的掺杂气体有源气体（如氯化硼气体）和载气（如氢气）。
通过恰当的温度和气体浓度控制，可以实现对硅片表面的精确控制掺杂。
CVD法的优点在于可实现高浓度均匀掺杂，并且适用于复杂的结构和形状，但其成本较高，掺杂速度较慢。
1.3 离子注入法离子注入法是一种通过加速器将掺杂离子注入单晶硅片表面的方法。
离子注入法通常采用加速器将掺杂离子加速到高速，并将离子束引入硅片表面。
离子注入法可以实现高浓度的掺杂，并且对材料的损伤较小，但长时间的注入会导致表面的损伤增加，还需要进一步的退火或活化过程。
1.4 激光注入法激光注入法是使用高能激光将掺杂材料直接注入单晶硅片表面的方法。
该方法可以实现非常精确的掺杂，但其成本较高，需要专门的设备。
晶体硅太阳能电池结构及原理 ppt课件
3.1.2 结晶硅太阳能电池的结构
• PN结结构
N+/P结的作用是形成一个最简单的半导体器件。在光照条件下，电 子/空穴的形成与移动与该N+/P结的特性有极大关系。
N+与P层的掺杂量是很重要的器件设计参数，因为 ① N+与P层的掺杂量会决定耗尽层的大小及其电场强度 ② 若N+与P层的掺杂量小，则表面再结合速率可以减小，但与电极的接
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3.1.1 结晶硅太阳能电池的种类
单晶硅太阳能电池特点： ① 完整的结晶，易得到高效率 ② 不容易产生光致衰退 ③ 发电特性稳定，约有20年的耐久性 ④ 硅原料丰富 ⑤ 承受应力强
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3.1.1 结晶硅太阳能电池的种类
• 多晶硅太阳能电池
• 多晶硅太阳能电池的效率为13～ 16%，是目前市场上最主流的产 品
在上表面，光照面的电极多由数条主要的主栅所组成。设计电极有 两个考虑是互相冲突的：
① 为了让移动至表面的电子/空穴容易到达 电极端，以减少电子/空穴在表面再复合的 几率，理论上电极面积需较大
② 为了避免典型金属电极阻挡光的入射并造成 光的反射，电极所占面积应越小越好
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3.1.2 结晶硅太阳能电池的结构
首先要对粮食有明确的定位对其特点加以新的诠释49341高效率单晶硅太阳能电池20世纪90年代后新南威尔士大学持续对钝化反射极背部局部扩散太阳能电池进行了一下的研究和改良氢原子钝化以避免移动载流子在硅表面边界复合采用铝与二氧化硅中的氢原子进行370度的热退火处理改变线宽以提供低的遮光比例也减少了接触所造成的复合情形并且提供高的开路电压使用pbr3进行射极端的扩散以减少侧面电阻当今国内外粮食安全形势发生了新变化必须重新认识粮食安全问题
• 电极图形设计：设计原则是使电池的输出最大。要兼顾两个方面： 使电池的串联电阻尽可能小，电池的光照作用面积尽可能大。
单晶硅工作原理
单晶硅工作原理
单晶硅是一种半导体材料，被广泛应用于太阳能电池等光电器件中。
其工作原理主要涉及以下几个方面：
1. 光电效应：单晶硅的基本工作原理是利用光电效应将光能转化为电能。
当光线照射到单晶硅上时，光子会撞击硅晶体中的原子，使得部分电子从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。
电子会沿着外电路流动，形成电流。
2. pn结：为了提高太阳能电池的效率，单晶硅常常与含有两种不同掺杂的硅晶体组成的pn结相结合。
其中，p区域富含电子，n区域富含空穴。
在电场的作用下，电子和空穴会发生扩散，从而达到空间电荷层的平衡。
3. 光吸收：当光线照射到太阳能电池上时，其中的光子能量会被吸收，使得能级的电子跃迁到导带，形成电流。
单晶硅具有较高的吸收系数，可以吸收较大范围内的光谱，使得太阳能电池对光的利用率较高。
4. 结构设计：为了提高太阳能电池的效率，单晶硅的结构设计非常重要。
常见的太阳能电池结构包括正方形棒型结构、薄膜结构等。
