硅片材料特性对电池综合性能的影响页PPT文档

扩散
扩散 装卸舟
丝网印刷
硅片 周转
SiN镀 膜
硅片周转 及PSG清洗
边缘PN结 刻蚀
电池片各生产制 程中，有4类步骤均 会对硅片表面缺陷 产生扩大化影响， 分别为： 1.硅片制绒； 2.硅片刻蚀； 3.硅片印刷； 4.电池片加工过程 周转。
烧结
电池片印刷：由于硅片凸起 或凹陷的线痕影响，会使栅线 印刷效果降低，产生客户不可 接受的外观缺陷（结点，栅线 粗细不均）。
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8/17/2019
硅片缺陷与电池片相关性图例
线痕：线切过程中产生的明显可见的加工线缺陷；
结点
硅片线痕
硅片线痕会造成电池片印刷不良，包括结点和
粗细不均，同时由于丝网印刷的特殊性，一片线
痕会连续影响下面3~4片硅片印刷品质。
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细栅线粗细不均
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硅片缺陷与电池片相关性图例
规则性线痕：采用双向线切割ຫໍສະໝຸດ Baidu式产生的明显可见规则性线痕；
电池片水波纹
硅片规则性线痕
硅片规则性线痕会造成电池片水波纹，影响外观品质。
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硅片缺陷与电池片相关性图例
表面脏污：硅片的表面或侧面沾有硅胶或油污等杂物，影响硅片外观和 制绒效果的缺陷；
扩散工序
在P型衬底的硅片上，在高温下形成表面磷掺杂，从而得到 太阳能电池的关键部分---PN结。目前一般采用POCl3作为磷源 ，在卧式炉管中扩散。
P type：硼掺杂
N type：磷掺杂
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PECVD镀膜工序 在硅片表面沉积一层氮化硅减反射膜，以增加入射在硅片上的光的透射，减少反射。
0.2mm*0.5mm，最多允许2个 硅片裂开缺陷，不允许
线切过程中产生的明显可见的加工线缺陷，高度需小于15um 硅片侧面连续性微小崩边，多由粘胶面缺陷造成，长度需小于硅片
边长的1/2，宽度需小于片厚的1/3 硅片的表面或侧面沾有硅胶或油污等杂物，影响硅片外观和制绒效
果的缺陷，不允许 硅片中心厚度，需符合到货规格要求
硅片最厚点和最薄点之差（5点），需小于25um
硅片边长，需符合156±0.4mm
硅片对角线长度，需符合219.2±0.5mm 硅片碳、氧元素含量，
碳含量需符合≤0.9×10E17 atoms/cm3要求 氧含量需符合≤0.9×10E18 atoms/cm3要求 硅片钝化后少子寿命，需符合≥30μ s要求
硅片崩边
崩边经过制绒、刻蚀等一系列电池制作工艺后容易
恶化，造成高比例的电池片崩边、缺口及碎片。
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硅片缺陷与电池片相关性图例
缺口：贯穿硅片的局部缺损，按开口角度是否小于90°分为V型缺口 和钝形缺口；
硅片缺口
缺口经过制绒等一系列电池制作工艺后容易恶化， 造成高比例的电池片缺口及碎片。
硅片表面电阻率，需符合0.8-3 Ω .cm范围要求
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质量参数监控方式简介 尺寸测量点位：
厚度的测量方法：测量如图所示的硅 片中心点的厚度即是该硅片的厚度。
边长测量方法：如图 测量4条边的边长。
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TTV 测 量 方 法 ： 测 如 图 中 5 个 点 的厚度，5点中最大值与最小值 的差为该硅片的TTV。
测试分档
包装
硅片刻蚀：由于刻 蚀过程是化学清洗和 物理传动过程，若硅 片表面存在缺陷，会 导致制程碎片率升高 。
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硅片缺陷与电池片相关性图例
崩边：指硅片边缘或表面未贯穿晶片的局部缺损区域，当崩边在硅片 边缘产生时，其尺寸由径向深度和周边弦长给出；
电池片缺口
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制绒工序
功能 去除表面油污和切割损伤层 增大光接收面积 降低反射率，增加太阳光的吸收比例
化学用品 多晶：HNO3+HF 单晶：NaOH+酒精（或IPA）
单晶绒面SEM图片
多晶绒面SEM图片
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硅片表面脏污
硅片的表面污染，会造成硅片外观和制绒效 果的缺陷，影响电池片外观品质；甚至会对扩 散造成交叉污染，带来不稳定因素。
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硅片缺陷与电池片相关性图例
硅片粘胶面缺陷：硅片粘胶面一连串的小亮边，缺陷很小，与崩边相近；
电池片边缘缺陷
硅片粘胶面缺陷
硅片粘胶面一连串的小亮边，缺陷很小，与崩边及其相近，但经过制绒等相关工 艺后，缺陷容易恶化，造成电池片崩边、缺口及碎片，影响外观品质。
硅片材料特性对电池 综合性能的影响
向巍 黄宗明 电池基地 晶澳太阳能
纲要
太阳能晶硅电池工艺简介 硅片材料特性对电池外观质量的影响 硅片材料特性对电池电性能的影响
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太阳能电池的结构
成品片剖面图
原料片
正面
背面
成品片
太阳能电池由硅片基底、正面结构、背面结构组成；其中硅片特性是 影响电池综合性能的主要因素之一。
n12 n0 n2
n1d1 0 / 4
n0
n1d1 0/4
n2
r1
r2
1
δ1
2
板式PECVD机台
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管式PECVD机台
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丝网印刷工序 印刷分为三部分
• 电极印刷 • 电池片烧结 • 电池片检测
背电场：铝浆
正面电极：银浆
电 池 片 正 面
背电极：银
铝浆
电
池
片
反
面
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硅片质量参数监控简介
序号 1 2 3 4 6
7 8 9 10 11
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外观 尺寸 电性能
硅片缺陷 缺口 崩边 裂纹 线痕
小亮边
表面脏污 厚度 TTV 边长
对角线
碳氧含量
少子寿命 电阻率
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定义 贯穿硅片的局部缺损，不允许 指硅片边缘或表面未贯穿晶片的局部缺损区域，大小需小于
对角线测量方法：测量如 图所示的两条对角线长度 。
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外观监控项与电池片生产相关性介绍
预清洗
制绒
制绒后 清洗
硅片装卸 蓝
硅片制绒：由于制绒过程是化学腐 蚀和物理传动过程，若硅片表面存在缺 陷，会导致制程碎片率升高。
硅片周转：由于硅片表面 缺陷导致其表面承受应力降 低，在硅片周转过程中会造 成碎片率上升，硅片表面缺 陷扩大。