太阳能电池片生产工艺流程图解
太阳能电池生产工艺
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洗磷
目的：去除硅片表面氧化层及扩散时形成的磷硅
玻璃(磷硅玻璃是指P2O5与SiO2的混合物）。 原理：P2O5溶于HF酸 SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O H2SiF6可溶于水 条件：HF浓度8％-10％ 洗磷后需用去离子水将硅片冲洗干净并甩干。
可气相沉 积）
单晶硅太阳能电池生 产工艺
工艺流程及各环节工艺目的和原理
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工艺流程
清洗制绒（超声波清洗→减薄→喷淋→绒面） →（喷淋→酸洗→喷淋→漂洗→喷淋→甩干）→扩
散（合片→扩散→卸片）
→刻蚀（叠片→上夹具→刻蚀→插片)→洗磷（去磷
硅玻璃→喷淋→甩干）→PECVD
→丝网印刷 [丝印1（背极）→丝印2（背场）→丝
印3（栅极）]→烧结（试烧→批量烧结）
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超声波清洗
机械切片以后会在硅片表面形成10—40微米 的损伤层，且表面有油脂、松香、石蜡、 金属离子等杂质。
工艺目的；主要是去除油脂、松香、石蜡 等杂质。
工艺原理；超声振动使油珠滚落，物理去 油。
条件；去离子水一定量，温度60—90℃，时 间10—40min。
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刻蚀过程的主要反应
放电过程
e-+CF4→CF3++F+2e
e-+CF3→CF2+F+e腐蚀过程
e-+CF4→CF3+F+eO2+e-→2O+e-
Si+4F→SiF4↑
3Si+4CF3→4C+3SiF4↑
2C+3O→CO↑+CO2↑
太阳能电池制造工艺工艺流程以及工序介绍
1）、硅太阳能电池的制造工艺流程：
捷佳创单晶制绒
扩 散 工 序
RENA多晶制绒 制绒清洗工序
丝
网
印
工 序
刷 工 序
Laser PECVD
烧 结
工
工
序
序
测 试 分 选 工 序
去除磷硅玻璃PSG
成品硅太阳能电池
1.原料硅片清洗制绒 12.测试分选
ser 10.烧 结 9.丝网印刷正电极
8.烘 干
用激光切出绝缘沟道，可以使电池短路，减少电流泄漏。
硅片经Laser刻蚀后的示意图
7. 测试分选工序
❖ 主要是测量电池片的短路电流（JSC）、开路电压（VOC）、填充因子（FF），经计算得出电池的光电转换效率 （η） 。
❖ 根据电池的光电转换效率（η）对电池片进行分类。
谢谢大家！
1.前言
其主要是利用硅半导体p-n结的光生伏打效应。 即当太阳光照射p-n结时，便产生了电子-空穴对， 并在内建电场的作用下，电子驱向n型区，空穴 驱向p型区，从而使n区有过剩的电子，p区有过 剩的空穴，于是在p-n结的附近形成了与内建电 场方向相反的光生电场。在n区与p区间产生了电 动势。当接通外电路时便有了电流输出。
(c). 去磷硅玻璃---PSG 在扩散过程中发生如下反应：
4 P C l 5 O 2 P O 6 C l POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面， P2O5与Si反应生成SiO2和磷原子：
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这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃。 去除磷硅玻璃的目的、作用：
❖ 背面场经烧结后形成的铝硅合金，铝在硅中是作为P型掺杂，它可以减少金属与硅交接处的少子复合，从而提高 开路电压和短路电流，改善对红外线的响应。
太阳能电池片生产工艺流程
辅助材料：如手套、口罩、安全眼镜等，用于保障生产过程中的员工安全和产品质量。
06
太阳能电池片生产工艺流程中的质量控制 与环境安全
质量控制措施
原材料控制：对原材料进行严格 筛选和检测，确保符合质量标准
成品检测：对成品进行严格检测， 确保符合质量标准
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太阳能电池片生产工艺流
程
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
