电池片的加工工艺..ppt

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1、电池片的加工工艺（一）单晶硅片加工工艺主要为：切断→外径滚圆→切片→倒角→研磨→腐蚀、清洗等。1.切断切断又称割断，是指在晶体生长完成后，沿垂直于晶体生长的方向切去晶体硅头尾无用部分，即头部的籽晶和放肩部分以及尾部的收尾部分。通常利用外圆切割机进行切割，刀片边缘为金刚石涂层，这种切割机的刀片厚，速度快，操作方便；但是刀缝宽，浪费材料，而且硅片表面机械损伤严重。目前，也有使用带式切割机来割断晶体硅的，尤其适用于大直径的单晶硅。2.外径滚圆在直拉单晶硅中，由于晶体生长时的热振动、热冲击等原因，晶体表面都不是非常平滑的，也就是说整根单晶硅的直径有一定偏差

2、起伏；而且晶体生长完成后的单晶硅棒表面存在扁平的棱线，需要进一步加工，使得整根单晶硅棒的直径达到统一，以便于在后续的材料和期间加工工艺中操作。3.切片在单晶硅滚圆工序完成后，需要对单晶硅棒切片。太阳电池用单晶硅在切片时，对硅片的晶向、平行度和翘曲度等参数要求不是很高，只需对硅片的厚度进行控制。4.倒角将单晶硅棒切割成的晶片，晶片锐利边需要修整成圆弧形，主要防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生5.研磨切片后，在硅片的表面产生线痕，需要通过研磨除去切片所造成的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅片的翘曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光过程处理的规格。6.腐蚀、清

3、洗切片后，硅片表面有机械损伤层，近表面晶体的晶格不完整；而且硅片表面有金属粒子等杂质污染。因此，一般切片后，在制备太阳电池前；需要对硅片进行化学腐蚀。在单晶硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗，这里的清洗主要是腐蚀后的最终清洗。清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。（二）多晶硅加工工艺主要为：开方→磨面→倒角→切片→腐蚀、清洗等。1.开方对于方形的晶体硅锭，在硅锭的切断后，要进行切方块处理，即沿着硅锭的晶体生长的纵向方向，将硅锭切成一定尺寸的长方形的硅块。2.磨面在开方之后的硅块，在硅块的表面产生线痕，需要通过研磨除去开方所造成的锯痕及表面损伤层，

4、有效改善硅块的平坦度与平行度，达到一个抛光过程处理的规格。3.倒角将多晶硅锭切割成硅块后，硅块边角锐利部分需要倒角、修整成圆弧形，主要防止切割时，硅片的边缘破裂、崩边及晶格缺陷产生。切片与后续的腐蚀、清洗工艺几乎一致，（三）电池片的加工工艺电池片加工过程中所包含的制造步骤，根据不同的电池片生产商有所不同。这里介绍的电池片加工主要包括制绒、制结、去周边层、去PSG、镀膜、印刷电极、烧结、测试包装等。单晶硅电池片多晶硅电池片1、制绒晶体硅太阳电池一般是利用硅切片，由于在硅片切割过程中损伤，使得硅片表面有一层10～20μm的损伤层，在太阳电池制备时首先需

5、要利用化学腐蚀将损伤层去除，然后制备表面绒面结构。对于单晶硅而言，如果选择择优化学腐蚀剂，就可以在硅片表面形成金字塔结构，称为绒面结构，又称表面织构化，这种结构比平整的化学抛光的硅片表面具有更好的减反射效果，能够更好地吸收和利用太阳光线。当一束光线照射在平整的抛光硅片上时，约有30%的太阳光会被反射掉；如果光线照射在金字塔形的绒面结构上，反射的光线会进一步照射在相邻的绒面结构上，减少了太阳光的反射；同时，光线斜射入晶体硅，从而增加太阳光在硅片内部的有效运动长度，增加光线吸收的机会。如图所示，为单晶硅制绒后的SEM图，高10μm的峰时方形底面金字塔的

6、顶。对于由不同晶粒构成的铸造多晶硅片，由于硅片表面具有不同的晶向，择优腐蚀的碱性溶液显然不再适用。研究人员提出利用非择优腐蚀的酸性腐蚀剂，在铸造多晶硅表面制造类似的绒面结构，增加对光的吸收。到目前为止，人们研究最多的是HF和HNO3的混合液。其中HNO3作为氧化剂，它与硅反应，在硅的表面产生致密的不溶于硝酸的SiO2层，使得HNO3和硅隔离，反应停止；但是二氧化硅可以和HF反应，生成可溶解于水的络合物六氟硅酸，导致SiO2层的破坏，从而硝酸对硅的腐蚀再次进行，最终使得硅表面不断被腐蚀。2、制结P-N结的制备方法有四种：合金法、扩散法、离子注入法、薄

7、膜生长法晶体硅太阳电池一般利用掺硼的p型硅作为基底材料，在850℃左右，通过扩散五价的磷原子形成n半导体，组成p-n结。三、去周边层在扩散过程中，硅片的周边表面也被扩散，形成p-n结，这将导致电池的正负极连通，造成电池短路，所以需要将扩散边缘大约0.05mm～0.5mm的p-n结去除。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，以至成为废品。四、去PSG在扩散过程中，三氯氧磷与硅反应产生的副产物二氧化硅残留于硅片表面，形成一层磷硅玻璃（掺P2O5或P的SiO2，含有未掺入硅片的磷源）。磷硅玻璃对于太阳光线有阻挡作用，并影响到后续减反射膜的制

8、备，需要去除。目前电池片生产工艺中，去PSG常用的方法是酸洗。原理为利用氢氟酸与二氧化硅反应，使硅片表面的PSG溶解。五、