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电池生产工艺.pptx
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1、光伏行业产业链光伏行业产业链中国的光伏行业产业链中国的光伏行业产业链2024/8/9 周五2024/8/9 周五2024/8/9 周五原料2024/8/9 周五硅提纯-废料回收程序2024/8/9 周五2024/8/9 周五 硅材料2024/8/9 周五单晶硅硅棒CZ法FZ法多晶硅硅锭浇铸热交换法及(HEM)布里曼法(Bridgeman)电磁铸锭法 生产方法单晶和多晶硅锭的生长方法比较o总体来说,单晶和多晶硅锭的生长方法各有所长,单晶的转换效率高,但产能低、能耗大;多晶的转换效率相对较低,但能耗低、产能大,适合于规模化生产。单晶的FZ及CZ方法与多晶定向凝固生长方法的比较如下表所示。2024/
2、8/9 周五2024/8/9 周五拉棒-生长炉2024/8/9 周五拉棒-长晶过程2024/8/9 周五铸锭o将硅原料放入去处不纯物的融池内进行融铸,待冷却后形成安定状态的多结晶柱体,我们称之为铸锭。2024/8/9 周五硅锭2024/8/9 周五2024/8/9 周五 多晶硅硅锭铸锭设备供应商2024/8/9 周五o破锭2024/8/9 周五2024/8/9 周五 硅片切割硅片生产-单晶2024/8/9 周五2024/8/9 周五 多晶硅硅片加工工艺流程硅片生产多晶2024/8/9 周五硅片目前晶体硅太阳电池硅片分为单晶硅硅片和多晶硅硅片。单晶硅主要是125125mm。多晶硅主要是12512
3、5mm和156156mm两种规格。2024/8/9 周五2024/8/9 周五 单晶硅硅片2024/8/9 周五 多晶硅硅片外观区别o多晶硅硅片相对于单晶硅硅片,有明显的多晶特性,表面有一个个晶粒形状,而单晶硅硅片表面颜色一致。o单晶硅硅片因为使用硅棒原因,四角有圆形大倒角,而多晶硅硅片一般采用小倒角。2024/8/9 周五硅片生产-检测2024/8/9 周五2024/8/9 周五 晶体硅太阳电池生产的工艺流程电池在硅片的切割生产过程中会形成厚度达10微米左右的损伤层,且可能引入一些金属杂质和油污。如果损伤层去除不足,残余缺陷在后续的高温处理过程中向硅片深处继续延伸,会影响到太阳电池的性能。晶
4、体化学表面处理(清洗制绒)电池电池 清洗的目的:o清除硅片表面的机械损伤层;o清除表面油污和金属杂质;o形成起伏不平的绒面,减小太阳光的反射。晶体化学表面处理(清洗制绒)2024/8/9 周五单晶硅片的清洗采用碱液腐蚀的技术,碱液与硅反应生成可溶于水的化合物,同时在表面形成“金字塔”状的绒面结构。多晶硅片的清洗则采用酸液腐蚀技术,酸液与硅反应生成可溶于水的化合物,同时形成的绒面结构是不规则的半球形或者蚯蚓状的“凹陷”。晶体化学表面处理(清洗制绒)电池由于绒面结构的存在,入射光经绒面第一次反射后,反射光并非直接入射到空气中,而是遇到邻近绒面,经过邻近绒面的第二次甚至第三次反射后,才入射到空气中,
5、这样对入射光就有了多次利用,从而减小了反射率。表面没有绒面结构的硅片对入射光的反射率大于30%,有绒面结构的硅片对入射光的反射率减小到了12%左右。晶体化学表面处理(清洗制绒)电池碱制绒1)工序步骤 制绒(碱洗)酸洗(HCL,HF)慢提烘干2 2)spc 5-14spc 5-14微米微米3 3)日常物品:)日常物品:KOHKOH,HFHF,HCLHCL酸制绒1)工序步骤制绒碱洗(去多孔硅,中和酸)酸洗吹干2)SPC 4-6微米 3)常用物品:HNO3,HF,HCL工艺卫生o制绒工序最忌讳的就是污染 去离子水 金属离子(Fe,Au,Mg,Ca)槽盖,花篮 硅片接触物 油污,手指印 清洗设备电池
6、磷扩散电池电池 把p型硅片放在一个石英容器内,同时将含磷的气体通入这个石英容器内,并将此石英容器加热到一定的温度,这时施主杂质磷可从化合物中分解出来,在容器内充满着含磷的蒸汽,在硅片周围包围着许许多多的含磷的分子。磷化合物分子附着到硅片上生成磷原子。由于硅片的原子之间存在空隙,使磷原子能从四周进入硅片的表面层,并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散。如果扩散进去的磷原子浓度高于p型硅片原来受主杂质浓度,就使得p型硅片靠近表面的薄层转变成为n型。n型硅和p型硅交界处就形成了pn结。磷扩散原理电池 磷扩散的目的:o制备太阳电池的核心pn结;o吸除硅片内部的部分金属杂质。磷扩散电池 磷扩散的方法
7、o三氯氧磷(POCl3)液态源扩散 o喷涂磷酸水溶液后链式扩散 o丝网印刷磷浆料后链式扩散 目前行业上普遍采用第一种方法,这种方法具有生产效率较高,得到的pn结均匀、平整和扩散层表面良好等优点,非常适合制作大面积的太阳电池。磷扩散三氯氧磷(POCl3)液态源扩散POCl3是目前磷扩散用得较多的一种杂质源o无色透明液体,具有刺激性气味。如果纯度不高则呈红黄色。o比重为1.67,熔点2,沸点107,在潮湿空气中发烟。oPOCl3很容易发生水解,POCl3极易挥发。POCl3磷扩散原理oPOCl3在高温下(600)分解生成五氯化磷(PCl5)和五氧化二磷(P2O5),其反应式如下:POCl3磷扩散原
8、理在有外来O2存在的情况下,PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气(Cl2)其反应式如下:生成的P2O5又进一步与硅作用,生成SiO2和磷原子,这一层物质叫做磷-硅玻璃(psg),然后磷原子再向硅中进行扩散。oPOCl3液态源扩散方法具有生产效率较高,得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点,这对于制作具有大面积结的太阳电池是非常重要的。磷扩散工艺过程清洗饱和装片送片升温扩散关源,退舟方块电阻测量卸片方块电阻的定义 考虑一块长为l、宽为a、厚为t的薄层如右图。如果该薄层材料的电阻率为,则该整个薄层的电阻为当l=a(即为一个方块)时,R=/t。可见,(/t)代表一个方块的电阻,故称为方块电阻
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