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太阳能电池片概述
太阳能电池片生产工艺流程
太阳能电池片生产工艺流程中的关 键技术
太阳能电池片生产工艺流程中的设 备与材料
太阳能电池片生产工艺流程中的质 量控制与环境安全
01
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02
太阳能电池片概述
刻蚀去背膜的作用：去除背膜后，可以减少光的反射和吸收，提高光的利用率，从而提 高电池片的发电效率。
刻蚀去背膜的设备：包括涂胶机、曝光机、显影机、刻蚀机等设备，这些设备可以自动 化完成整个工艺流程。
镀膜
真空蒸发镀 膜
离子束辅助 镀膜
磁控溅射镀 膜
化学气相沉 积镀膜
测试分选
测试目的：确保电池片性能稳定，提高产品良率 测试方法：采用专业设备对电池片进行测试，包括电压、电流、功率等指标 分选标准：根据测试结果，将电池片按照性能等级进行分类 注意事项：确保测试设备和分选标准的一致性，避免误差和不良品产生
类型：化学制绒和物理制绒两种，其中化 学制绒应用较为广泛。
原理：利用化学反应或物理作用，使硅片 表面发生腐蚀和微结构化，形成绒面结构。
影响因素：制绒过程中的温度、浓度、时 间等参数对绒面质量和光吸收效率有重要 影响。
硅太阳能电池制造工艺流程图
硅太阳能电池制造工艺流程图1、硅片切割，材料准备：工业制作硅电池所用的单晶硅材料，一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒，原始的形状为圆柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的边长一般为10~15cm，厚度约200~350um，电阻率约1Ω.cm的p型（掺硼）。
2、去除损伤层：硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷，这就会产生两个问题，首先表面的质量较差，另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。
因此要将切割损伤层去除，一般采用碱或酸腐蚀，腐蚀的厚度约10um。
3、制绒：制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射到硅片表面的太阳能的损失。
对于单晶硅来说一般采用NaOH 加醇的方法腐蚀，利用单晶硅的各向异性腐蚀，在表面形成无数的金字塔结构，碱液的温度约80度，浓度约1~2%，腐蚀时间约15分钟。
对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。
4、扩散制结：扩散的目的在于形成PN结。
普遍采用磷做n型掺杂。
由于固态扩散需要很高的温度，因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要，要求硅片在制绒后要进行清洗，即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。
5、边缘刻蚀、清洗：扩散过程中，在硅片的周边表面也形成了扩散层。
周边扩散层使电池的上下电极形成短路环，必须将它除去。
周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，以至成为废品。
目前，工业化生产用等离子干法腐蚀，在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用，去除含有扩散层的周边。
扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。
6、沉积减反射层：沉积减反射层的目的在于减少表面反射，增加折射率。
广泛使用PECVD淀积SiN ,由于PECVD淀积SiN时,不光是生长SiN作为减反射膜,同时生成了大量的原子氢,这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用,可用于大批量生产。
7、丝网印刷上下电极：电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤，它不仅决定了发射区的结构，而且也决定了电池的串联电阻和电池表面被金属覆盖的面积。
电池和组件生产工艺流程图
晶体硅太阳能电池生产工艺流程图电池片工艺流程说明：(1)清洗、制绒：首先用化学碱（或酸）腐蚀硅片，以去除硅片表面机械损伤层，并进行硅片表面织构化，形成金字塔结构的绒面从而减少光反射。