这些结构可以提高太阳光的吸收和电子收集效率。
综上所述，单晶硅太阳能电池的工作原理基于光电效应，利用光的能量将光子转化为电子，进而产生电流。
通过结构设计和pn结的应用，可以提高太阳能电池的效率。
毕业设计(论文)晶体硅太阳能电池的扩散工艺研究
晶体硅太阳能电池的扩散工艺研究摘要近年来，太阳能电池的技术已经取得了很大的进展，很可能成为未来主要电力来源之一，因此研究太阳能电池尤其其光电转化效率有极其重要的意义。
扩散制作p-n结是晶体硅太阳电池的核心，是电池质量好坏的关键之一。
本文所研究的主要问题是低成本晶体硅太阳电池在工业化生产中的扩散制作p-n结工艺。
太阳电池制作中的工艺优化也是非常重要的。
对于扩散工序而言，确保高效电池的高产能面临的最大问题在于如何保障扩散的均匀性，优化扩散的均匀性主要采取温区补偿技术。
论文针对影响扩散均匀性的因素多且关联复杂等特点，重点对难于控制的气氛场因素进行系统实验研究，在气体流量、均流设计、炉内温度等方面提出了较好的优化实验方法，通过将实验方法应用于工业生产，扩散均匀性得到了非常好的控制。
从扩散均匀性对太阳电池电性能的影响角度，本论文通过实验分析了电池表面不同扩散均匀性对填充因子FF、并联电阻Rsh、串联电阻Rs、开路电压Uoc和转换效率Eff的影响。
验证了通过改善扩散工艺提高太阳能电池的转换效率具有广阔的发展前景。
关键词：晶体硅太阳能电池，扩散工艺，均匀性，转换效率The Diffudion Technology of Crystalline Silicon Solar CellABSTRACTSolar cell technology has made great progress, it might be called the main power source of the future, the study of solar cells in particular, the photoelectric conversion efficiency is extremely important.Diffusion mading p-n junction is the core of crystalline silicon solar cells, and is one of the key to the good and bad quality of the battery. The main problem of this paper is the low-cost industrial production of crystalline silicon solar c ells in the production of p-n junction in the diffusion process.Optimization of solar cell production process is also very important. For the diffusion process, the biggest problem to ensure high efficient battery capacity is how to protect the spread of uniformity, optimization of the uniformity of spread mainly take the temperature compensation technology.In this paper,experiment methods are adopted for optimizing diffusion uniform by analyzing diffusion air-flowing environment．the air-flowing environment，which is comprised of quartz boat,quartz block,SiC paddle etc,is controlled difficultly．