《光伏材料加工工藝》

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1、《光伏材料加工工藝》實(shí)踐報告專業(yè)學(xué)生姓名準(zhǔn)考證號指導(dǎo)教師一、實(shí)踐目的2二、單晶硅太陽能電池簡介2三、太陽能電池片的化學(xué)清洗工藝3四、太陽能電池片制作工藝流程圖3五、太陽能電池組件封裝工藝流程7六、實(shí)踐心得8《光伏材料加工工藝》實(shí)踐報告一、實(shí)踐目的光伏材料是指能將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能的材料。光伏材料乂稱太陽電池材料，只有半導(dǎo)體材料具有這種功能。可做太陽電池材料的材料有單晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空間的有單晶硅、GaAs、InP。用于地面己批量生產(chǎn)的有單晶硅、多晶硅、非晶硅。本實(shí)踐課程的主要目的就是學(xué)習(xí)光伏材料的加工工藝

2、，掌握光伏材料加工的流程。二、單晶硅太陽能電池簡介單晶硅太陽能電池，是以高純的單品硅棒為原料的太陽能電池，是當(dāng)前開發(fā)得最快的一種太陽能電池。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。為了降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)在地面應(yīng)用的太陽能電池等采用太陽能級的單晶硅棒，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)過復(fù)拉制成太陽能電池專用的單晶硅棒。單晶硅太陽能電池將單晶硅棒切成片，一般片厚約0.3毫米。硅片經(jīng)過拋磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太陽能電池片，首先要在硅片上摻雜和擴(kuò)散，一?般摻雜物為微量的硼、磷、餅等。擴(kuò)散是在石英管制成的

3、高溫擴(kuò)散爐屮進(jìn)行。這樣就硅片上形成P>N結(jié)。然后采用絲網(wǎng)印刷法，精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經(jīng)過燒結(jié)，同時制成背電極，并在有柵線的而涂覆減反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。因此，單晶硅太陽能屯池的單體片就制成了。單體片經(jīng)過抽查檢驗(yàn),圖1單晶硅太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)即可按所需要的規(guī)格組裝成太陽能電池組件（太陽能電池板），用串聯(lián)和并聯(lián)的方法構(gòu)成一定的輸出電壓和電流。最后用框架和材料進(jìn)行封裝。用戶根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計，可將太陽能電池組件組成各種大小不同的太陽能電池方陣，亦稱太陽能電池陣列。目前單品硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，實(shí)驗(yàn)室成果也有20%以上的。單晶

4、硅太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。三、太陽能電池片的化學(xué)清洗工藝切片要求：①切割精度高、表面平行度高、翹曲度和厚度公差小。②斷面完整性好，消除拉絲、刀痕和微裂紋。③提高成品率，縮小刀（鋼絲）切縫，降低原材料損耗。④提高切割速度，實(shí)現(xiàn)口動化切割。具體來說太陽能硅片表面沾污大致可分為三類：1、有機(jī)雜質(zhì)沾污：可通過有機(jī)試劑的溶解作用，結(jié)合兆聲波清洗技術(shù)來去除。2、顆粒沾污：運(yùn)用物理的方法可采機(jī)械擦洗或兆蘆波清洗技術(shù)來去除粒徑^0.4um顆粒，利用兆聲波可去除M0.2um顆粒。3、金屬離子沾污：該污染必須采用化學(xué)的方法才能將其清洗掉。硅片表面金屬雜質(zhì)沾污乂可分為兩大類：①沾污

5、離子或原子通過吸附分散附著在硅片表面。②帶正電的金屬離子得到電子后面附著（尤如“電鍍”）到硅片表面。金屬離子沾污的清楚方法如下：①用也。2作強(qiáng)氧化劑，使“電鍍”附著到硅表面的金屬離子氧化成金屬，溶解在清洗液屮或吸附在硅片表面。②用無害的小直徑強(qiáng)正離子（如ir）,一般用iicl作為ir的來源，替代吸附在硅片表面的金屬離了，使其溶解于清洗液中，從而清除金屬離了。③用大量去離子水進(jìn)行超聲波清洗，以排除溶液中的金屬離子。出于SC-1是HQ和NH.OH的堿性溶液，通過H2O2的強(qiáng)氧化和NH.0H的溶解作用，使仃機(jī)物沾污變成水溶性化合物，隨去離子水的沖洗而被排除；同時溶液具有強(qiáng)氧

6、化性和絡(luò)合性，能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等，使其變成高價離子，然后進(jìn)一步與堿作用，生成可溶性絡(luò)合物而隨去離子水的沖洗而被去除。因此用SC-1液清洗拋光片既能去除有機(jī)沾污，亦能去除某些金屈沾污。在使用SC-1液時結(jié)合使用兆聲波來清洗可獲得更好的清洗效果。另外SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液，具有極強(qiáng)的氧化性和絡(luò)合性，能與氧化以前的金屬作用生成鹽隨去離子水沖洗而被去除。被氧化的金屬離子與CL「作用生成的可溶性絡(luò)合物亦隨去離子水沖洗而被去除。太陽能電池片制作工藝流程如圖2所示。圖2晶體硅太陽能電池片制作工藝流程具體的制作工藝說明(1)切片

7、：采用多線切割，將硅棒切割成正方形的硅片。(2)清洗：用常規(guī)的硅片清洗方法清洗，然后用酸(或堿)溶液將硅片表面切割損傷層除去30-50umo(3)制備絨面：用堿溶液對硅片進(jìn)行各向異性腐蝕在硅片表面制備絨面。(4)磷擴(kuò)散：采用涂布源(或液態(tài)源，或固態(tài)氮化磷片狀源)進(jìn)行擴(kuò)散，制成PN+結(jié),結(jié)深一般為0.3-0.5umo(5)周邊刻蝕：擴(kuò)散時在硅片周邊表面形成的擴(kuò)散層，會使電池上下電極短路，用掩蔽濕法腐蝕或等離子干法腐蝕去除周邊擴(kuò)散層。(6)去除背面PN+結(jié)。常用濕法腐蝕或磨片法除去背面PN+結(jié)。(7)制作上下電極：用真空蒸鍍、化學(xué)鍍鐮或鋁漿印刷燒結(jié)等工藝