晶硅太阳能电池制造工艺---工艺流程以及工序简介

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晶硅太阳能电池片的制作过程

晶硅太阳能电池片的制作过程

晶硅太阳能电池板的制作过程1、表面制绒单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀,在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。

由于入射光在表面的多次反射和折射,增加了光的吸收,提高了电池的短路电流和转换效率。

硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液,可用的碱有氢氧化钠,氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。

大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅,腐蚀温度为70-85℃。

为了获得均匀的绒面,还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂,以加快硅的腐蚀。

制备绒面前,硅片须先进行初步表面腐蚀,用碱性或酸性腐蚀液蚀去约20~25μm,在腐蚀绒面后,进行一般的化学清洗。

经过表面准备的硅片都不宜在水中久存,以防沾污,应尽快扩散制结。

2、扩散制结太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换,而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。

管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。

扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源。

把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内,在850---900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器,通过三氯氧磷和硅片进行反应,得到磷原子。

经过一定时间,磷原子从四周进入硅片的表面层,并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散,形成了N型半导体和P型半导体的交界面,也就是PN结。

这种方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十,少子寿命可大于10ms。

制造PN结是太阳电池生产最基本也是最关键的工序。

因为正是PN结的形成,才使电子和空穴在流动后不再回到原处,这样就形成了电流,用导线将电流引出,就是直流电。

3、去磷硅玻璃该工艺用于太阳能电池片生产制造过程中,通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡,使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸,以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。

在扩散过程中,POCL3与O2反应生成P2O5淀积在硅片表面。

单晶硅太阳能电池生产工艺的研究

单晶硅太阳能电池生产工艺的研究

单晶硅太阳能电池生产工艺的研究1单晶硅太阳能电池简介单晶硅太阳能电池是利用太阳光能发生光电效应的晶体硅片组成的太阳能电池,它的结构组成简单,具有体积小、重量轻、结构紧凑,被业界认为是最有前景的太阳能电池种类之一,是新型可再生能源的重要来源,具有广泛的应用前景。

2单晶硅太阳能电池的生产工艺由于单晶硅太阳能电池具有良好的转换效率和结构紧凑等优点,因此生产工艺也具有很多特点。

主要由装配、切片、组装、飞碟展开、光动力处理、银浴点焊、钻孔、清洗、检测、涂珐琅等十个主要工艺组成。

首先,装配晶硅片,这需要将晶硅片置于固定支架上,以方式与晶硅片粘附,以保证它们的在后续工艺过程中不受外界内容的影响。

其次,切片是将晶硅片分割为不同的片形,以便便于进行组装。

然后,组装晶片,这些晶片会铆接在半导体基板和铝基板上,形成具有特定尺寸和尺寸的单晶太阳能电池。

接着,是飞碟展开,通过这一工艺,更有效地增提细亏率,使最终产品体积最小,优化最终性能,满足用户需求。

接下来,光动力处理的工艺是提高元件的效率,以及缩小灰耀程度的必要步骤。

利用光动力处理技术可以加快元件的光学特性,提高电输出性能。

然后,进行银浴点焊是将头部连接搭接处衬金属电极,用以提升连接强度并导导。

紧接着,根据接线性能和要求在晶体基板上开孔,以将电流有效地引出来。

接着,清洗工艺,这是为了去除太阳能电池表面的灰尘和污迹,以确保最终产品不会受到影响。

最后,是涂珐琅工艺,主要是为了防止太阳能电池受湿、腐蚀和空气环境的影响。

珐琅屏障可以阻止气体、水分和有害物质的入侵,让太阳能电池的使用寿命变的更长久。

总结以上,单晶硅太阳能电池的生产过程需要经过多个细节工序,每一个细节都关系到最终产品的性能和使用的安全性,因此,生产单晶硅太阳能电池时要认真对待,确保最终的质量,以达到良好的使用效果。