good experimental method of optimization is proposed in gas flow, current design, the furnace temperature and other aspects , by experimental methods appling to industrial production, the proliferation of uniformity has been very good control.From the proliferation of uniformity on the electrical properties of solar angle, this paper experimentally analyzed the proliferation of different cell surface uniformity in the fill factor FF, shunt resistance Rsh, series resistance Rs, the open circuit voltage Uoc and conversion efficiency of Eff . Proved that by improving the diffusion process to improve the conversion efficiency of solar cells has broad prospects for development.KEY WORDS: crystalline silicon solar cells,diffusion technology, uniformity, efficiency目录第一章绪论 0§1.1太阳能电池的应用领域 0§1.2 我国光伏产业发展的状态及趋势 (1)§1.2.1我国光伏产业的现状 (1)§1.2.2 光伏产业发展中的瓶颈与危机 (2)§1.3 本论文研究内容与研究意义 (2)第二章太阳能电池的制造工艺及工作原理 (4)§2.1常规晶体硅太阳电池结构 (4)§2.2 晶体硅太阳能电池生产工艺 (4)§2.2.1 制绒 (5)§2.2.2 扩散制p-n结 (5)§2.2.3去除边缘p-n结和去磷硅玻璃 (6)§2.2.4 镀膜 (6)§2.2.5 丝网印刷电极 (7)§2.2.6 烧结 (7)§2.3 硅PN结太阳电池的基本工作原理 (8)§2.3.1光生伏特效应 (8)§2.3.2 I-V特性 (9)第三章扩散制作P-N结 (13)§3.1 扩散的基本原理 (13)§3.1.1 扩散的基本知识 (13)§3.1.2 液态源磷扩散原理 (14)§3.2 液态源扩散设备 (15)§3.2.1设备的主要性能指标 (15)§3.2.2设备主要构成 (16)§3.3 扩散参数 (17)§3.3扩散方法和工艺条件的选择 (19)§3.4 扩散质量的检验 (20)§3.4.1表面质量检验 (20)§3.4.2 方块电阻的检验 (20)第四章晶体硅太阳电池的扩散工艺实验与研究 (22)§4.1工艺气体流量对炉内温度的影响 (23)§4.2废气排放位置对炉口均匀性的影响 (24)§4.3 排风量大小对炉口均匀性的影响 (25)§4.4均流板分流设计对扩散片内片间均匀性的影响 (25)§4.5 扩散片内片间均匀性调节实验 (26)§4.5.1 扩散炉温对方阻阻值的影响 (28)§4.5.2调整扩散炉温改善片间扩散的均匀性 (29)§4.6 扩散均匀性对太阳能电池性能的影响 (31)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第一章绪论1954年出现了现在的硅太阳能电池的第一代产品。
晶体硅扩散工艺研究
晶体硅扩散工艺研究摘要：本文主要介绍利用POCl 3液态源法对单晶体硅片进行扩散，扩散后测其方块电阻以及结深。
