太陽能電池制作流程

【專家解說】：太陽能電池是PV發(fā)電系統(tǒng)中最核心的器件，節(jié)能是利用光電轉(zhuǎn)換原理使太陽的輻射光通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N器件，這種光電轉(zhuǎn)換過程通常叫做“光生伏打效應(yīng)”，因此太陽電池又稱為“光伏電池”，用于太陽電池的半導(dǎo)體材料是一種介于導(dǎo)體和絕緣體之間的特殊物質(zhì)。

科學(xué)家為了降低太陽電池的制造成本，沿著2條路徑：一條是開發(fā)新穎的太陽電池的材料，另一條路徑就是提高太陽電池自身的轉(zhuǎn)換效率。將取之不盡的陽光轉(zhuǎn)換成為為人類造福的電能，最核心的技術(shù)就是太陽電池的光電轉(zhuǎn)換率。

制造太陽電池的半導(dǎo)體材料已知的有十幾種，因此太陽電池的種類也很多。目前，技術(shù)最成熟，并具有商業(yè)價值的、市場應(yīng)用最廣的太陽電池是硅太陽電池。

硅太陽能電池制造工藝流程圖

1、 硅片切割，材料準(zhǔn)備：

工業(yè)制作硅電池所用的單晶硅材料，一般采用坩鍋直拉法制的太陽級單晶硅棒，原始的形狀為圓柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的邊長一般為10~15cm，厚度約200~350um，電阻率約1Ω.cm的p型（全球節(jié)能環(huán)保網(wǎng)摻硼）。

2、 去除損傷層：

硅片在切割過程會產(chǎn)生大量的表面缺陷，這就會產(chǎn)生兩個問題，首先表面的質(zhì)量較差，另外這些表面缺陷會在電池制造過程中導(dǎo)致碎片增多。因此要將切割損傷層去除，一般采用堿或酸腐蝕，腐蝕的厚度約10um。

3、 制絨：

制絨，就是把相對光滑的原材料硅片的表面通過酸或堿腐蝕，使其凸凹不平，變得粗糙，形成漫反射，減少直射到硅片表面的太陽能的損失。對于單晶硅來說一般采用NaOH加醇的方法腐蝕，利用單晶硅的各向異性腐蝕，在表面形成無數(shù)的金字塔結(jié)構(gòu)，堿液的溫度約80度，濃度約1~2%，腐蝕時間約15分鐘。對于多晶來說，一般采用酸法腐蝕。

4、 擴散制結(jié)：

擴散的目的在于形成PN結(jié)。普遍采用磷做n型摻雜。由于固態(tài)擴散需要很高的溫度，因此在擴散前硅片表面的潔凈非常重要，要求硅片在制絨后要進(jìn)行清洗，即用酸來中和硅片表面的堿殘留和金屬雜質(zhì)。

5、 邊緣刻蝕、清洗：

擴散過程中，在硅片的周邊表面也形成了擴散層。周邊擴散層使電池的上下電極形成短路環(huán)，必須將它除去。周邊上存在任何微小的局部短路都會使電池并聯(lián)電阻下降，以至成為廢品。目前，工業(yè)化生產(chǎn)用等離子干法腐蝕，在輝光放電條件下通過氟和氧交替對硅作用，去除含有擴散層的周邊。

擴散后清洗的目的是去除擴散過程中形成的磷硅玻璃。

6、 沉積減反射層：

沉積減反射層的目的在于減少表面反射，增加折射率。廣泛使用PECVD淀積SiN ,由于PECVD淀積SiN時,不光是生長SiN作為減反射膜,同時生成了大量的原子氫,這些氫原子能對多晶硅片具有表面鈍化和體鈍化的雙重作用,可用于大批量生產(chǎn)。

7、 絲網(wǎng)印刷上下電極：

電極的制備是太陽電池制備過程中一個至關(guān)重要的步驟，它不僅決定了發(fā)射區(qū)的結(jié)構(gòu)，而且也決定了電池的串聯(lián)電阻和電池表面被金屬覆蓋的面積。最早采用真空蒸鍍或化學(xué)電鍍技術(shù)，而現(xiàn)在普遍采用絲網(wǎng)印刷法，即通過特殊的印刷機和模版將銀漿鋁漿（銀鋁漿）印刷在太陽電池的正背面，以形成正負(fù)電極引線。

8、 共燒形成金屬接觸：

晶體硅太陽電池要通過三次印刷金屬漿料，傳統(tǒng)工藝要用二次燒結(jié)才能形成良好的帶有金屬電極歐姆接觸，共燒工藝只需一次燒結(jié)，同時形成上下電極的歐姆接觸。在太陽電池絲網(wǎng)印刷電極制作中，通常采用鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐進(jìn)行快速燒結(jié)。

9、 電池片測試：

完成的電池片經(jīng)過測試分檔進(jìn)行歸類。