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電池片工藝流程_電池片的種類(lèi)

2020年04月16日 10:02 網(wǎng)絡(luò)整理 作者:網(wǎng)絡(luò)整理 用戶(hù)評(píng)論(0

  電池片一般分為單晶硅、多晶硅、和非晶硅單晶硅太陽(yáng)能電池是當(dāng)前開(kāi)發(fā)得最快的一種太陽(yáng)能電池,它的構(gòu)造和生產(chǎn)工藝已定型,產(chǎn)品已廣泛用于空間和地面。這種太陽(yáng)能電池以高純的單晶硅棒為原料。為了降低生產(chǎn)成本,地面應(yīng)用的太陽(yáng)能電池等采用太陽(yáng)能級(jí)的單晶硅棒,材料性能指標(biāo)有所放寬。有的也可使用半導(dǎo)體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料,經(jīng)過(guò)復(fù)拉制成太陽(yáng)能電池專(zhuān)用的單晶硅棒。

  電池片工藝流程

  制絨(INTE)--擴(kuò)散(1DIF)---后清洗(刻邊/去PSG)----鍍減反射膜PECVD----絲網(wǎng)、燒結(jié)。(PRINTER)---測(cè)試、分選(TESTER+SORER----包裝(PACKING)。

  1、制絨

  制絨的目的是在硅片表面形成絨面面,以減少電池片的反射率,絨面凹凸不平可以增加二次反射,改變光程及入射方式。通常情況下用堿處理單晶,可以得到金字塔狀絨面;用酸處理多晶,可以得到蟲(chóng)孔狀無(wú)規(guī)則絨面。處理方式區(qū)別主要在與單多晶性質(zhì)的區(qū)別。

  工藝流程:制絨槽→水洗→堿洗→水洗→酸洗→水洗→吹干。

  一般情況下,硅與HF、HNO3(硅表面會(huì)被鈍化)認(rèn)為是不反應(yīng)的。當(dāng)存在于兩種混合酸的體系中,硅與混合溶液的反應(yīng)是持續(xù)性的。

  2、擴(kuò)散

  擴(kuò)散是為電池片制造心臟,是為電池片制造P-N結(jié),POCl3是當(dāng)前磷擴(kuò)散用較多的選擇。POCl3為液態(tài)磷源,液態(tài)磷源擴(kuò)散具有生產(chǎn)效率較高、穩(wěn)定性好、制得PN結(jié)均勻平整及擴(kuò)散層表面良好等優(yōu)點(diǎn)。

  POCl3在大于600℃的條件下分解生成五氯化磷(PCl5)和五氧化二磷(P2O5),PCl5對(duì)硅片表面有腐蝕作用,當(dāng)有氧氣O2存在時(shí),PCl5會(huì)分解成P2O5且釋放出氯氣,所以擴(kuò)散通氮?dú)獾耐瑫r(shí)通入一定流量的氧氣。P2O5在擴(kuò)散溫度下與硅反應(yīng),生成二氧化硅和磷原子,生成的P2O5淀積在硅片表面與硅繼續(xù)反應(yīng)生成SiO2和磷原子,并在硅片表面形成磷-硅玻璃(PSG),磷原子向硅中擴(kuò)散,制得N型半導(dǎo)體。

  3、刻蝕

  在擴(kuò)散工序,采用背靠背的單面擴(kuò)散方式,硅片的側(cè)邊和背面邊緣不可避免地都會(huì)擴(kuò)散上磷原子。當(dāng)陽(yáng)光照射,P-N結(jié)的正面收集到的光生電子會(huì)沿著邊緣擴(kuò)散有磷的區(qū)域流到P-N結(jié)的背面,造成短路通路。短路通道等效于降低并聯(lián)電阻??涛g工序是讓硅片邊緣帶有的磷的部分去除干凈,避免了P-N結(jié)短路并且造成并聯(lián)電阻降低。

  濕法刻蝕工藝流程:上片→蝕刻槽(H2SO4HNO3HF)→水洗→堿槽(KOH)→水洗→HF槽→水洗→下片

  HNO3反應(yīng)氧化生成SiO2,HF去除SiO2??涛g堿槽的作用是為了拋光未制絨面,使電池片變得光滑;堿槽的主要溶液為KOH;H2SO4是為了讓硅片在流水線上漂浮流動(dòng)起來(lái),并不參與反應(yīng)。

  干法刻蝕是用等離子體進(jìn)行薄膜刻蝕。當(dāng)氣體以等離子體形式存在時(shí),一方面等離子體中的氣體化學(xué)活性會(huì)變得相對(duì)較強(qiáng),選擇合適的氣體,就可以讓硅片更快速的進(jìn)行反應(yīng),實(shí)現(xiàn)刻蝕;另一方面,可利用電場(chǎng)對(duì)等離子體進(jìn)行引導(dǎo)和加速,使等離子體具有一定能量,當(dāng)轟擊硅片的表面時(shí),硅片材料的原子擊出,可以達(dá)到利用物理上的能量轉(zhuǎn)移來(lái)實(shí)現(xiàn)刻蝕的目的。