假设硅片的结深已经确定的情况下，研究扩散温度和扩散时间之间的关系，以便找到扩散工艺中最合适的扩散温度、时间，在不影响硅片质量的前提下，缩短扩散时间。
关键词：热扩散系数；恒量源扩散；结深；饱和值1 引言随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加，以石油、天然气和煤炭等为主的化石能源正逐步消耗，能源危机成为世界各国共同面临的课题。
与此同时，化石能源造成的环境污染和生态失衡等一系列问题也成为制约社会经济发展甚至威胁人类生存的严重障碍。
新能源应用正成为全球的热点。
太阳能资源是最丰富的可再生能源之一，它分布广泛，可再生，不污染环境，是国际上公认的理想替代能源。
而晶体硅太阳电池在太阳电池市场中占有重要部分，P-N 结是硅太阳电池的核心部分，没有P-N 结，便不能将光转换为电，也就不能成为太阳电池[1]。
因此，P-N 结的制造是最重要的工序。
通过对扩散原理和理论的学习，对太阳电池相关理论和制备工艺的了解，硅片的扩散可以了解p-n 结的制造过程中的各种参数。
扩散时的温度和时间是控制电池结深的主要参数，测定扩散深度可以判定扩散温度及时间是否适当。
表面薄层电阻是表征杂质总量的一个参数，由此可以判定扩散源的浓度和匹配是否适当。
因此，要想做出一块表面均匀的硅片，就需要控制扩散的温度、时间、等参数。
对扩散条件的研究控制可以获得较好的扩散均匀性，得到较好的P-N 结，对太阳电池制备后续工业控制和获得较好太阳电池的性能都具有重要的研究意义及应用价值。
2 扩散的原理扩散是物质分子或原子热运动引起的一种自然现象。
粒子浓度差别的存在是产生扩散运动的必要条件。
对于太阳电池的扩散工艺而言，由于扩散形成的P-N 结平行于硅片表面，而且扩散深度很浅，因此可以近似认为扩散仅仅沿着垂直于硅片表面而进入体内的方向（x 方向）进行。
扩散方程为：22),(),(x t x N D t t x N ∂∂=∂∂ （1－1） 式中t 为扩散的时间，),(t x N 硅片中t 时刻，位置处的杂质浓度，扩散系数D 是表征扩散速度的物理常数，随着固体温度上升而变大，同时还要受到杂质浓度、晶体结构等因素的影响。
单晶硅电池发电原理
单晶硅电池发电原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊单晶硅电池发电原理这神奇的玩意儿。
你说这单晶硅电池啊，就像是一个勤劳的小蜜蜂，不停地为我们工作着。
单晶硅，那可是从沙子里提炼出来的宝贝呢！就好像我们从普通的生活中发现了不起的东西一样。
想象一下，阳光就像无数个小金球，纷纷扬扬地洒下来。
单晶硅呢，就特别喜欢这些小金球。
当阳光照到单晶硅上的时候呀，单晶硅里面的那些小粒子就开始活跃起来啦，就跟我们看到喜欢的东西会兴奋一样。
这些小粒子被阳光一激发，就开始产生电流啦！这电流就顺着电路跑啊跑，跑到我们需要电的地方，给我们带来光明和便利。
这不是很神奇吗？单晶硅就像一个魔法盒子，把阳光变成了电。
而且啊，它还特别耐用，只要有阳光，它就能一直工作，多棒啊！
咱再打个比方，单晶硅电池就像是一个不知疲倦的运动员，一直在赛场上奔跑，为我们赢得胜利。
它默默地工作着，不喊苦不喊累，就为了给我们提供稳定的电力。
你说这世界多奇妙啊，就这么一个小小的单晶硅，就能有这么大的本事。
那我们人类是不是也应该像单晶硅电池一样，发挥自己的潜力，为这个世界做出更多的贡献呢？
所以啊，单晶硅电池发电原理虽然听起来有点复杂，但其实就像是生活中的一个小惊喜，只要我们去了解它，就能发现它的美妙之处。
它让我们感受到科技的力量，也让我们对未来充满了希望。
让我们一起好好珍惜和利用这神奇的单晶硅电池吧，让它为我们的生活带来更多的美好！。
单晶硅锭生长中的晶界扩散和杂质迁移机制研究
单晶硅锭生长中的晶界扩散和杂质迁移机制研究随着科学技术的不断发展，单晶硅锭广泛应用于制造集成电路和太阳能电池等领域。
然而，在单晶硅锭的生长过程中，晶粒的质量对最终产品的性能起着至关重要的作用。
晶界扩散和杂质迁移是影响晶粒质量的关键因素之一，因此，研究晶界扩散和杂质迁移机制对于提高单晶硅锭的质量和性能具有重要意义。
晶界是晶体中两个或多个晶粒的交界面，是晶体中晶格方向的差异所引起的。
晶界扩散是指晶界区域内的原子在晶体中进行迁移的过程。
在单晶硅锭的生长过程中，晶界扩散的主要机制包括脱溶沉积和溶质扩散。
脱溶沉积是指溶质先从晶粒的体积扩散到晶界区域，然后在晶界上发生脱溶反应形成新的物种，最后从晶界区域再扩散到晶粒内部的过程。
在晶界扩散的过程中，溶质和杂质的浓度梯度是驱动晶界扩散的主要因素。
通过控制脱溶沉积的条件，可以有效地控制晶界区域的杂质浓度，从而提高晶体的纯度。
溶质扩散是指晶界区域内溶质原子在晶体中进行迁移的过程。
溶质扩散的速率受到多种因素的影响，包括温度、溶质浓度、晶界能、晶界角度等。
其中，温度是影响溶质扩散速率的主要因素。
随着温度的升高，晶界扩散速率会增加，溶质在晶界区域的迁移距离也会增大。
此外，晶界的能量也对晶界扩散过程起着重要的影响。
晶界能是指晶格中两个相邻晶粒结合形成晶界时所释放出的能量。
晶界能的大小决定了晶界的稳定性，高晶界能意味着晶界不稳定，容易产生晶界迁移和晶界扩散。
因此，通过控制晶界能的大小，可以有效地抑制晶界扩散和杂质迁移。
对于单晶硅锭的生长过程来说，杂质迁移是另一个重要的因素。
随着单晶硅锭的生长，外界的杂质会不可避免地进入晶体中，影响其质量和性能。
杂质迁移的机制主要包括空位扩散和晶格扩散。
空位扩散是指空位原子在晶体中进行迁移的过程。
在晶界附近存在较高的空位浓度，空位原子可以通过跳跃到邻近的空位位置来迁移。
杂质原子可以通过空位扩散在晶界区域附近聚集，从而影响晶体的质量。
晶格扩散是指杂质原子直接通过晶格跃迁在晶体中迁移的过程。
单晶硅导电原理
单晶硅导电原理
嘿，朋友们！今天咱来唠唠单晶硅导电原理这个神奇的玩意儿。
你们知道吗，单晶硅就像是一个特别厉害的小魔法师！它能让电流乖乖地按照它的规则流动。
这就好比是一条道路，电流就是那些来来往往的车辆。
单晶硅里的原子排列得那叫一个整齐有序呀，就跟国庆阅兵的方阵似的。
这种有序的排列让电子在里面活动起来特别顺畅。
你可以想象一下，在一个乱七八糟的杂物间里找东西和在一个整理得井井有条的仓库里找东西，那差别可老大了！
电子在单晶硅里跑呀跑，就像是一群欢快的小孩子在操场上玩耍。
它们可以自由自在地移动，把电能传送到各个地方。
这可太重要啦，没有它，咱家里那些电器怎么能正常工作呢？
而且呀，单晶硅的导电性能还特别稳定。
不像有些材料，一会儿导电好，一会儿又不行了，跟那六月的天气似的，说变就变。
单晶硅就不一样啦，它始终坚守岗位，可靠得很呢！
咱再想想，如果没有单晶硅这么好的导电性能，那手机还能随时跟别人联系吗？电脑还能那么快速地处理各种信息吗？恐怕都不行咯！
你说这单晶硅是不是很神奇？它就那么小小的一块，却有着这么大的作用。
就像那句话说的，“螺丝虽小，却能撑起大机器”，单晶硅可不就是那颗关键的“螺丝”嘛！
所以呀，可别小看了这单晶硅导电原理，它可是现代科技的重要基石之一呢！它让我们的生活变得更加便利和丰富多彩。
下次你再拿起手机或者打开电脑的时候，不妨想想单晶硅这个小魔法师在背后默默地工作着呢！它就像是一个无声的英雄，为我们的生活保驾护航。
怎么样，是不是对单晶硅导电原理有了更深的认识和理解呢？反正我是觉得它真的太牛啦！。
扩散工艺常见问题与处理
扩散工艺常见问题与处理摘要：太阳能晶硅电池主要是以单/多晶硅片为原材料，利用光伏效应将太阳能转化为电能。
在电池片的生产过程中，扩散制PN结是最核心的工序。
扩散工艺对电池的性能有着重要影响。
文章从工厂生产的角度，结合工艺及设备使用情况，浅谈扩散工艺的技术特点。
1扩散在传统电池生产中的工艺步骤原材料硅片来料检验———清洗制绒———扩散制结———干法刻蚀洗磷（或湿法刻蚀）———PECVD镀膜———丝网印刷———烧结———测试分选———电池片成品包装。