晶硅太阳电池前道工序

晶硅太阳电池前道工序

目录一、晶硅太阳能电池工艺简介二、硅片来料检测项目及标准三、制绒四、扩散一、晶硅太阳能电池工艺简介晶体硅电池工艺分为单晶硅电池工艺和多晶硅电池工艺,它们大体上相同,最大的不同在于第一步的清洗制绒,工艺步骤如下:✓硅片清洗、制绒工艺(单晶硅用碱液制绒面,多晶硅用HF和HNO3混合酸制绒面)✓扩散工艺(企业中采用的是POCl3液态源扩散)✓边缘刻蚀工艺✓PECVD镀膜工艺✓丝网印刷工艺✓烧结测试工艺1、硅片清洗制绒目的:清洗是为了除去沾污在硅片上的各种杂质,包括油脂、金属离子、尘埃等;制绒是为了除去硅片表面的切割损伤层,同时得到合理的粗糙表面,减小光在表面的反射,增加光尤其是长波长光在硅片内传输路径,获得适合扩散制p-n结要求的硅表面。

2 扩散制p-n结PN结是太阳电池的核心部分,扩散的目的:在P型硅片的表面扩散进一薄层磷,以形成p-n 结,p-n结形成后,能在硅片内产生电场,当光照射到硅片上被吸收产生电子-空穴对时,电场能将电子-空穴对分开,产生电流。

3 刻蚀刻蚀有两个目的:一是去除硅片边缘的PN结,扩散过程中,硅片的外围表面导电类型都变成了n型。

此工序就是刻蚀硅片边缘,以使前表面与背表面的n型层隔断,防止电池做出来以后正负极出现短路。

二是去除扩散过程形成的磷硅玻璃。

4 PECVD镀膜PECVD镀膜的目的:太阳光照射到硅片表面被硅片吸收透射的同时,也会有很大一部分光从该面反射掉,虽然绒面可以减少光的反射,但是仍是有一部分光被反射掉,这就大大减少了太阳能的利用率,所以要在硅片表面接触阳光的一侧镀上一层减反射膜,这就大大减少了光的反射损失,增强了吸收光的强度,提高电池效率。

薄膜的其他功能:这层薄膜主要由蓝色的氮化硅组成,除了前面所说的减反射作用外,还能起到钝化的效果。

同时,致密的氮化硅不透潮气,具有极低的氧化速率,还可防止划伤。

5 丝网印刷目的:通过丝网印刷在太阳能电池的背面印刷背电场、背电极,正面印刷正电极,正面收集电子,背面电极利于焊接以及组件的制成,是硅片制成电池的重要环节。

晶硅太阳能电池生产工艺

晶硅太阳能电池生产工艺

晶硅太阳能电池生产工艺
硅太阳能电池制作主要分为两个过程,单晶硅和多晶硅原材料的生产和电池片的制作。

常规晶硅太阳电池组件中,硅片的成本约占55%~60%,太阳电池制片成本约占15%~18%,组件材料及制造成本占约25%~27%、。

图1是单晶硅和多晶硅的生产过程,多晶硅可以看作是单晶硅的材料。

多晶硅棒直接用浇注法形成,单晶硅一般采用直拉法和区域熔化提纯法。

熔铸多晶硅锭比提拉单晶硅锭的工艺简单,省去了昂贵的单晶拉制过程,也能用较低纯度的硅作投炉料,材料利用率高,电能消耗较省。

同时,多晶硅太阳电池的电性能和机械性能都与单晶硅太阳电池基本相似,而生产成本却低于单晶硅太阳电池,这也是目前多晶硅太阳能电池得到快速发展的因素。

图1单晶硅和多晶硅原材料的生产工艺
单晶硅与多晶硅形成以后,就是电池制片工艺。

其工艺流程图如图2所示。

图2 单晶硅与多晶硅电池制片工艺流程图
由于单晶硅和多晶硅在物理结构上不一样,制绒环节不同,单晶硅主要有酸碱腐蚀形成绒面,而多晶硅由于晶界、位错、微缺陷等,酸碱腐蚀得到绒面效果不佳,目前多用机械刻槽,利用V形刀在硅表面摩擦以形成规则的V形槽;反应离子刻蚀技术,在硅表面沉积一层镍铬层,然后用光刻技术在镍铬层上印出织构模型,接着就用反应离子刻蚀方法制备出表
面织构,在硅表面制备出圆柱状和锥状织构,制成绒面,费用极高。

