电池线工艺流程

电池线工艺流程训练支援部电池种类•太阳电池—将太阳光能直接转换为电能的半导体器件●种类●硅太阳电池1)Si太阳电池1)单晶硅片2)GaAs太阳电池2)多晶硅片3)染料敏化电池3)非晶硅薄膜4)Cu2S电池4)多晶硅薄膜•目前多数公司主要生产单晶、多晶太阳电池电池型号（以边长尺寸定义）•103×103mm•125×125mm•150×150mm•156×156mm如何区分单晶与多晶硅片•由于单晶和多晶硅片的生产工艺不一，多晶是正方的，单晶硅片的四个边缘是有弧度的•对于成品电池更好区分：单晶是有绒面的，而多晶由于晶界排列不整齐我们看到的多晶硅片表面有花纹。太阳电池的工作原理—光生伏特效应吸收光子，产生电子空穴•电子空穴对被内建电场分离在PN结两端产生电势*将PN结用导线连接，形成电流•在太阳电池两端连接负载，•实现了将光能向电能的转换太阳电池电性能参数短路电流（Isc）：理想情况下，等于光生电流IL。影响因素：面积、光强、温度多晶硅太阳电池32mA左右单晶硅太阳电池34mA左右（绒面）开路电压（Voc）：影响因素：光强、温度、材料特性晶体硅太阳电池600mV左右填充因子（FF）：最大输出功率与开路电压和短路电流乘积之比FF=Pm/VOCISC=VmIm/VOCISC影响因素：串联电阻、并联电阻转换效率（η）：PinVmIm电池线操作流程装片→检查花篮→制绒→清洗→甩干→扩散前装片→扩散→测方块电阻→扩散后卸片→刻蚀夹片→刻蚀→刻蚀装片→去磷硅玻璃→甩干→PECVD上料插片→PECVD镀膜→PECVD下料卸片→丝网上料→丝网第一道印刷→烘箱→丝网第二道印刷→烘箱→丝网第三道印刷→烧结→分类检测→质检→包装→入库制绒•通过化学反应，使硅片表面形成更加明显的凹凸面（金字塔绒面）效果，增加光在电池片表面的折射次数,增加对光的吸收。•原理:利用碱(NaOH)与异丙醇(（CH3）2CHOH)的混合液对（100）晶向的单晶硅片的各项异性腐蚀，在表面形成类似“金字塔”状的绒面，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。酸洗•对制好绒面的硅片的表面进行酸洗，增加硅片的洁净度。•酸洗流程为：HF→去离子水(循环水)→HCl→去离子水(循环水)→喷淋•HCL去除硅片表面的金属离子•HF去除硅片表面的氧化物太阳电池制造过程-化学清洗•HCL去除硅片表面的金属离子•HF去除硅片表面的氧化物甩干•甩干机从字面上来看其实就是利用电机的高速旋转产生的离心力作用，达到硅片表面干燥的作用。•工作流程：先电机低速旋转喷水的情况下，使水把硅片表面附着的微小颗粒带走；再电机高速旋转喷入高温氮气的条件下使硅片表面快速干燥。达到我们所需要的效果。扩散原理：POCL3在通O2的情况下，高温分解成P2O5，P2O5与Si反应生成SiO2和P，P沉积在硅片表面，并向硅片内部扩散，从而使硅片内部形成PN结。目的：在硅片内部形成PN结。反应方程式：POCl3+O2→2P2O5+6Cl2↑2P2O5+5Si→5SiO2+4P↓太阳电池制造过程-扩散在P型半导体表面掺杂五价元素磷在硅片表面形成PN结外层：磷硅玻璃中间：N型半导体硅P型半导体硅等离子体刻蚀原理•等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性反应物而被去除。太阳电池制造过程-等离子体刻蚀去除边缘PN结，防止上下短路磷硅玻璃磷硅玻璃P型硅N型硅N型硅什么是磷硅玻璃？•在扩散过程中发生如下反应：•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：•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。磷硅玻璃的去除•氢氟酸是无色透明的液体，具有较弱的酸性、易挥发性和很强的腐蚀性。但氢氟酸具有一个很重要的特性是它能够溶解二氧化硅，因此不能装在玻璃瓶中。•在半导体生产的清洗和腐蚀工艺中，主要就利用氢氟酸的这一特性来除去硅片表面的二氧化硅层•氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸能与二氧化硅作用生成易挥发的四氟化硅气体。•若氢氟酸过量，反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。•总反应式为：O2HSiF4HFSiO242][SiFH2HFSiF624O2H][SiFH6HFSiO2622太阳电池制造过程-去磷硅玻璃•用HF酸把上下表面的磷硅玻璃去除P型硅N型硅N型硅•PECVD：PlasmaEnhanceChemicalVapourDeposition•等离子增强化学气相沉积•工作原理：PECVD系统是一组利用平行板镀膜舟和低频等离子激发器的系列发生器。在低压和升温的情况下，等离子发生器直接在装在镀膜板中间的介质中间发生反应。所用的活性气体为硅烷SiH4和氨NH3。PECVD太阳电池制造过程-PECVD•在硅片表面镀上一层深蓝色的氮化硅膜•可以充分吸收太阳光，降低反射•在硅片表面有氢钝化的作用氮化硅膜丝网印刷原理•丝网印刷是通过刮条挤压丝网弹性形变后将浆料漏印在需要印刷的材料上的一种印刷方式，这也是目前普遍采用的一种电池工艺。•流程：上料---第一道印刷---烘箱---第二道印刷----烘箱----第三道印刷---烧结----下料太阳电池制造过程-背电极印刷•在太阳电池背面丝网印刷印上引出电极•使用浆料是银铝浆背电极太阳电池制造过程-背电场印刷•在太阳电池背面丝网印刷铝浆•通过烧结穿透背面PN结•和P型硅形成良好的接触背电场太阳电池制造过程-正电极印刷•在太阳电池正面丝网印刷银浆，形成负电极•正面电极有主栅线和副栅线组成主栅线副栅线太阳电池结构正电极铝背场负电极主栅线负电极子栅线分检的工作原理本系统通过模拟AM(AirMass)1.51000W/m２太阳光脉冲照射PV电池表面产生光电流，光电流流过可编程模拟负载，在负载两端产生电压，负载装置将采到的电流，电压传送给Scload计算，得到IV曲线及其它指标，并根据实际光强和温度对它们进行修正.Scload根据测试结果，按照给定的分类规则分类，将分类结果传送给分检系统，分检系统将已分类的电池放到相应的电池盒里．