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第三章.晶体太阳电池制造工艺

光伏产业链;一.硅资料制备工艺流程(西门子法);硅太阳电池制造过程;硅片制备;1.由硅砂到冶金硅

将石英砂放在大型电弧炉中,用焦碳进展复原。

SiO2+2CSi+2CO

硅定期从炉中倒出,并用氧气或氧-氯混合气体吹之以进一步提纯。然后倒入浅槽,逐渐凝固,便成冶金硅

(含硅97%-99%);2.由冶金硅到三氯氢硅

将冶金硅破碎成粉末,与盐酸在液化床上进展反响,得到三氯氢硅(TCS)。

Si+3HClSiHCl3+H2;3.由三氯氢硅到多晶硅

对三氯氢硅进展分馏,以到达超纯形状。

对超纯三氯氢硅用H2经过化学气相堆积(CVD)方法复原成多晶硅。

SiHCl3+H2Si+3HCl;4.多晶硅锭的制造

由西门子法得到的多晶硅棒,因未掺杂等缘由,不能直接用来制造太阳电池。

将熔化的硅经过定向凝固后,即可获得掺杂均匀,晶粒较大,成纤维状的多晶硅铸锭。;由硅砂到太阳电池组件;5.单晶硅棒的制造

(1)切克劳斯基(CZ)法

在单晶炉中将硅熔化,并将籽晶引向融熔的硅液,然后一边旋转,一边提拉,融熔的硅就在同一方向定向凝固,得到单晶硅棒。

掺杂可在熔化硅之前进展,利用许多杂质在硅凝固和熔化时的溶解度之差,使一些有害杂质浓集于底部,可以起到纯化作用。;切氏(CZ)法和区溶(FZ)法制单晶;(2)区熔(FZ)法

用水冷的高频线圈环绕硅单晶棒,使硅棒内产生涡电流而本身加热,使硅棒部分熔化,出现浮区,及时缓慢挪动高频线圈,同时硅棒旋转,使熔化的硅重新结晶。利用硅中杂质的分凝景象,提高了硅的纯度。反复挪动高频线圈,可使得硅棒中段不断提纯。最后得到高纯的单晶硅棒。;;多晶硅片和硅带制备;6.非晶硅膜的制造

利用化学气相堆积(CVD)法或物理气相堆积(PVD)法，可以得到非晶硅膜。

(CVD)法有:热化学气相堆积法；

辉光放电法；

光化学气相堆积法。

(PVD)法有:溅射法；

电子蒸发法。;二.晶体硅电池片制造工艺;2.硅片制备

选择硅片时，要思索硅资料的导电类型、电阻率、晶向、位错、少子寿命等。将符合要求的圆形单晶硅棒切割成厚度为0.2-0.4mm的硅片，并切去四边成方形。

对于多晶硅锭先进展破锭，再按要求切片。

在经过切、磨、抛、及腐蚀等工序后，硅资料普通要损失60%左右。;3.外表清洗腐蚀

用有机溶剂(如甲苯等)初步去油，再用热硫酸作化学清洗，去除沾污的杂质。

在酸性或碱性腐蚀液中进展外表腐蚀，去除外表的切片机械损伤，每面大约腐蚀掉30-50μm。

再用王水或其他其它清洗液进展化学清洗。

每道工序后都要用高纯的去离子水冲洗。;4.分散制结

是制造太阳电池的关键工序

方法有热分散；离子注入；外延；激光或高频电注入等。普通常用热分散方法。

热分散方法有:

涂布源分散，又分简单涂布源分散和二氧化硅乳胶源涂布分散；

液态源分散；

固态源分散。;5.去背结

在高温分散过程中，硅片的反面也构成了p-n结，所以要把背结去除。

常用的方法有化学腐蚀法；磨砂法和蒸鋁烧结法。;6.制造上、下电极

上电极通常是栅线状，以搜集光生电流。下电极布满在电池的反面，以减少电池的串联电阻。

制造方法有真空蒸镀、化学镀膜、鋁浆印刷烧结等。目前主要用鋁浆印刷烧结。

用涤纶薄膜制成所需电极图形的掩膜，贴在丝网上，然后套在硅片上用银、鋁浆印刷，再在真空和维护气氛中烧结。

用化学镀镍制备下电极。;;8.制减反膜

硅外表反射损失率大约为1/3。为了减少这部分损失，可采用减反射膜。

减反射膜资料常用：SiO2、TiO2、Ta2O5等。

制备方法常用：真空镀膜和离子镀膜法、溅射法、印刷法、喷涂法、PECVD堆积法。;9.检测实验

检验太阳电池性能能否合格，主要测试：太阳电池的伏-安特性曲线；开路电压；短路电流；最大输出功率等参数。

挑选分档，入库保管。;三.太阳电池组件的封装;组件封装工艺流程;1.电池分选

用测试仪器将不同性能参数的太阳电池分档，把参数相近的太阳电池进展组合。

串联时要将任务电流相近的太阳电池串在一同；并联时要将任务电压相近的太阳电池连在一同。以提高太阳电池组件的性能。;2.组合焊接

用金属互连条将电池的上、下电极按要求进展焊接，并清洗干净。;3.层压封装

上盖板常用低铁