晶硅太阳能电池组件生产的基本工艺流程

晶硅太阳能电池组件生产的基本工艺流程

晶硅太阳能电池组件生产的基本工艺流程Producing crystalline silicon solar panels involves several key steps in the manufacturing process. First, raw polysilicon material is refined and transformed into pure silicon crystal ingots through the Czochralski method. This involves melting the polysilicon in a crucible and slowly pulling a single crystal ingot out of the molten material, creating a high-purity silicon base for the solar cells.在晶硅太阳能电池组件的生产过程中,首先需要将原始多晶硅材料经过提炼和通过Czochralski方法转化为纯净的硅晶。

这包括将多晶硅在坩埚中熔化,然后慢慢地从熔融材料中拉出一个单晶铸锭,为太阳能电池提供高纯度的硅基材料。

Once the silicon ingots are ready, they are sliced into thin wafers using a wire saw or diamond blade. These silicon wafers undergo surface texturing through methods like acid etching or abrasive blasting to reduce reflection and improve light absorption. The next step involves diffusing dopants such as phosphorus and boron into the silicon wafer to create positive and negative regions necessaryfor the functioning of the solar cell.一旦硅铸锭准备好,就会使用金刚线锯或金刚石刀将其切割成薄片。

晶硅太阳能电池制造工艺流程及工序简介

晶硅太阳能电池制造工艺流程及工序简介
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ser刻蚀工序
❖ Laser刻蚀的目ห้องสมุดไป่ตู้、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Laser刻蚀后的示意图
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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。
2PO 5Si 5SiO 4P
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2
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:
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。
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2. 扩散(POCl3液态扩散)
❖ 扩散的目的:制造太阳能电池的PN结。
❖ PN结是太阳能电池的“心脏” 。 ❖ 制造PN结,实质上就是想办法使受主杂质在半导体晶体内的一个
区域中占优势(P型),而使施主杂质在半导体内的另外一个区域 中占优势(N型),这样就在一块完整的半导体晶体中实现了P型 和N型半导体的接触。
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单晶硅太阳电池
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多晶硅太阳电池
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非晶硅太阳电池
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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 PSG(磷硅玻璃) 、PECVD 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、Laser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。