2扩散的原理及POCl3制PN结物质分子因浓度梯度而进行分子转移是扩散的基本原理；在工厂的晶硅电池生产中，普遍采用热扩散法：即在P型半导体表面掺杂五价磷元素，形成PN结，具体是指以液态POCl3作为扩散源，在高温有氧条件下（>600℃）充分分解反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，利用磷原子（N型）向硅片（P型）内部扩散的方法，改变硅片表面层的导电类型，形成PN结（同时在硅片表面形成一层磷硅玻璃），达到合适的掺杂浓度；当有适当波长的光照射在该PN结上，由于光伏效应而在势垒区两边形成电势，在开路情况下稳定的电势差形成电流。
POCl3液态源扩散具有生产效率较高，制结均匀平整，扩散层表面良好等优点。
3扩散设备和扩散的具体工艺过程扩散方式有管式和链式之分；目前，国内工厂中普遍采用管式扩散炉（下同）制作电池片的PN结；其主要由控制部分、推舟净化部分、炉体部分、气源部分等组成。
在正常的生产过程中（无需运行饱和工艺），其具体工艺过程为：进舟———低温通氧和大氮———低温通大氮，氧和小氮———高温通大氮，氧和小氮———高温通大氮（恒温）———低温通大氮（冷却）———出舟。
低温通氧即预扩散，可改善方阻的均匀性，减少死层，同时也可以缩短整个工艺时间；扩散过程中对气氛的均匀性要求较高，因此在生产过程中应尽量避免将桨暴露在空气中过长时间；在初次使用或者清洗完成后要运行饱和工艺使扩散环境更加均匀良好。
电池片扩散方阻
电池片扩散方阻随着太阳能技术的发展，电池片成为太阳能能量转换的核心。
电池片的性能不仅仅取决于电子和空穴的跨越能力，还需要考虑到电池片的扩散方阻。
本文将重点介绍电池片的扩散方阻。
一、什么是电池片的扩散方阻电池片扩散方阻是指在介质中，由于物质浓度不同而引起的扩散，形成的电阻，是电池片内部电阻的一种形式。
电池片的扩散方阻是影响电池片性能的重要因素。
二、扩散方阻的影响因素1. 导电层的材料导电层的材料影响电池片的扩散方阻。
常见的导电层材料有铝、银、铜、金等。
其中，银常常被用作导电层材料，因为它的电导率高，电切应力小，抗氧化性好，能够降低电池片的扩散方阻。
2. 晶粒尺寸电池片的晶粒尺寸也会影响电池片的扩散方阻。
在晶粒尺寸越小的情况下，扩散方阻也会相应的减小。
因为晶粒尺寸小，电子和空穴的重复进出现象就会更频繁，能够加快电子和空穴的输运速度，从而减小扩散方阻。
3. 入射光辐照度电池片在辐照条件下，扩散方阻也会发生变化。
辐照度越高，扩散方阻就会越小。
因为在光照下，电子和空穴从锁定态跃迁到非锁定态的时间增加，减小了扩散方阻。
三、如何降低电池片的扩散方阻1. 导电层的优化优化导电层的材料和厚度，能够有效地减小电池片的扩散方阻。
银作为导电层的材料，在选用的过程中需注意耐腐蚀性和物理性能。
2. 晶粒尺寸的控制晶粒尺寸的大小对电池片的性能有较大影响。
可以通过优化材料生长过程、控制结晶温度、加入杂质等方法控制晶粒尺寸。
此外，通过合理的退火序列和处理，也能够使晶粒尺寸得到有效控制。
3. 光照条件的优化通过优化光照条件，例如增加入射光强度和光谱匹配度等，能够减少扩散方阻。
同时，厚度和透明电极的设计也能够减少扩散方阻。
四、总结电池片的扩散方阻是影响电池片性能的重要因素。
通过优化导电层材料、控制晶粒尺寸、优化光照条件等方式，能够有效降低电池片的扩散方阻。
单晶硅和扩散硅
单晶硅和扩散硅
单晶硅和扩散硅是半导体材料中常见的两种类型。
它们在电子工业中有着广泛的应用，如制造太阳能电池、集成电路等。
本文将从单晶硅和扩散硅的定义、制备方法、特性等方面进行介绍。
单晶硅是指晶体结构完整、无晶界、无杂质的硅晶体。
它的制备方法主要有两种：Czochralski法和浮区法。
Czochralski法是将高纯度的硅材料放入石英坩埚中，加热至熔点，然后通过旋转坩埚和拉扯晶体的方式，使硅材料逐渐凝固成为单晶硅。
浮区法则是将硅材料加热至熔点，然后通过向熔池中注入氧化物来形成氧化硅层，再通过拉扯晶体的方式，使硅材料逐渐凝固成为单晶硅。
