晶体硅太阳能电池制造技术 晶体硅太阳能电池的制造工艺流程

晶体硅太阳能电池的制造工艺流程

1、切片：采用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。

2、清洗：用常规的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或碱）溶液将硅片表面切割损伤层除去30－50um。

3、 制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。

4、磷扩散：采用涂布源（或液态源，或固态氮化磷片状源）进行扩散，制成PN＋结，结深一般为0.3－0.5um。

5、周边刻蚀：扩散时在硅片周边表面形成的扩散层，会使电池上下电极短路，用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。

6、去除背面PN＋结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN＋结。

7、 制作上下电极：用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极，然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。

8、制作减反射膜：为了减少入反射损失，要在硅片表面上覆盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2 ，SiO2 ，Al2O3 ，SiO ，Si3N4 ，TiO2 ，Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。

9、烧结：将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。

10、测试分档：按规定参数规范，测试分类。

由此可见，太阳能电池芯片的制造采用的工艺方法与半导体器件基本相同，生产的工艺设备也基本相同，但工艺加工精度远低于集成电路芯片的制造要求，这为太阳能电池的规模生产提供了有利条件。

晶体硅太阳能电池制作需要什么材料

1、晶体硅材料

单晶硅：单晶硅是太阳能电池的主要材料之一，具有更高的光电转换效率和更强的导电能力。单晶硅太阳电池所用的材料通常用微电子工业的废次单晶重新拉制而成。单晶硅太阳电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%（理论最高光电转化效率为25%），规模生产时的效率为18%左右。单晶硅太阳电池在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于其材料成本较高，生产工艺相对复杂，因此成本价格也较高。

多晶硅：多晶硅则是由很多个小单晶（晶粒）组成，各个晶粒的方向（晶向）不同。与单晶硅相比，多晶硅的制备工艺相对简单，成本较低，但光电转换效率可能稍低。多晶硅太阳电池所用的材料是用浇铸等方法制得的，其优点是能直接制备出适合于规模化生产的大尺寸方形硅锭。目前，考虑到材料成本等方面的因素，多晶硅太阳电池代替单晶硅太阳电池渐变为光伏电池的主角。

2、掺杂元素

三价元素（如硼）：用于形成P型硅晶片。通过在硅中掺入三价元素，硅晶片中的部分硅原子被替代，形成带正电的空穴。

五价元素（如磷）：用于形成N型半导体层。通过在硅中掺入五价元素，硅晶片中的部分硅原子被替代，形成带负电的电子。

3、电极材料

上电极：通常采用铝-银材料制成，呈“梳齿”形状，能够增加与硅晶片的接触面积，更有效地收集电子。上电极位于N型硅晶片表面的绒面结构和减反射层之上。

下电极：通常采用镍-锡材料制成，呈板状布满P型硅晶片的下表面。下电极有助于减少电池内部的串联电阻。

4、减反射层材料

为了减少入射太阳光的反射损失，提高电池对太阳光能的吸收效率，通常在绒面结构上沉积一层减反射层。这层薄膜一般可均匀沉积60~100纳米左右的SiO₂或Si₃N₄等材料。

晶体硅太阳能电池的结构

晶体硅太阳能电池主要由硅基片、PN结、电极和减反射膜等部分组成。

1、硅基片

是电池的主体，通常采用高纯度的单晶硅或多晶硅制成。硅基片的纯度对电池的性能有重要影响。

2、PN结

是电池的核心部分，由P型硅和N型硅组成。当太阳光照射到PN结上时，会产生光生电效应，即光能转化为电能。

3、电极

包括正极和负极，用于收集并导出由PN结产生的电流。电极的设计对提高电池的转换效率至关重要。

4、减反射膜

覆盖在硅基片表面的一层薄膜，可以减少太阳光在硅基片上的反射，从而增加光的吸收率。