标准硅太阳能电池生产工艺流程

标准硅太阳能电池生产工艺流程

标准硅太阳能电池生产工艺流程一、硅片制备。

这可是基础中的基础哦。

咱得先有硅片呀,就像盖房子得先有砖头一样。

硅料经过拉晶的过程,就像变魔术似的,变成了一根根硅棒。

这硅棒呢,又要经过切片,把它切成一片片薄薄的硅片。

这切片可讲究了,要切得又薄又均匀,不然这电池性能可能就会受影响啦。

而且在这个过程中,对硅片的表面质量要求可高了,不能有太多瑕疵,就像女孩子挑衣服,一点点小毛病都不能忍呢。

二、制绒。

制绒这个步骤超有趣的。

硅片的表面要变得像绒绒的毯子一样,为啥要这样呢?这是为了减少光的反射呀。

光要是在硅片表面滑溜溜地就反射走了,那可不行,我们要让光尽可能多地被硅片吸收,就像让小水珠都渗进土里一样。

通过化学腐蚀的方法,硅片表面就出现了一个个小金字塔形状的绒面,光打在上面就像掉进了小陷阱,想跑都跑不掉啦,只能乖乖地被硅片吸收,然后转化成电能。

三、扩散。

扩散这个环节就像是给硅片注入魔法一样。

在这个过程中,要把一些杂质原子扩散到硅片里,一般是磷原子。

这些磷原子就像一个个小战士,进入硅片内部,改变硅片的电学性质。

这就使得硅片有了P - N结,这个P - N结可是硅太阳能电池的心脏哦。

它就像一个小阀门,控制着电子的流动方向,让电子只能按照我们想要的方向跑,这样才能顺利地把光能转化成电能,然后向外输出呢。

四、刻蚀。

刻蚀就像是给硅片做个小美容。

扩散完之后,硅片表面可能会有一些多余的杂质或者是不平整的地方,刻蚀就是把这些不好的东西去掉。

就像我们脸上长了痘痘,得把痘痘去掉才能有光滑的皮肤一样。

通过化学或者物理的方法,把那些不需要的部分去除掉,让硅片的表面更加干净整洁,这样电子在里面跑起来就更顺畅啦。

五、去磷硅玻璃。

这一步可不能少哦。

在扩散过程中会产生一种磷硅玻璃,它就像一层小薄膜一样盖在硅片上。

这层东西要是不除掉,会影响电池的性能呢。

所以要用特殊的溶液把它溶解掉,让硅片重新露出干净的表面,就像把蒙在眼睛上的布拿掉,让硅片能更好地工作。

1_太阳能电池片生产工艺流程

1_太阳能电池片生产工艺流程

1_太阳能电池片生产工艺流程太阳能电池片的生产工艺流程包括以下几个主要步骤:硅材料准备、单晶硅制备、多晶硅制备、硅片生产、太阳能电池片制备、电池片测试和封装。

第一步是硅材料的准备。

太阳能电池片大多使用硅材料制作,硅材料主要是以矽矿石加工得到的纯硅。

矽矿石一般经过破碎、乾燥、磁选等步骤处理,去除其中的杂质,纯化硅材料。

第二步是单晶硅的制备。

单晶硅是按照一定的方法和工艺条件,通过化学反应或者物理方法,使硅矿石中的硅原子重新排列制成,以获得纯度较高,晶体结构完整的硅材料。

单晶硅是最理想的太阳能电池材料。

第三步是多晶硅的制备。

多晶硅相对于单晶硅来说纯度较低,但是成本更低,因此在太阳能电池片的制作中也被广泛应用。

多晶硅的制备过程中,矽炉和硅棒是关键设备和原材料。

矽炉用来熔化硅材料,硅棒则是通过将熔化的硅材料钢水注入到硅棒中,并进行拉伸形成多晶硅棒。

第四步是硅片生产。

硅片是太阳能电池片的载体,其表面需要进行背面抛光和清洗处理,以去除杂质和氧化物。

然后将硅棒切割成一定大小的片块,再进一步进行酸洗和抛光处理,使其表面达到较高的光亮度。

同时,硅片的厚度也需要根据要求进行调整。

第五步是太阳能电池片的制备。

在这一步骤中,首先需要将硅片经过P型和N型的掺杂,形成P-N结。

接着,在硅片表面形成一层氧化硅,并在上面应用光刻和蚀刻技术,制作出电池的正负极。

然后,在硅片表面涂覆一层导电薄膜,并通过电镀或者物理气相沉积等方法制作电池的电极。

第六步是电池片的测试。

在这一步骤中,需要对生产出来的太阳能电池片进行各项性能测试,包括开路电压、短路电流、光电转换效率等指标的测量。

通过这些测试,可以确保电池片的质量和性能符合要求。

最后一步是电池片的封装。

在这一步骤中,需要将电池片与其他部件进行连接和封装,以形成太阳能电池模块。

这包括电池片的串连和并连,以及外部边框和玻璃罩等外包装的安装。

封装完成后,太阳能电池模块即可供日常使用。

总之,太阳能电池片的生产工艺流程包括硅材料准备、单晶硅制备、多晶硅制备、硅片生产、太阳能电池片制备、电池片测试和封装。

晶硅太阳能电池制造工艺流程及工序简介24页PPT

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,审容源自膝之易安

1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根
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晶硅太阳能电池制造工艺流程及工序 简介
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7、翩翩新 来燕,双双入我庐 ,先巢故尚在,相 将还旧居。
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9、 陶渊 明( 约 365年 —427年 ),字 元亮, (又 一说名 潜,字 渊明 )号五 柳先生 ,私 谥“靖 节”, 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散