单晶硅具有晶体结构完整、电子迁移率高、热稳定性好等特点，因此在制造高性能集成电路、太阳能电池等方面有着广泛的应用。
扩散硅是指在硅晶体表面扩散一层杂质，从而改变硅晶体的电学性质。
它的制备方法主要有两种：气相扩散法和液相扩散法。
气相扩散法是将硅晶体放入高温炉中，然后通过向炉中注入杂质气体，使杂质气体在硅晶体表面扩散形成杂质层。
液相扩散法则是将硅晶体放入液态杂质中，使杂质在硅晶体表面扩散形成杂质层。
扩散硅具有电学性质可控、制备工艺简单等特点，因此在制造晶体管、二极管等方面有着广泛的应用。
单晶硅和扩散硅是半导体材料中常见的两种类型。
它们在电子工业中有着广泛的应用，如制造太阳能电池、集成电路等。
单晶硅具有
晶体结构完整、电子迁移率高、热稳定性好等特点，扩散硅具有电学性质可控、制备工艺简单等特点。
在实际应用中，根据不同的需求，可以选择合适的材料进行制备。
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速率。
各向异性的原因
1、水分子的屏蔽效应 （screening effect）阻挡了硅原 子与OH根离子的作用，而水分子 的屏蔽效应又以原子排列密度越 高越明显。 2、在{111}晶面族上，每个硅原 子具有三个共价健与晶面内部的 原子健结及一个裸露于晶格外面 的悬挂健，{100}晶面族每一个硅 原子具有两个共价健及两个悬挂 健，当刻蚀反应进行时，刻蚀液 中的OH－会跟悬挂健健结而形成 刻蚀，所以晶格上的单位面积悬 挂健越多，会造成表面的化学反 应自然增快。
爆裂 • 饱和 推结： 磷活化、生长氧化层 P4O10+6Cl2 POCl3+3O2
P4O10+5Si
5SiO2 +4P
注意事项
• 极易水解， 在潮湿的空气中，因水解产生酸雾，水解产 生的HCl 熔于源中会使源变成淡黄色，必须换源。 POCl3+3H2O H3PO4+HCl • 系统不干燥时，POCl3+２H2O HPO３+HCl， HPO３ 是一种白色粘滞性液体，对硅片有腐蚀作用，并使石英舟 粘在管道上不易拉出； • 扩散时氧气要适中．多：浓度上不去；少：会腐蚀片子
单晶电池扩散原理与因素
许颖
硅的结构
扩
散－－机制
P : 1.3*1021cm-3
填隙原子
杂质原子 Байду номын сангаас原子
硅原子
a 替位式 （Ｂ、Ｐ） 填隙式
扩散的原理
如果晶体中有杂质,就会沿浓 度梯度扩散:
N J D X
2 x N0 N ( x, t ) exp 4 Dt Dt
腐蚀的反应物和生成物是利用腐蚀液之浓度梯度然产生的扩散现象来 达到传质的目的。所以，1、3又可称为扩散限制溶解过程 （diffusion－limited dissolution），通过搅拌可以提高。2的速率 取决于腐蚀温度、材料、腐蚀液种类及浓度，和搅拌方式无关，被成 为反应限制溶解过程（reaction－rate limited dissolution）。各 向异性就是由化学反应的各向速率不同造成的。
烧结曲线
背电极
沉积铝厚度的影响
弯曲随铝浆丝印质量增加而增加。
前电极
欧姆接触形成有如下几个步骤： 1 有机物挥发 2 玻璃料在减反射膜表面聚集 3 玻璃料腐蚀穿过减反射膜 4 玻璃料通过与Si发生氧化还原反应产生 腐蚀坑
PbO+Si Pb+SiO2
5 Ag晶粒在冷却过程中于腐蚀坑处结晶
反应控制 过程 NaOH溶液浓度 制绒的根本 反应温度
IPA浓度 NaSiO3浓度
氢气泡密度 及大小以及 提高溶液浓稠度， 在硅片表面 停留的时间 控制反应速度
提高反应物疏运 速度，提高氢气 泡脱附作用
决定金字塔形貌
扩散控制 过程
搅拌
硅片表面原始状态
图4 氢气泡作用
对反应速度的影响
不同IPA浓度下温度和NaOH溶液浓度对反应速度的影响
图3 悬挂健对反应的影响
影响因素分析
硅的刻蚀速率与表面原子密度、晶格方向、掺杂浓 度、腐蚀液成分、浓度、温度、搅拌等参数有关
1. 2. 3. 4. 5. NaOH浓度 无水乙醇或异丙醇浓度 制绒槽内硅酸钠的累计量 制绒腐蚀的温度 制绒腐蚀时间的长短
6.