现在常用的硅片的厚度在 180μm 左右。
去除硅片表面损伤层是太阳能电池制造的第一道常规工序。
(2)甩干：清洗后的硅片使用离心甩干机进行甩干。
(3)扩散、刻蚀：多数厂家都选用P型硅片来制作太阳能电池，一般用POCl3液态源作为扩散源。
扩散设备可用横向石英管或链式扩散炉,进行磷扩散形成P-N结。
扩散的最高温度可达到850-900℃。
这种方法制出的PN结均匀性好，方块电阻的不均匀性小于10％，少子寿命大于10 微秒。
扩散过程遵从如下反应式：4POCl3＋3O2（过量）→ 2P2O5＋2Cl2（气）2P2O5＋5Si → 5SiO2 + 4P 腐蚀磷硅玻璃和等离子刻蚀边缘电流通路，用化学方法除去扩散生成的副产物。
SiO2 与HF生成可溶于水的SiF62-，从而使硅表面的磷硅玻璃（掺P2O5的SiO2）溶解，化学反应为：SiO2 ＋6HF → H2（SiF6）＋2H2O(4)减反射膜沉积：采用等离子体增强型化学气相沉积(PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)积一层氮化硅减反射膜，不仅可以减少光的反射，而且由于在制备SiNx 减反射膜过程中有大量的氢原子进入，因此也起到了很好的表面钝化和体钝化的效果。
这是因为对于具有大量晶界的多晶硅材料而言，晶界的悬挂键被饱和，降低了复合中心的原因。
由于表面钝化和体钝化作用明显，就可以降低对制作太阳能电池材料的要求。
由于增强了对光的吸收，氢原子对太阳能电池起到很好的表面和体内钝化作用，从而提高了电池的短路电流和开路电压。
(5)印刷、烧结：为了从电池上获取电流，一般在电池的正、背两面制作电极。
正面栅网电极的形式和厚度要求一方面要有高的透过率，另一方面要保证栅网电极有一个尽可能低的接触电阻。
太阳能电池制造工艺工艺流程以及工序介绍
(b). 多晶制绒
3Si ? 2HNO3 ? 18HF? 3H2SiF6 ? 0.45NO? 1.35NO2 ? 0.1N2O? 4.25H2 ? 2.75H2O
目的与作用：
（1）去除单晶硅片表面 的机械损伤层和氧化层。
（2）有效增加硅片对入射太 阳光的吸收,从而提高光生电流 密度，提高单晶硅太阳能电池 的光电转换效率。
? 刻蚀的目的、作用： ? 用激光切出绝缘沟道，可以使电池短路，减少电流泄
漏。
硅片经刻蚀后的示意图
7. 测试分选工序
? 主要是测量电池片的短路电流（）、开路电压（）、填充因 子（），经计算得出电池的光电转换效率（η） 。
? 根据电池的光电转换效率（η）对电池片进行分类。
谢谢大家！
磷硅玻璃的厚度在扩散中工艺难控制，且其工艺窗口太小， 不稳定。
磷硅玻璃的折射率在1.5左右，比氮化硅折射率（2.07左 右）小，若磷硅玻璃较厚会降低减反射效果。
磷硅玻璃中含有高浓度的磷杂质，会增加少子表面复合，
2. 扩散（POCl3液态扩散）
? 扩散的目的：制造太阳能电池的结。 ? 结是太阳能电池的“心脏” 。 ? 制造结，实质上就是想办法使受主杂质在半导体晶体内
单晶硅太阳电池
多晶硅太阳电池
非晶硅太阳电池
2. 硅太阳电池的制造工艺流程
? 下面我们就硅太阳电池的制造工艺流程以及各工序进行简 单的介绍。
? 晶体硅太阳能电池制造的常规工艺流程主要包括：硅片清 洗、绒面制备、扩散制结、（等离子周边刻蚀）、去(磷硅 玻璃) 、 减反射膜制备、电极(背面电极、铝背场和正电极) 印刷及烘干、烧结、和分选测试等。同时,在各工序之间还 有检测项目,主要有抽样检测制绒效果、抽样 测方块电阻、 抽样测氮化硅减反射膜厚度和折射率等项目。
电池片的加工工艺教学课件
电性能检测
总结词
电性能检测是评估电池片性能的重要手段， 主要测试电池片的电导率、内阻、填充因子 等参数。
详细描述
电性能检测通过专用的测试设备对电池片的 电性能参数进行测量和分析。电导率反映了 电池片的导电能力，内阻决定了电池片的能 量转换效率，填充因子则综合反映了电池片 的性能水平。电性能检测对于确保电池片的 质量和性能具有重要意义。
配料与涂布
配料
将所需成分按照配方比例混合，搅拌 均匀。
涂布
将配好的浆料均匀涂布在硅片上，控 制涂布厚度和均匀性。
激光切割
激光划片
使用激光技术将涂布好的硅片划成小片电池片。
激光刻蚀
对电池片表面进行刻蚀处理，去除不良部分。
印刷与烘干
丝网印刷
在电池片表面印刷电极图案，确保电极位置准确无误。
烘干
将印刷好的电池片进行烘干处理，使墨水固化。
可靠性检测
要点一
总结词
可靠性检测是评估电池片在长期使用过程中的稳定性和可 靠性的重要手段。
要点二