晶体硅生产的工艺流程详解

晶体硅生产的工艺流程详解

晶体硅生产的工艺流程详解硅材料是当前最重要的半导材料,目前常用的太阳能电池是硅电池。

单质硅是比较活泼的一种非金属元素,它能和96种稳定元素中的64种元素形成化合物。

硅的主要用途是取决于它的半导性。

晶体硅包括单晶硅和多晶硅,晶体硅的制备方法大致是先用碳还原SiO2成为Si,用HCl反应再提纯获得更高纯度多晶硅,单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。

硅的单晶体。

具有基本完整的点阵结构的晶体。

用于制造太阳能电池的多晶硅纯度要求达到99.9999%。

晶体硅生产一般工艺流程⑴ 清洗清洗的目的:1去除硅片表面的机械损伤层。

2对硅片的表面进行凹凸面(金字塔绒面)处理,增加光在太阳电池片表面的折射次数,利于太阳能电池片对光的吸收,以达到电池片对太阳能价值的最大利用率。

3清除表面硅酸钠、氧化物、油污以及金属离子杂质。

化学清理原理:HF去除硅片表面氧化层:HCl去除硅片表面金属杂质:盐酸具有酸和络合剂的双重作用,氯离子能与溶解片子表面可能沾污的杂质,铝、镁等活泼金属及其它氧化物。

但不能溶解铜、银、金等不活泼的金属以及二氧化硅等难溶物质。

安全提示: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。

⑵制绒制绒的目的: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。

制绒的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。

反应为:Si+2NaOH+H2O →Na2SiO3 +2H2 ↑影响绒面的因素: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槽体密封程度、乙醇或异丙醇的挥发程度⑶扩散扩散的目的:在p型晶体硅上进行N型扩散,形成PN结,它是半导体器件工作的“心脏”;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POCl3磷扩散原理:1. POCl3在高温下(>600℃)分解生成五氯化磷(PCl5)和五氧化二磷(P2O5),其反应式如下:2.生成的P2O5在扩散温度下与硅反应,生成二氧化硅(SiO2)和磷原子,其反应式如下:3由上面反应式可以看出,POCl3热分解时,如果没有外来的氧(O2)参与其分解是不充分的,生成的PCl5是不易分解的,并且对硅有腐蚀作用,破坏硅片的表面状态。

晶硅太阳能电池的原理和工艺流程

晶硅太阳能电池的原理和工艺流程

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太阳能电池工艺流程

太阳能电池工艺流程

太阳能电池工艺流程太阳能电池是将太阳能直接转化为电能的设备,其工艺流程主要包括硅单晶片制备、制作PN结、表面处理、金属电极制作、封装等步骤。

首先,硅单晶片制备是太阳能电池工艺流程的第一步。

这一步骤是通过将硅石经过熔炼、晶种引入、晶体拉扯等工艺制得硅单晶片。

硅单晶片具有较高的晶体纯度和结晶度,是制造高效太阳能电池的基础材料。

接下来是制作PN结。

PN结是太阳能电池的关键部分,它是通过给硅单晶片进行硼掺杂和磷掺杂,形成P型区和N型区,并在P-N结附近形成空间电荷区域,形成电场,使光生电子与空穴分开,并产生光电流。

然后是表面处理。

为了增加表面的光吸收能力,提高太阳能电池的光电转换效率,需要对硅单晶片表面进行化学蚀刻和溅射法进行表面处理,使其具有良好的光吸收和反射特性。

接下来是金属电极制作。

一般来说,太阳能电池的金属电极主要有负极铝电极和正极银电极。

制作金属电极需要将负极铝电极和正极银电极分别涂覆到硅单晶片的背面和正面,并进行烧结处理,以加强其与硅单晶片的接触性能和导电性能。

最后是封装。

为了保护太阳能电池电极和电池芯片不受外界环境的损害,需要将太阳能电池进行封装。

常见的封装方式有玻璃封装和塑料胶封装。

玻璃封装一般采用表面喷涂法,将太阳能电池与玻璃基板粘结在一起,形成太阳能电池模块。

塑料胶封装则将太阳能电池置于塑料包装袋中,并将其密封。

综上所述,太阳能电池的工艺流程主要包括硅单晶片制备、制作PN结、表面处理、金属电极制作和封装等步骤。

这些步骤的完成,使得太阳能电池具备了高纯度晶体,良好的PN结,较高的光吸收能力和光电转换效率,并能起到保护电池电极和芯片的作用。

随着太阳能电池技术的不断进步,太阳能电池工艺流程也在不断完善,以提高太阳能电池的效能和生产效率。

晶硅太阳能电池组件生产的基本工艺流程

晶硅太阳能电池组件生产的基本工艺流程

晶硅太阳能电池组件生产的基本工艺流程1.晶硅太阳能电池组件生产的第一步是选用优质的硅材料。

The first step in the production of crystalline silicon solar cell modules is to select high-quality silicon materials.2.硅材料经过精炼和加工后,制成硅片。

The silicon material is refined and processed to produce silicon wafers.3.硅片经过切割和抛光,形成标准尺寸的太阳能电池片。

The silicon wafers are cut and polished to form solar cell chips of standard size.4.太阳能电池片经过清洗和检验,确保质量达标。

The solar cell chips are cleaned and inspected to ensure quality standards are met.5.经过清洗和检验的电池片被涂覆上导电层和抗反射层。

The cleaned and inspected solar cell chips are coated with conductive and anti-reflective layers.6.经过光刻和腐蚀工艺,形成正负极电极。

Through photolithography and etching processes, positive and negative electrodes are formed.7.电池片经过扩散工艺,形成PN结。

The cell chips are diffused to form PN junctions.8.经过清洗和检验后,电池片被组装成电池组件。

After cleaning and inspection, the cell chips are assembled into solar modules.9.电池组件经过外观检查和性能测试,确保无缺陷。

单晶硅太阳能电池详细工艺

单晶硅太阳能电池详细工艺

单晶硅太阳能电池详细工艺第一篇:单晶硅太阳能电池详细工艺单晶硅太阳能电池1.基本结构2.太阳能电池片的化学清洗工艺切片要求:①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。

②断面完整性好,消除拉丝、刀痕和微裂纹。

③提高成品率,缩小刀(钢丝)切缝,降低原材料损耗。

④提高切割速度,实现自动化切割。

具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类:1、有机杂质沾污:可通过有机试剂的溶解作用,结合兆声波清洗技术来去除。

2、颗粒沾污:运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径≥ 0.4 μm颗粒,利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒。

3、金属离子沾污:该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。

硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类:(1)、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。

(2)、带正电的金属离子得到电子后面附着(尤如“电镀”)到硅片表面。

1、用 H2O2作强氧化剂,使“电镀”附着到硅表面的金属离子氧化成金属,溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。

2、用无害的小直径强正离子(如H+),一般用HCL作为H+的来源,替代吸附在硅片表面的金属离子,使其溶解于清洗液中,从而清除金属离子。

3、用大量去离子水进行超声波清洗,以排除溶液中的金属离子。

由于SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液,通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用,使有机物沾污变成水溶性化合物,随去离子水的冲洗而被排除;同时溶液具有强氧化性和络合性,能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等,使其变成高价离子,然后进一步与碱作用,生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。

因此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污,亦能去除某些金属沾污。

在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的清洗效果。

另外SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液,具有极强的氧化性和络合性,能与氧化以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。

