太陽能電池工藝過程第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二什么是太陽能光伏技術

太陽是能量的天然來源。地球上每一個活著的生物之所以具有發揮作用的能力,甚至于是它的生存，都是由于直接或間接來自于太陽的能量。

太陽能是一種輻射能，太陽能發電就意味著---要將太陽光直接轉換成電能，它必須借助于能量轉換器才能轉換成為電能。這種把光能轉換成為電能的能量轉換器，就是太陽能電池。我們所生產的太陽能電池只要受到陽光或燈光的照射，就能夠把光能轉變為電能，它的工作原理的基礎是半導體PN結的光生伏打效應。當太陽光或其他光照射半導體的PN結時，就會在PN結的兩邊出現電壓（光生電壓），假如從PN結兩端引出回路，就會產生電流，太陽能電池就可以工作了。第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二太陽能電池在整個光伏產業鏈中的位置晶體硅太陽能光伏產業鏈主要包括：硅提純：如徐州中能，洛陽中硅等（最終產品是多晶原生料）拉晶/鑄錠切片：如河北晶龍，錦州陽光等（最終產品是硅片）單/多晶電池：如南京中電，天威英利等（最終產品是電池）組件封裝：如常州天合，蘇州阿特斯等（最終產品是組件）系統工程：如寧波太陽能，南京開元等（最終產品是系統工程）第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二晶體硅太陽能電池生產的工藝流程ChemicalEtching硅片表面化學腐蝕處理Diffusion

擴散Edgeetch

去邊結Anti-reflectivecoating

制做減反射膜Printing&sintering制作上下電極及燒結Celltesting&sorting

電池片測試分篩SolarCellManufacturing電池的生產工藝流程Cleaningprocess

去PSG第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二硅片表面化學腐蝕處理（一次清洗）目的：去除硅片表面的雜質殘留，制做能夠減少表面太陽光反射的

陷光結構。

原理

：

單晶：利用堿溶液對單晶硅各個晶面腐蝕速率的不同,在硅片表面形

成類似“金字塔”狀的絨面。

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+

2H2↑

多晶：利用硝酸的強氧化性和氫氟酸的絡合性，對硅進行氧化和絡

合剝離，導致硅表面發生各向同性非均勻性腐蝕，從而形成類似“凹陷坑”狀的絨面。

Si+HNO3→SiO2+NOx↑+H2OSiO2+6HF→H2SiF6+2H2O第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二絨面微觀圖硅片表面化學腐蝕處理（一次清洗）100X光學顯微鏡-單晶

1000X電子掃描鏡-單晶100X金相顯微鏡-單晶1000X電子掃描鏡-多晶5000X電子掃描鏡-多晶第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二硅片表面化學腐蝕處理（一次清洗）常見清洗不良品現象第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二制PN結（擴散）目的：在P型硅表面上滲透入很薄的一層磷，使前表面變成N型，使

之成為一個PN結。原理：

POCl3液態源：通過氣體攜帶POCL3分子進入擴散爐管，使之反應生成磷沉淀在表層。磷在高溫下滲透入硅片內部形成N區。

4POCL3+5O2=2P2O5+6Cl2↑2P2O5+5Si=4P+5SiO2

擴散后硅片截面示意圖POCl3液態源擴散原理圖第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二擴散的動態演示擴散的變化方向

1.選擇性發射極：在柵線覆蓋區域進行重摻（方阻20左右），未覆

蓋區域進行輕摻（方阻80左右）。

2.發射極淺結：降低表面方塊電阻（方阻60以上），減少死層和體

內復合，提高電池短波相應能力。制PN結（擴散）第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二去邊結目的：去除硅片邊緣的N型區域，將硅片內部的N層和P層隔離開，以達到PN結的結構要求。

原理

：

干法刻蝕（等離子刻蝕）：等離子刻蝕是采用高頻輝光放電反應，

使反應氣體激活成活性粒子，這些活性粒子與需要被刻蝕區域

的Si/SiO2發生反應，形成揮發性生成物而被去除。

第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二去邊結原理

：

濕法刻蝕（背腐蝕）：利用HF-HNO3溶液，對硅片背表面和邊緣進行高速腐蝕，以達到去掉邊緣層和消除背面絨面的作用。Si+HNO3→SiO2+NOx↑+H2OSiO2+6HF→H2SiF6+2H2O

激光去邊：利用激光束的高能量使硅熔化，在硅片背表面劃槽，

用來隔斷N層和P層，以達到分離的目的。去邊的發展方向：

由于濕法刻蝕的優勢比較明顯，相對轉換效率較高，因此以后

采用濕法刻蝕的廠家將會越來越多。第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二去PSG（二次清洗）目的：去除硅片表面的P-Si玻璃層（PSG）,為加鍍減反射膜做準備。原理

：利用HF和硅片表面的P-Si玻璃層反應，并使之絡合剝離，以

達到清洗的目的。

HF+SiO2→H2SiF6+H2O

去PSG發展方向：

相對來講，二次清洗是比較簡單的工藝，之后的發展應該會

如同RENA的設備一樣，集成濕法刻蝕設備，從而縮減流程。第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二鍍減反射膜（PECVD）目的：在硅片前表面均勻的鍍上一層高效的減反射膜，并對mc-Si進

行體鈍化。原理

：

PECVD是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成等離子體，而等離子化學活性很強，很容易發生反應，在基片上沉積出所期望的薄膜。

直接式PECVD間接式PECVD第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二鍍減反射膜（PECVD）板式PECVD相關介紹此系統有三個腔體，分別是進料腔，反應腔（包括預熱、沉積和冷卻三部分）和出料腔。各腔體直接有閘門閥隔開。第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二鍍減反射膜（PECVD）PECVD動態演示第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二印刷和燒結目的：在電池上下表面各印上電極圖形，經燒結與硅片形成歐姆接觸。

原理：銀漿，鋁漿印刷過的硅片，通過烘干有機溶劑完全揮發，膜層收縮成為固狀物緊密粘附在硅片上，可視為金屬電極材料層和硅片接觸在一起。當硅片投入燒結爐共燒時，金屬材料融入到硅里面，之后又幾乎同時冷卻形成再結晶層，也就是在金屬和晶體接觸界面上生長出一層外延層，如果外延層內雜質成份相互合適，這就獲得了歐姆接觸。印刷工藝流程：

印刷背電極→烘干→印刷背電場→烘干→印刷正面柵線燒結工藝流程：

印刷完硅片→烘干→升溫→降溫共晶→冷卻第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二印刷和燒結燒結完電池片外觀：125單晶硅電池125多晶硅電池絲網印刷和燒結發展趨勢

1.柵線高精化，利用高精密網版把細柵線做到100u以下。

2.燒結爐的發展追求RTP（快速熱處理）第十七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二單片測試和分選目的：通過模擬太陽光太陽能電池進行參數測試和分析，將電池片按照一定的要求進行分類。原理：利用太陽能電池的光譜特性，溫度特性，輸出特性等，通過相關參數的測定和計算，來表達電池的電性能情況。（具體內容非常復雜，這里不再贅述）重要參數光照強度：100mw/cm2轉換效率，功率，電池片面積（125單晶為例148.6cm2）的關系：