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对电池的影响 ● 光学减反射——提高Isc ● 表面钝化——提高Uoc * * 太阳能电池原理及工艺中常见问题 郭鹏 2011年3月2日 一 电池结构和工作原理 二 工艺原理和常见问题 Texture Diffusion PSG PECVD Printing Cofiring 1. Texture—— 制作绒面，增加光吸收 硅的原子结构——面心立方 单晶 严格长程有序 基本无位错，缺陷少，复合低 特定浓度碱溶液：各向异性—金字塔 多晶 长程无序，短程有序 大量位错，有晶界、缺陷，复合严重 酸溶液：各向同性—小蚯蚓状坑 水分子对羟基的屏蔽作用 Si+NaOH=NaSiO3+H2 Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O slow 2NO2+H2O=HNO2+HNO3 Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O fast SiO2+4HF=SiF4+2H2O 3SiO2+18HF=3H2SiF6+6H2O NaOH: 1% IPA: 8% 缓冲、释放H2 NaSiO3: 减缓、成核 ● 绒面对电池性能的影响 单晶：12% 多晶：20% 主要设备 捷佳创 瑞晶 四十八所 主要设备 Rena Schimid 库特勒 聚晶 ● 单晶制绒酸洗工艺流程 超声 清洗 DI 溢流 粗 抛 DI 溢流 制作 绒面 DI 溢流 DI 喷淋 氮气 烘干 HF 酸洗 DI 溢流 HCL 酸洗 DI 溢流 DI 喷淋 DI 喷淋 温度: 80℃ ; NaOH: 1% IPA: 8% 缓冲、释放H2 NaSiO3: 减缓、成核 添加剂（时创、大远） ● 多晶制绒酸洗工艺流程 制作 绒面 DI 喷淋 NaOH 碱洗 DI 喷淋 HF/HCL 酸洗 N2 吹干 DI 喷淋 HNO3:35% HF:10% 3℃ 3Si+4HNO3=3SiO2+4NO+2H2O 3SiO2+18HF=3H2SiF6+6H2O 18℃ 5% 中和多余的HF和HCL 去除多孔硅 温度 浓度 带速 腐蚀量 绒面尺寸 反射率 去除金属离子 ● 多晶制绒常见问题 腐蚀量标准（0.35-0.45） 增加带速，稀释酸浓度 碎片增加；弓片出现；绒面过大——反射率增加，Isc降低；绒面不均匀——方阻不均匀，Ncell波动较大； 太大 增加酸浓度或者降低带速 不能去掉损伤层 太少 解决措施 后续影响 腐蚀量 2. HF过多——片子偏暗，网纹较重； HNO3过多——片子较亮，即所谓抛光； 网纹多且硅片发亮——溶液比例失调，建议换液； 表面发黄——碱槽浓度低，碱槽循环不足，喷淋口方向不对或喷淋口堵塞。 2微米/min 酸液激活！！！ DI电阻率——18MΩ·CM，否则会引入杂质，导致漏电增加； 制绒后严禁裸手接触硅片： a. 手指印，电池片降级； b. 引入钠离子，扩散进入PN结空间电荷区，增加漏电； 单晶制绒问题 花篮印 抛光片 白斑 油污色斑 等等 2. Diffusion—— 制作PN结，电池的心脏 扩散机制——浓度梯度 硅原子 a 替位式（Ｂ、Ｐ） 填隙式 Si+4 Si+4 B+3 Si+4 N型硅 Si+4 Si+4 P+5 Si+4 P型硅 扩散装置 化学反应机理 扩散模型 菲克第一定律 菲克第二定律 边界 条件 当杂质原子总量恒定(高斯函数分布) 当表面浓度恒定(余误差函数分布) （掺硼）p-type Si Sub （掺磷） n-type 方块电阻——就是表面为正方形的半导体薄层在电流方向上  所呈现的电阻 R□=ρ/ t， ρ: N型层电阻率；t：为扩散结深； ρ=nμq，n：N型层掺杂浓度； μ：电子迁移率；q：电子带电量； R□=1/nμqt；和表面浓度和结深成反比； V I 四探针法 50-60 高方阻+密栅+新浆料 扩散常见问题 方阻不均匀 四探针测试 炉口密封 排风不稳 尾气管堵塞 源瓶温度不稳 扩散时氧气量适中，少：腐蚀硅片；多：浓度上不去； 扩散后硅片表面发蓝 硅片未甩干进入扩散炉 表面形成氧化层 经常清洗石英舟和尾气管，严禁裸手接触硅片！ 磷源 熔点1.25℃，沸点105.3 0℃， 蒸汽压高，挥发性强，蒸汽有毒。温度高会爆 裂 5. 三氯氧磷 三氯氧磷正式名称为氧氯化磷，又名磷酰氯。为无色透明发烟液体，有辛辣气味。熔点2℃，沸点105.1℃，密度1.675kg/l。有强腐蚀性、毒性，不燃烧。 三氯氧磷遇水或水蒸汽剧烈反应生成磷酸与氯化氢等有毒的腐蚀性烟雾，对皮肤、粘膜有刺激腐蚀作用。三氯氧磷可引起急性中毒，在短期内吸入大量三氯氧磷蒸汽可引起上呼