被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。

单晶硅电池工艺流程

单晶硅电池工艺流程

单晶硅电池工艺流程单晶硅电池是太阳能光伏电池中最常见的一种,其工艺流程主要包括单晶硅棒拉制、硅片锯切、表面处理、P/N结形成、金属化覆盖和封装等步骤。

首先是单晶硅棒拉制。

该步骤是通过将高纯度的硅棒放入高温电炉中进行熔化,然后通过拉制机械将熔融的硅棒逐渐拉成需要的直径。

拉制过程中需要保持一定的拉速和温度,以确保所拉制的硅棒纯度和晶格结构的一致性。

接下来是硅片锯切。

拉制成的单晶硅棒需要根据要求进行锯切,一般的硅片直径为156mm或125mm。

硅片锯切是通过特殊的刀片将硅棒切割成薄片,以获得单晶硅片。

然后是表面处理。

表面处理是为了去除硅片表面的杂质和氧化层,以提高电池片的光吸收率。

常见的表面处理方法有化学腐蚀、喷砂和化学抛光等。

接下来是P/N结形成。

P/N结的形成是通过在单晶硅片的两个表面分别掺入P型和N型杂质,使之形成P型和N型的半导体。

这个过程需要在高温下进行,以确保杂质在硅片中的扩散。

然后是金属化覆盖。

金属化覆盖是为了将电荷从光伏电池片传导到外部,一般使用的是铝和银等导电材料。

首先需要在硅片的正面和反面蒸镀一层导电膜,然后使用光刻工艺形成金属之间的导电线路。

最后是封装。

封装是将光伏电池片与玻璃基板、背板和密封胶等进行组合,形成一个具有保护功能的太阳能电池模块。

封装过程需要将电极引线连接到电池片上,以及在外部覆盖保护层。

整个单晶硅电池的工艺流程如上所述。

这是一个复杂的过程,需要严格的操作和控制,以确保电池的质量和性能。

随着技术的进步,这个工艺流程也在不断优化和改进,以提高太阳能电池的转化效率和降低成本。

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

PV的意思:它是英文单词Photovoltaic的简写,中文意思是“光生伏特”(简称“光伏”)。

在物理学中,光生伏特效应(简称为光伏效应),是指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象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。

