太阳能电池相关技术及其应用浅析(校一等奖).doc

太阳能电池技术其应 学校：海南中学：高二3)班 成员：桂子玙、张震坤、曾泽锦 一、制造流程 2.多晶硅太阳能电池生产工艺： 3.多晶硅太阳能组件生产工艺流程： （1）丝网印刷及其相关技术 多晶硅电池的规模化生产中广泛使用了丝网印刷工艺，该工艺可用于扩散源的印刷、正面金属电极、背接触电极，减反射膜层等，随着丝网材料的改善和工艺水平的提高，丝网印刷工艺在太阳电池的生产中将会得到更加普遍的应用。 a.发射区的形成 利用丝网印刷形成PN结，代替常规的管式炉扩散工艺。一般在多晶硅的正面印刷含磷的浆料、在反面印刷含铝的金属浆料。印刷完成后，扩散可在网带炉中完成（通常温度在900度），这样，印刷、烘干、扩散可形成连续性生产。丝网印刷扩散技术所形成的发射区通常表面浓度比较高，则表面光生载流子复合较大，为了克服这一缺点，工艺上采用了下面的选择发射区工艺技术，使电池的转换效率得到进一步的提高。 b.选择发射区工艺 在多晶硅电池的扩散工艺中，选择发射区技术分为局部腐蚀或两步扩散法。局部腐蚀为用干法（例如反应离子腐蚀）或化学腐蚀的方法，将金属电极之间区域的重扩散层腐蚀掉。最初，Solarex应用反应离子腐蚀的方法在同一台设备中，先用大反应功率腐蚀掉金属电极间的重掺杂层，再用小功率沉积一层氮化硅薄膜，该膜层发挥减反射和电池表面钝化的双重作用。在100cm2的多晶上转换效率超过13%的电池。在同样面积上，应用两部扩散法，未作机械绒面的情况下转换效率达到16%。 c.背表面场的形成 背PN结通常由丝网印刷A浆料并在网带炉中热退火后形成，该工艺在形成背表面结的同时，对多晶硅中的杂质具有良好的吸除作用，铝吸杂过程一般在高温区段完成，测量结果表明吸杂作用可使前道高温过程所造成的多晶硅少子寿命的下降得到恢复。良好的背表面场可明显地提高电池的开路电压。 d.丝网印刷金属电极在规模化生产中，丝网印刷工艺与真空蒸发、金属电镀等工艺相比，更具有优势，在当今的工艺中，正面的印刷材料普遍选用含银的浆料，其主要原因是银具有良好的导电性、可焊性和在硅中的低扩散性能。经丝网印刷、退火所形成的金属层的导电性能取决于浆料的化学成份、玻璃体的含量、丝网的粗糟度、烧结条件和丝网版的厚度。八十年度初，丝网印刷具有一些缺陷，)如栅线宽度较大，通常大于150微米；)造成遮光较大，电池填充因子较低；)不适合表面钝化，主要是表面扩散浓度较高，否则接触电阻较大。如今用先进的方法可丝网印出线宽达50微米的栅线，厚度超过15微米，方块电阻为2.5~4mΩ，该参数可满足高效电池的要求。有人在15×15平方厘米的Mc—Si上对丝网印刷电极和蒸发电极所作太阳电池进行了比较，各项参数几乎没有差距。  利用强电场或磁场使所需的气体源分子电离产生等离子体，等离子体中含有很多活性很高的化学基团这些基团经过经一系列化学和等离子体反应，在样品表面形成固态薄膜。 其主要作用是在太阳能电池及硅晶片的表面镀一层SiN薄膜，这层薄膜可以减少太阳光的反射率，增加光电转换效率。它还具有良好的抗氧化和绝缘性能，同时具有良好的掩蔽金属和水离子扩散的能力，化学稳定性良好，除氢氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外，其他酸基本不起作用。 （3）硅片腐蚀清洗与制绒 1.清洗的目的 经切片、研磨、倒角、抛光等多道工序加工成的硅片，其表面已吸附了各种杂质，如颗粒、金属粒子、硅粉粉尘及有机杂质，在进行扩散前需要进行清洗，消除各类污染物，且清洗的洁净程度直接影响着电池片的成品率和可靠率。清洗主要是利用NaOH、HF、HCL等化学液对硅片进行腐蚀处理， 完成如下的工艺： 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。 2.清洗的原理 ①HF去除硅片表面氧化层。 ②HCl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。 3.制绒工艺 目前在大工业生产中一般采用成本较低的氢氧化钠或氢氧化钾稀溶液(浓度为1%～2%)来制备绒面，腐蚀温度为80℃±5℃。另外，为了有效地控制反应速度和绒面的大小，会添加一定量的IPA作为缓释剂和络合剂。 理想的绒面效果，应该是金字塔大小均匀，覆盖整个表面。金子塔的高度在3～5μm之间，相邻金字塔之间没有空隙，具有较低的表面反射率，如图6所示。 有效的绒面结构，有助于提高电池的性能。由于入射光在硅片表面的多次反射和折射，增加了光的吸收，其反射率很低，主要体现在短路电流的提高 较为理想的绒面效果图（ ①烘干排焦一 在网带的上、下都装有加