  4、PECVD

  等離子體化學(xué)氣相沉積。太陽(yáng)光在硅表面的反射損失率高達(dá)35%左右。減反射膜可以提高電池片對(duì)太陽(yáng)光的吸收,有助于提高光生電流,進(jìn)而提高轉(zhuǎn)換效率:另一方面,薄膜中的氫對(duì)電池表面的鈍化降低了發(fā)射結(jié)的表面復(fù)合速率,減小暗電流,提升開(kāi)路電壓,提高光電轉(zhuǎn)換效率。H能與硅中的缺陷或雜質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),從而將禁帶中的能帶轉(zhuǎn)入價(jià)帶或者導(dǎo)帶。

  在真空環(huán)境下及480攝氏度的溫度下,通過(guò)對(duì)石墨舟的導(dǎo)電,使硅片的表面鍍上一層SixNy薄膜。

  5、絲網(wǎng)印刷

  通俗的說(shuō)就是為太陽(yáng)能電池收集電流并制造電極,第一道背面銀電極,第二道背面鋁背場(chǎng)的印刷和烘干;第三道正面銀電極的印刷,主要監(jiān)控印刷后的濕重和次柵線的寬度。第二道道濕重如果過(guò)大,既浪費(fèi)漿料,同時(shí)還可能導(dǎo)致不能在進(jìn)高溫區(qū)之前充分干燥,甚至不能將其中的所有有機(jī)物趕出從而不能將整個(gè)鋁漿層轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘黉X,另外濕重過(guò)大可能造成燒結(jié)后電池片弓片。濕重過(guò)小,所有鋁漿均會(huì)在后續(xù)的燒結(jié)過(guò)程中與硅形成熔融區(qū)域而被消耗,而該合金區(qū)域無(wú)論從橫向電導(dǎo)率還是從可焊性方面均不適合于作為背面金屬接觸,另外還有可能出現(xiàn)鼓包等外觀不良。第三道道柵線寬度過(guò)大,會(huì)使電池片受光面積較少,效率下降。

  印刷方法:物理印刷、烘干

  6、燒結(jié)

  燒結(jié)是把印刷到電池片表面的電極在高溫下燒結(jié),使電極和硅片本身形成歐姆接觸,提高電池片的開(kāi)路電壓和填充因子,使電極的接觸具有電阻特性以達(dá)到高轉(zhuǎn)效率,燒結(jié)過(guò)程中也可利于PECVD工藝所引入-H向體內(nèi)擴(kuò)散,可以起到良好的體鈍化作用。

  燒結(jié)方式:高溫快速燒結(jié),加熱方式:紅外線加熱

  燒結(jié)是集擴(kuò)散、流動(dòng)和物理化學(xué)反應(yīng)綜合作用的一個(gè)過(guò)程,正面Ag穿過(guò)SiNH擴(kuò)散進(jìn)硅但不可到達(dá)P-N面,背面Ag、Al擴(kuò)散進(jìn)硅,由于需要形成合金需要到一定的溫度,Ag、Al與Si形成合金的穩(wěn)定又不同,就需要設(shè)定不同的溫度來(lái)分別實(shí)現(xiàn)合金化。

  電池片的種類(lèi)

  1、太陽(yáng)能

  在太陽(yáng)能電池產(chǎn)品中,以硅半導(dǎo)體材料為主,其中又以單晶硅和多晶硅為代表。由于其原材料的廣泛性,較高的轉(zhuǎn)換效率和可靠性,被市場(chǎng)廣泛接受。非晶硅在民用產(chǎn)品上也有廣泛的應(yīng)用(如電子手表,計(jì)算器等),但是它的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)換效率劣于結(jié)晶類(lèi)半導(dǎo)體材料。化合物太陽(yáng)能電池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,現(xiàn)階段未被市場(chǎng)廣泛采用。太陽(yáng)能電池的主流產(chǎn)品的材料是半導(dǎo)體硅,是現(xiàn)代電子工業(yè)的必不可少的材料,同時(shí)以氧化狀態(tài)的硅原料是世界上第二大的儲(chǔ)藏物質(zhì)。

  2、五金

  五金電池片主要是導(dǎo)電作用。還稱(chēng):電池片、遙控器電池片、電池接觸片、電池彈簧片、電池扣、鍋?zhàn)衅?、、接觸片、彈片、彈簧片、電池夾片,電極片。主要用于遙控器、電子玩具、計(jì)算器、計(jì)步器、麥克風(fēng)、電話機(jī)、錄音機(jī)、收音機(jī)、音響、照相機(jī)、燈飾等行業(yè)。

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( 發(fā)表人:陳翠 )

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