太阳能电池制造工艺---工艺流程以及工序简介

太阳能电池制造工艺---工艺流程以及工序简介
2. 钝化作用能使硅电池表面具有很小的 反射系数,减少光反射损失,提高太 阳电池的光电转换效率。
4.丝网印刷工序
? 上电极以及正面的小栅线是银浆 ? 背电极是银铝浆 ? 背电场是铝浆
? 背电极、上电极以及小栅线起到收 集电子的作用。
? 背电场的作用是可以提高电子的收
集速度,从而提高电池的短路电流
(J SC)和开路电压(V OC)进而提 高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(POCl 3液态扩散)
谢谢大家!
(c). 去磷硅玻璃---PSG
在扩散过程中发生如下反应:
4PCl3 ? 5O2 ? 2P2O5 ? 6Cl2 ?
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:
2PO ? 5Si ? 5SiO ? 4P ?
25
2
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。
太阳能电池制造工艺
——工艺流程以及工序简介
1. 前言
硅太阳能电池的结构及其工作原理:
磷扩散层
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。
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(b). 多晶制绒 多晶制绒---RENA InTex 3Si + 2HNO3 +18HF = 3H2SiF6 + 0.45NO +1.35NO2 + 0.1N2O + 4.25H2 + 2.75H2O 目的与作用: 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。
ser刻蚀工序 刻蚀工序 6.
Laser刻蚀的目的、作用: Laser刻蚀的目的、作用: 刻蚀的目的 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 硅片经Laser刻蚀后的示意图 Laser
测试分选工序 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。
11.激光 11.激光 10.烧 结 10.烧
9.丝网印刷正电极 9.丝网印刷正电极 8.烘 干 8.烘
2)、工序简介 )、工序简介 )、
目前硅太阳能电池制造工序主要有: 目前硅太阳能电池制造工序主要有: 制绒清洗工序 扩散工序 PECVD工序 丝网印刷工序 烧结工序 Laser刻蚀工序 测试分选工序
2.
4.丝网印刷工序 4.丝网印刷工序
上电极以及正面的小栅线是银浆 小栅线是银浆 上电极 背电极是银铝浆 背电场是铝浆 背电极、上电极 小栅线起到收 背电极、上电极以及小栅线 小栅线 集电子的作用。 背电场的作用是可以提高电子的收 背电场 集速度,从而提高电池的短路电流 (J SC)和开路电压(V OC)进而提 高电池的光电转换效率。
600°C以上 5 POCl 3 → 3PCl 5 + P2 O5
2 P2 O5 + 5Si 900°C以上 → 5SiO 2 + 4 P ↓
4 PCl 5 + 5O 2 ∆ 2 P2 O5 + 10Cl 2 ↑ →
3.沉积减反射膜(PECVD) 3.沉积减反射膜(PECVD)工序 沉积减反射膜
1. 制绒清洗工序
(a).单晶制绒 捷佳创 单晶制绒---捷佳创 单晶制绒
目的与作用: 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)为了提高单晶硅太阳能电池的光电转 ) 换效率,根据单晶硅的各向异性的特性, 利用碱(KOH)与醇(IPA)的混合溶液在单 晶硅表面形成类似“金字塔”状的绒面, 有效增强硅片对入射太阳光的吸收,从而 提高光生电流密度。
1)、硅太阳能电池的制造工艺流程: )、硅太阳能电池的制造工艺流程: )、硅太阳能电池的制造工艺流程
清洗制绒 清洗CVD 去磷硅玻璃
烧结
分选测试
检验入 检验入库
1.原料硅片清洗制绒 1.原料硅片清洗制绒 12.测试分选 12.测试分选
2.高温扩散(液态扩散) 2.高温扩散(液态扩散) 高温扩散 3.去磷硅玻璃( PSG) 3.去磷硅玻璃(去PSG) 去磷硅玻璃 4.沉积减反射膜(PECVD) 4.沉积减反射膜(PECVD) 沉积减反射膜 5.丝网印刷背电极 5.丝网印刷背电极 6.烘 6.烘 干 7.丝网印刷背电场 7.丝网印刷背电场
测试分选
发电应用
谢谢大家!
2.
3.
扩散( 液态扩散) 2. 扩散(POCl3液态扩散)
扩散的目的:制造太阳能电池的 结。 制造太阳能电池的PN结 制造太阳能电池的
PN结是太阳能电池的“心脏” 。 制造PN结,实质上就是想办法使受主杂质在半导体晶体内的一个 区域中占优势(P型),而使施主杂质在半导体内的另外一个区域 中占优势(N型),这样就在一块完整的半导体晶体中实现了P型 和N型半导体的接触。
(c). 去磷硅玻璃 去磷硅玻璃---PSG
在扩散过程中发生如下反应:
4 PCl3 + 5O2 → 2 P2O5 + 6Cl2 ↑
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 + 5Si → 5SiO + 4 P ↓
2 5 2
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、 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, 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( 左右) 磷硅玻璃的折射率在 左右,比氮化硅折射率(2.07左右)小, 左右 左右 若磷硅玻璃较厚会降低减反射效果。 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,使电池 磷硅玻璃中含有高浓度的磷杂质,会增加少子表面复合, 效率下降。 效率下降。
正电极
5.烧结工序 5.烧结工序
烧结的目的、作用: 烧结的目的、作用:
燃尽浆料的有机组分,使浆料和硅片形成良好的欧姆接触, 从而提高开路电压和短路电流并使其具有牢固的附着力与良 好的可焊性。 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。 上电极的银、氮化硅、二氧化硅以及硅经烧结后形成共晶, 从而使电极与硅形成良好的欧姆接触,从而提高开路电压和 短路电流。
太阳能电池制造工艺
——工艺流程以及工序简介
1.前言 前言
硅太阳能电池的结构及其工作原理: 硅太阳能电池的结构及其工作原理:
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
磷扩散层
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。
沉积减反射膜的作用、目的: 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 行钝化。 的悬空键和降低表面态, 的悬空键和降低表面态,从而降低 表面复合损失, 表面复合损失,提高太阳电池的光 电转换效率。 电转换效率。 钝化作用能使硅电池表面具有很小 的反射系数,减少光反射损失, 的反射系数,减少光反射损失,提 高太阳电池的光电转换效率。 高太阳电池的光电转换效率。
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 PSG(磷硅玻璃) 、PECVD 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、Laser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。
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