槽体密封程度、乙醇或异丙醇的挥发程度
各个因素作用
• 对管道有腐蚀作用 • 换源要在通风橱中
扩散的测试
四探针方法 RS=4.5324 V/I 电流方向
I Ｎ
Ｐ
目前测试时调好修正因子，就可以直接读数
绒面产生原理
腐蚀速率快慢由下列三个反应速度来
决定。
1、腐蚀液流至被腐蚀物表面的移 动速率； 2、腐蚀液与被腐蚀物表面产生化 学反应的反应速率； 3、生成物从被腐蚀物表面离开的
一定温度下NaOH溶液浓度和IPA含量对反应速率的影响
关键因素的分析 ——NaOH的影响
0.5% 1.5% 5.5%
关键因素的分析 ——温度的影响
80℃ 85℃
90℃
关键因素的分析 ——IPA浓度的影响
0％ 5％
10％
如何检测硅酸钠含量
硅酸钠具体含量测量是没必要的， 只要判定它的含量是否过量即可。实 验是用100%的浓盐酸滴定，若滴定 一段时间后出现少量絮状物，说明硅 酸钠含量适中；若滴定开始就出现一 团胶状固体且随滴定的进行变多，说 明硅酸钠过量。
导电机理
1 Ag晶粒和栅线直接接触
2 通过极薄的玻璃层隧道效应 3 通过金属颗粒沉积的玻璃层的多重隧道效 应
影响因素
• 浆料性质
浆料成分
玻璃料的熔点
• 烧结工艺（最高温度）
700℃
740℃
760℃
780℃
800℃
820℃
在玻璃料中添加和掺杂可以降低烧结峰温， 且随着添加和掺杂的增加降低的越大，电 学性能也得到提高。
（2）Ag和被腐蚀的Si 同时融入玻璃料中。 冷却时，玻璃料中多余的Si外延生长在基体 上，Ag晶粒则在Si表面随机生长。
（3）在烧结过程中通过氧化还原反应被还原 出的金属Pb呈液态， 当液态铅与银相遇时， 根据Pb-Ag 相图银粒子融入铅中形成 PbAg相。Pb-Ag熔体腐蚀Si的<100>晶面。冷 却过程中, Pb和Ag发生分离，Ag在<111> 晶面上结晶 ，形成倒金字塔形 。
由于玻璃料对Si表面腐蚀具有各向异性，导 致在Si表面形成了倒三角形的腐蚀坑。因此 Ag晶粒在腐蚀坑处结晶时与Si表面接触的 一侧呈倒金字塔状，而与玻璃料接触的一 侧则成圆形。
关于Ag晶粒的析出机理的解释有： （1）与PbO和Si发生的氧化还原反应类似， 玻璃料中的Ag2O与Si发生如下反应： Ag2O+Si —— Ag+SiO2
当杂质原子总量恒定时, (饱和,再分布)
当表面浓度恒定时, (再分布时通源)
x N ( x, t ) Nserfc 2 Dt
P
B
扩 散－－－源
• • 三氯氧磷， 液态，使用温度0℃ （冰水浴） 熔点1.25℃，沸点105.3 0℃， 蒸汽压高，
（冰水浴），挥发性强，蒸汽有毒。温度高会