电池片生产工艺流程

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1、电池片生产工艺流程一、制绒a.目的在硅片的表面形成坑凹状表面，减少电池片的反射的太阳光，增加二次反射的面积。一般情况下，用碱处理是为了得到金字塔状绒面；用酸处理是为了得到虫孔状绒面。不管是哪种绒面，都可以提高硅片的陷光作用。b.流程1.常规条件下，硅与单纯的HF、HNO3（硅表面会被钝化，二氧化硅与HNO3不反应）认为是不反应的。但在两种混合酸的体系中，硅则可以与溶液进行持续的反应。硅的氧化硝酸/亚硝酸（HNO2）将硅氧化成二氧化硅（主要是亚硝酸将硅氧化）Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O(慢反应)3Si+4HNO3=3SiO2+4NO

2、+2H2O(慢反应)二氧化氮、一氧化氮与水反应，生成亚硝酸，亚硝酸很快地将硅氧化成二氧化硅。2NO2+H2O=HNO2+HNO3(快反应)Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O(快反应)（第一步的主反应）4HNO3+NO+H2O=6HNO2(快反应)只要有少量的二氧化氮生成，就会和水反应变成亚硝酸，只要少量的一氧化氮生成，就会和硝酸、水反应很快地生成亚硝酸，亚硝酸会很快的将硅氧化，生成一氧化氮，一氧化氮又与硝酸、水反应，这样一系列化学反应最终的结果是造成硅的表面被快速氧化，硝酸被还原成氮氧化物。二氧化硅的溶解SiO2+4HF=SiF4+2H2

3、O(四氟化硅是气体)SiF4+2HF=H2SiF6总反应SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O最终反应掉的硅以氟硅酸的形式进入溶液。2.清水冲洗3.硅片经过碱液腐蚀（氢氧化钠/氢氧化钾），腐蚀掉硅片经酸液腐蚀后的多孔硅4.硅片经HF、HCl冲洗，中和碱液，如不清洗硅片表面残留的碱液，在烘干后硅片的表面会有结晶5.水冲洗表面，洗掉酸液c.注意制绒后的面相对于未制绒的面来说比较暗淡d.现场图奥特斯维电池厂采用RENA的设备。二、扩散a.目的提供P-N结，POCl3是目前磷扩散用得较多的一种杂质源。POCl3液态源扩散方法具有生产效率较高，得到PN结均

4、匀、平整和扩散层表面良好等优点。b.原理POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下：但在有外来O2存在的情况下，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气（Cl2）其反应式如下：在有氧气的存在时，POCl3热分解的反应式为：生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应式如下：c.结论由此可见，在磷扩散时，为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与硅反应

5、生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散。d.现场图SEVEVSTAR扩散设备。三、刻蚀去边a.目的由于在扩散过程中，即使采用背靠背的单面扩散方式，硅片的所有表面(包括边缘)都将不可避免地扩散上磷。P-N结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到P-N结的背面而造成短路。此短路通道等效于降低并联电阻。经过刻蚀工序，硅片边缘带有的磷将会被去除干净，避免P-N结短路造成并联电阻降低。b.原理湿法刻蚀原理大致的腐蚀机制是HNO3氧化生成SiO2，HF再去除SiO2。化学反应方程式如下：3Si+4HNO3

6、=3SiO2+4NO+2H2OSiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2SiF6中间部分有碱槽，碱槽的作用是为了抛光未制绒面，使其变得更加光滑；碱槽的主要溶液为KOH；H2SO4溶液的目的是为了使硅片在流水线上漂浮流动起来，不参与反应。d.现场图湿法刻蚀现场图干法刻蚀现场图：干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。当气体以等离子体形式存在时，它具备两个特点：一方面等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很多，根据被刻蚀材料的不同，选择合适的气体，就可以更快地与材料进行反应，实现刻蚀去除的目的；另一方面，还可以利用电场对等离子体进行

7、引导和加速，使其具备一定能量，当其轰击被刻蚀物的表面时，会将被刻蚀物材料的原子击出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。四、镀膜a.目的光在硅表面的反射损失率高达35%左右。一方面，减反射膜提高了对太阳光的利用率，有助于提高光生电流密度，起到提高电流进而提高转换效率的作用。另一方面，薄膜中的氢对电池的表面钝化降低了发射结的表面复合速率，减小了暗电流，提升了开路电压，从而提高了光电转换效率；在烧穿工艺中的高温瞬时退火断裂了一些Si-H、N-H键，游离出来的H进一步加强了对电池的钝化。由于太阳电池级硅材料中不可避免的含有大量的杂质和缺陷,导致

8、硅中少子寿命及扩散长度降低从而影响电池的转换效率。H能钝化硅中缺陷的主要原因是：H能与硅中的缺陷或杂质进行反应,从而将禁带