技術(shù)交流
光伏電池工藝介紹：P型電池、N型電池、TOPCon技術(shù)工藝 |
| 發(fā)布時間：2023-07-23 |
| 光伏電池是利用光電效應將太陽光轉(zhuǎn)化為電能的一種設備，并且不產(chǎn)生任何污染物，屬于如今主流的可再生能源。光伏發(fā)電太陽能電池分為P型電池和N型電池。P型電池指的是以P型硅片為襯底的電池片（P型硅片摻硼元素）。N型電池指N型硅片為襯底的電池片（N型硅片摻磷元素）。 P型電池和N型電池在SE激光摻雜工藝中進行摻入不同的元素而得到不同種類的電池片。 以下本文主要介紹N型電池TOPCon技術(shù)工藝。 1.檢驗工序 檢驗硅片原料是否有破損和開裂等現(xiàn)象。 2. 制絨酸洗 采用堿性或酸性溶液在硅片上腐蝕出凹凸不平的表面，使光可以在太陽能電池片表面多次折射。硅片切割后其邊緣有損傷，硅的晶格結(jié)構(gòu)被破壞、表面復合嚴重，清洗制絨主要目的在于去除表面損傷并形成表面金字塔陷光結(jié)構(gòu)、增加光線吸收。 3. 硼擴散工序 擴散工序為核心工序，主要作用是制備PN結(jié)（生成P-N結(jié)），P-N 結(jié)是光伏電池的“心臟”。由于硼在硅中的固溶度低，因此需要高溫和更長的時間進行擴散。同時，擴散源的選擇對生產(chǎn)過程也會有影響，氯化物腐蝕性較強，溴化物黏性大，清洗過程繁瑣、增加運維費用。硼擴散通常在較高的溫度下完成，一般超出1000℃，硼擴散的循環(huán)時間為150min。 4. 摻雜工序（SE激光摻雜） 摻雜工序為核心工序，SE激光摻雜是一種利用激光輻射來改變材料性質(zhì)的技術(shù)。它是一種非常有效的方法，可以在材料表面或體內(nèi)引入摻雜原子，形成重摻雜區(qū)，提高光電轉(zhuǎn)換效率。PERC（P型電池） SE工序中是摻硼，而TOPCON（N型電池） SE工序中是摻磷。 為什么要摻雜工藝，由于純凈的半導體導電性較差，不能直接用來制造晶體管。于是，人們在純凈的半導體中摻入微量雜質(zhì)元素，使半導體的導電性能大大增強，這種半導體稱為雜質(zhì)半導體。根據(jù)摻入雜質(zhì)性質(zhì)的不同，雜質(zhì)半導體可分為，P型半導體（或空穴型半導體）和N型半導體（或電子型半導體）兩大類。這里"P”是指”正”的意思，“N“是指”負”的意思。 當PN結(jié)加上正向電壓時有較大的電流通過，正向電阻很小，PN結(jié)處于導通狀態(tài)；當PN結(jié)加上反向電壓時只有很小的電流通過，或者粗略地認為沒有電流通過，反向電阻很大，PN結(jié)處于截止狀態(tài)。這就是PN結(jié)的重要特性-一單向?qū)щ娦?。從這里可以看出，PN結(jié)具有單向?qū)щ娦缘年P(guān)鍵是它的阻擋層的存在，及其隨外加電壓而變化。 5. 刻蝕工序 刻蝕的主要作用為去除 BSG 和背結(jié)。擴散過程會在硅片表面及周邊均形成擴散層，周邊擴散層容易形成短路，表面擴散層影響后續(xù)鈍化，因此需要去除。目前刻蝕主要采用濕法，先在鏈式設備中去除背面與周邊擴散層，之后處理正面。 6. 制備隧穿氧化層與多晶硅層 背面沉積 1-2nm 隧穿氧化層，之后沉積 60-100nm 多晶硅層形成鈍化結(jié)構(gòu)。 7. 制備背面減反射膜 在電池背面制備減反射鈍化膜層增加對光的吸收，同時，在 SiNx 薄膜形成過程中產(chǎn)生的氫原子對硅片具有鈍化作用。 8. 正面鍍氧化鋁 在硅片正面沉積一層氧化鋁膜層，與其他膜層共同形成正面鈍化作用。 9. 制備正面減反射膜 正面減反膜與背面作用基本相同，此外，正面沉積的氧化鋁薄膜非常薄，容易在后續(xù)電池組件的制作中被破壞，正面 SiNx 對氧化鋁也具有保護作用。 10.激光開槽 電池片激光開槽能夠?qū)⒈趁驸g化膜打穿但不會對硅片造成明顯的損傷，使整個硅片基體明顯暴露出來，并且平整光滑，無明顯的激光脈沖腐蝕痕跡，從而提供電池片發(fā)電轉(zhuǎn)換效率。 11.絲網(wǎng)印刷 采用激光轉(zhuǎn)印技術(shù)，絲網(wǎng)印刷制備前后電極。 12. 燒結(jié) 干燥硅片上漿料，燃燒掉漿料中的有機樹脂粘合劑。 13. 測試分選 測試分選工序，根據(jù)測試出的功率及外觀質(zhì)量獎太陽能電池片分成A+、A、B、C、D五個等級。 |