详细描述
可靠性检测通常采用加速老化或寿命测试等方法，模拟电 池片在实际使用过程中可能遇到的各种环境因素，如温度 、湿度、紫外线等，以加速电池片的性能衰减。通过可靠 性检测，可以评估电池片的寿命和可靠性，从而为实际应 用提供可靠的技术支持。
电池片种类
单晶硅电池片
由单晶硅棒切割而成，具有较高的光电转换效率 ，但制造成本较高。
多晶硅电池片
由多晶硅锭切割而成，光电转换效率略低于单晶 硅电池片，但制造成本较低。
薄膜太阳能电池
利用薄膜技术将太阳能转化为电能，具有轻便、 可弯曲等特点，但光电转换效率相对较低。
电池片的应用
光伏电站
太阳能电池片生产流程解析
太阳能电池片生产流程解析一、概念太阳能电池：就是将太阳能转化为电能的半导体器件。
二、工艺流程太阳能电池工艺流程：清洗制绒→扩散→刻蚀→去PSG→ PECVD→丝网印刷→烧结→测试分档→分选→包装（一）、制绒和清洗硅片表面处理的目的：去除硅片表面的机械损伤层，清除表面油污和金属杂质，形成起伏不平的绒面，增加硅片对太的吸收效率。
绒面腐蚀原理：利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌，就称为表面织构化。
角锥体四面全是由〈111〉面包围形成，反应式为： Si+2NaOH+H2O →NaSiO3 +2H2↑制备绒面的目的：减少光的反射率，提高短路电流（Isc），最终提高电池的光电转换效率。
陷光原理：当光入射到一定角度的斜面，光会反射到另一角度的斜面，形成二次或者多次吸收，从而增加吸收率。
影响绒面质量的关键因素：1.NaOH浓度 2.异丙醇浓度 3.制绒槽硅酸钠的累计量 4. 制绒腐蚀的温度 5.制绒腐蚀时间的长短 6.槽体密封程度7.异丙醇的挥发程度化学清洗原理HF去除硅片表面氧化层：SiO2 + 6HF → H 2 [SiF6 ] + 2H 2 OHCl去除硅片表面金属杂质：盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与Pt2+、Au3+、 Ag+、Cu+、Cd2+、Hg2+等金属离子形成可溶于水的络合物。
★注意事项NaOH、HCl、HF都是强腐蚀性的化学药品，其固体颗粒、溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、呼吸道，所以操作人员要按照规定穿戴防护服、防护面具、防护眼镜、长袖胶皮手套。
一旦有化学试剂伤害了员工的身体，马上用纯水冲洗30分钟，送医院就医。
（二）、扩散太阳电池制造的核心工序——PN结（太阳电池的心脏）扩散的目的：形成PN结太阳能电池磷扩散方法1.三氯氧磷（POCl3）液态源扩散2.喷涂磷酸水溶液后链式扩散3.丝网印刷磷浆料后链式扩散，现大多采用的是第一种方法。
光伏电池片湿法工艺流程图
光伏电池片湿法工艺流程图Solar panels have become increasingly popular in recent years due to their ability to harness the power of the sun and convert it into electricity. One common method used in the production of solar panels is the wet etching process. This process involves the use of chemicals to remove unwanted materials from the surface of the solar cell, creating a clean and smooth surface for optimal energy conversion.太阳能电池板由于其能够利用太阳能并将其转换为电能的能力，近年来越来越受到欢迎。
在太阳能电池板的生产过程中，一种常见的方法是湿法蚀刻工艺。
这种过程涉及使用化学物质从太阳能电池的表面去除不需要的材料，从而创造一个干净平整的表面，以实现最佳的能量转换。
The wet etching process starts with the cleaning of the solar cell to remove any impurities that may affect the etching process. This is usually done using a combination of solvents and detergents to ensure that the surface is free from dirt and contaminants. Once the surface is clean, the solar cell is then placed into a tank containing the etching solution, which is typically a mixture of acid and water.湿法蚀刻工艺的第一步是清洁太阳能电池，去除可能影响蚀刻过程的任何杂质。
《太阳能电池制造工艺工艺流程以及工序简介》PPT模板课件
(b). 多晶制绒---RENA InTex
3 S i 2 H N O 3 1 8 H F 3 H 2 S i F 6 0 . 4 5 N O 1 . 3 5 N O 2 0 . 1 N 2 O 4 . 2 5 H 2 2 . 7 5 H 2 O
目的与作用：
（1）去除单晶硅片表面的机械损 伤层和氧化层。 （2）有效增加硅片对入射太阳光的 吸收,从而提高光生电流密度，提高单 晶硅太阳能电池的光电转换效率。
去除磷硅玻璃的目的、作用：
1. 磷硅玻璃的厚度在扩散中工艺难控制，且其工艺窗口太小，不稳 定。
2. 磷硅玻璃的折射率在1.5左右，比氮化硅折射率（2.07左右）小， 若磷硅玻璃较厚会降低减反射效果。
3. 磷硅玻璃中含有高浓度的磷杂质，会增加少子表面复合，使电池 效率下降。
2. 扩散（POCl3液态扩散）
(c). 去磷硅玻璃---PSG
在扩散过程中发生如下反应：
4 P C l3 5 O 2 2 P 2 O 5 6 C l2
POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面， P2O5与Si反应生成SiO2和 磷原子：
2 P O 5 S i5 Si 4 O P
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这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃。
2 P 2 O 5 5 S 9 i 0 C 以 0 5 上 S2 i 4 O P
4 P5 C 5 O 2 l 2 P 2 O 5 1C 0 2 l
3.沉积减反射膜（PECVD）工 序
❖ 沉积减反射膜的作用、目的：
1. 沉积减反射膜实际上就是对电池进行 钝化。钝化可以去掉硅电池表面的悬 空键和降低表面态，从而降低表面复 合损失，提高太阳电池的光电转换效 率。
太阳能电池制造工艺工艺流程以及工序介绍
(c). 去磷硅玻璃---PSG 在扩散过程中发生如下反应：
4 P C l 5 O 2 P O 6 C l POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面， P2O5与Si反应生成SiO2和磷原子：
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这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃。 去除磷硅玻璃的目的、作用：
太阳能电池制造工艺 ——工艺流程以与工序简介
硅太阳能电池的结构与其工作原理： 磷扩散层
1.前言
其主要是利用硅半导体p-n结的光生伏打效应。 即当太阳光照射p-n结时，便产生了电子-空穴对， 并在内建电场的作用下，电子驱向n型区，空穴 驱向p型区，从而使n区有过剩的电子，p区有过 剩的空穴，于是在p-n结的附近形成了与内建电 场方向相反的光生电场。在n区与p区间产生了电 动势。当接通外电路时便有了电流输出。
(b). 多晶制绒---RENA InTex
3 S 目i 的 与2 作H 用N ：O 3 1 8 H F 3 H 2 S i F 6 0 . 4 5 N O 1 . 3 5 N O 2 0 . 1 N 2 O 4 . 2 5 H 2 2 . 7 5 H 2 O
（1）去除单晶硅片表面的机械损伤层和氧化层。 （2）有效增加硅片对入射太阳光的吸收,从而提高光生电流 密度，提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率。
1）、硅太阳能电池的制造工艺流程：
捷佳创单晶制绒
扩 散 工 序
RENA多晶制绒 制绒清洗工序
丝
网
印
工 序
刷 工 序Laser P源自CVD烧 结工工
序
序
测 试 分 选 工 序
去除磷硅玻璃PSG
成品硅太阳能电池
1.原料硅片清洗制绒 12.测试分选