单晶硅电池生产工艺.ppt

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1、电池工艺流程,1 化学清洗,原片分拣,去损伤层,制作绒面,盐酸清洗,2 扩散刻蚀,扩散制结,刻蚀去边,去PSG层,3 制减反膜,PECVD设备,4 印刷电极,5 烧结,6 分选,印刷正极,印刷背场,印刷负极,把正负极和硅片烧在一起以便导电,APCVD设备或手工喷涂,印刷视频,清洗工艺,1 原片分拣（1）根据电阻率把电池分类。硅片常见电阻率分类0.5-6，0.5-3，3-6。（2）把藏片，厚片，薄片，缺损片，厚度不均匀片取出2 去损伤层：Si+2NaOH（30%）+H2O Na2SiO3+2H2，原叫减薄（原来硅片太厚，300m,目前18020 m）。思考：为什么硅片厚度会由300降低到180？

2、3 制绒 Si+2NaOH(0.8%-1.3%)+H2O Na2SiO3+2H2，溶液中加有酒精或异丙醇，增加各向异性引子，加速形成金字塔。85左右，时间10-50分钟 4 盐酸洗（V浓盐酸：V水=1:6）或盐酸（37%）双氧水（30%）混合洗（II号清洗液）（V浓盐酸：V双氧水：V水=1：1：6）85左右，清洗5-20分钟。盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与 Pt 2+、Ag+、Cd2+、Hg2+等金属离子形成可溶于水的络合物。5 HF洗（VHF:V水=1：10），室温,5-10分钟。有些厂家不用。,返回首页,两张多晶硅绒面显微照片,扩散,POCl3在高温下（600）分解生成五氯化磷（

3、PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下如果氧气充足，PCl5能和氧继续反应生成Cl2和P2O5。为了避免产生PCl5，应通入适量氧气。等离子刻蚀硅扩散后硅片表面有磷硅玻璃产生。SiO2混合P和P2O5。用HF清洗掉表面的磷硅玻璃。HF和水体积比1:10 偏磷酸 P2O5+H2O-2HPO3H3PO4-HPO3+H2O,返回首页,钛酸丁酯（Ti(OC2H5)4）无色至浅黄色液体。在-55时为玻璃状固体，置空气中易固化成透明细片。遇水分解。形成TiO2膜层的主要物质。,氮化硅膜的颜色与厚度的对比表,返回首页,返回首页,红外加热灯管 卤钨灯纵向温度分布曲线 横向温度的稳定性连续和非连续放片

4、,返回首页,一个烧结炉的温区温度,返回首页,电池生产线辅助仪器设备一览表,2.3去磷硅玻璃,3制减反膜,4.1背电极印刷,4.2背场印刷,4.3正面电极印刷,5烧结,清洗前检测(据厚度、电阻率等分拣，分拣仪器),刻蚀结果检测(万用表),减反膜检测(椭偏仪),2.2刻蚀机3,清洗结果检测(反射仪,显微镜)水质监测(电导率仪)化学品称量(一般电子秤),1清洗机一套,2.1扩散炉2,扩散结果检测(方块电阻测试仪)环境监测(尘埃粒子计数器),6分选,炉温测试仪 欧姆接触测试仪,电池生产线所需设备,浆料用量称量(高精度电子秤),4印刷,液氮和液氧储罐,CF4储罐,硅烷氨气储罐+硅烷燃烧塔,净 化 隔 离

5、 工 程,返回首页,1 车间环境要求 扩散要求最高，10000级，即每立方英尺中粒径0.5微米的粒子不超过10000个。（美国联邦标准209E，国际标准为ISO14644）。建议把车间所有工序净化等级设置为10000级。2 地区大气环境（1）尘埃粒子与净化成本；空气循环送风。（2）钠离子对半导体器件的危害 洛杉矶每立方大气中1013钠离子。直径0.1微米的NaCl粒子，潮解后会扩展为直径50微米的圆面积，相当于64k存储器一半的面积。钠等金属离子在硅材料中是有效的复合中心，它们会降低电池的电性能。钠离子的可移动性会降低组件的寿命，是组件衰减过快。,操作人员（不同的工作服）不同行动发尘量参考量,

6、保持半导体车间洁净度的有效措施,按重要性和可行性从高到底依次排列：1 车间人员全部穿无尘服。2 所有车间设计为10000级的净化;保持扩散烧结压强最大，其气体流向其他车间。3 各工序之间的隔离，尤其保护扩散。可通过小窗传递硅片。4 人员少走动，少串岗，尤其禁止闲杂人员进入扩散。5 进入车间前不要吸烟（人吸烟后产生的粒子数目为非吸烟者的90倍，30分钟后 降低为15倍）。6 刷鞋器。7 黏着性地板垫。8 风淋。为延长高效过滤器的寿命，车间高度要按照设备高度适当建设。,车间湿度和温度,太阳能电池车间对湿度和温度没有特别严格的要求。1.只要车间是干净的，在日常的湿度条件下，尚未发现湿度对生产的影响。

7、前提是车间没有对湿度有要求的工艺。有些设备对湿度有要求，但是超过此要求并为发现工艺有异常现象。可能是设备长期在高湿度条件下运行有缩短寿命的可能。60%的湿度是最适合人生存的湿度。湿度如果太低，人体容易积累静电（上千伏），可能会对电池造成损害。2.印刷、分选对环境温度的要求。人对环境温度的要求。,做一个优秀的技术人员需要具备的东西：,1 熟悉所用到的所有的化学品的物理化学性质。HF，H2SO4，双氧水，盐酸，氢氧化钠，酒精，异丙醇，三氯氧磷，去离子水，硅烷，氨气，四氟化碳2 尽可能掌握每个工序的细节（比如印刷）3 熟悉所用到的器具及材料的物理化学性质（比如片架（花篮）聚四氟乙烯，浆料）4 勤于思考，能发现新问题，解决新问题最好熟悉电池生产线中所有的东西。比如纯水制造，硅烷燃烧塔，酸气处理装置等。推荐几本书：硅及其氧化物的电化学 太阳电池标准汇编 等离子体加工技术 微加工导论 从电驴下英文版 芯片制造 网版印刷技术 太阳电池及其应用张富鑫 半导体物理学 太阳能电池马丁格林 太阳电池材料,谢 谢 观 看！,