单晶硅
单晶硅制备:熔融,拉伸,切割。
多晶硅原料,单晶硅棒,单晶硅片,单晶太阳能电池,太阳能组件,发电集成系统。
PERC SE电池结构[编辑 | 编辑源代码]
在正面制备选择性发射结,背面沉积介质膜钝化层AlOSiNx,此结构可提高电池光电转换效率。
- 降低扩散层复合,提高光线的短波响应;
- 减少前金属电极与硅的接触电阻,提高短路电流、开路电压和填充因子;
- 降低背表面复合速率,提升开路电压;
- 增强背表面长波光反射效应,提升短路电流。
PERC电池工艺流程:[编辑 | 编辑源代码]
制绒,扩散【选择发射结】,刻蚀【热氧+AlOx+SiNx】,PECVD/ARC【激光开槽】、丝网印刷、烧结【退火】、测试分选。
Textrin-> Diffusin (Selective ) -> Etching (Hot Oxyz + AlOx + SiNx Passivation) -> PECVD/ARC (Laser grooving) -> Printing -> Firing (annealing) -> Firing
PERC电池制程-制绒[编辑 | 编辑源代码]
原理:一定浓度、温度的碱溶液和硅片各向异性的腐蚀。
目的:去除表面损伤层,降低反射率,可以达到多次光吸收。
扩散:[编辑 | 编辑源代码]
采用三氯氧磷(POCl3)液态源扩散方法,在硅片表面形成N型层;
目的:形成PN结(太阳电池核心单元);
化学反应:
4POCl3+3O2 ->>2P2O5+6Cl2
2P2O5+5Si ->> 5SiO2+4P
PERC 电池制程 SE(Selective Emitter, 选择性发射极)[编辑 | 编辑源代码]
①SE电池:
SE电池是选择性扩散电池(selective emitter),由中电光伏(CSUN)的赵建华博士发明。即在金属栅线(电极)与硅片接触部位进行重掺杂,在电极之间位置进行轻掺杂,这样的结构可降低扩散层复合,由此可以提高光线的短波响应,同时减少前金属电极与硅的接触电阻,使得短路电流、开路电压和填充因子都得到较好的改善,从而提高转换效率。
SE电池的主要特点是金属化区域磷高浓度掺杂,光照区域磷低浓度掺杂。金属化区域浓扩散区结深大,烧结过程中金属等杂质不易进入耗尽区形成深能级,反向漏电小,并联电阻高;光照区域掺杂浓度低,短波响应好,短路电流高;横向扩散高低结前场作用明显,利于光生载流子收集。
②激光SE电池原理:
单晶硅片制绒后进行浅结热扩散,利用激光根据金属化图形将硅片扩散后形成的PSG层作为杂质源进行掺杂处理,驱入实现局部重扩散。在原有的电池工艺基础上增加激光二次扩散制作SE电池。
③激光SE电池工艺关键点:
要提高SE电池的光谱响应及光谱响应范围,提高电池效率,需要对电池正面无栅线区域制作浅的PN结,又需要足够的P源以利于使用二次激光扩散。激光二次扩散的结深要与后续的正面银电极烧结相匹配。使得正面银电极与电池片形成欧姆接触,且银电极不能烧穿结区。
刻蚀[编辑 | 编辑源代码]
实现硅片的单面腐蚀(对于PERC电池,背面刻蚀和抛光尤为重要)
目的:PN结边缘隔离和背面抛光。
化学反应:
3Si+4HNO3->>SiO2+4NO+2H2O
SiO2+HF->> H2[SiF6]+2H2O
热氧原理:[编辑 | 编辑源代码]
将已形成PN结的硅片放入高温炉中,在高温下氧气和硅反应生成二氧化硅层;
目的:
氧原子与硅表面未饱和的硅原子结合形成SiO2薄膜,从而降低硅片表面悬挂键密度,很好地控制界面陷阱和固定电荷,起到对太阳能电池表面进行钝化的目的。
化学反应式: Si + O2 = SiO2
AlOx+SiNx沉积(MAIA)[编辑 | 编辑源代码]
原理:
TMA+N2O -> AI2O3 ; SiH4+NH3→SixNy+12H2 ; PECVD沉积AlOx+SiNx薄膜;
目的: 制备背面钝化介质层;工艺流程: