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  • 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(shí)間：2023/7/23
    　　光伏電池是利用光電效應將太陽(yáng)光轉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(yáng)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(jìn)行摻入不同的元素而得到不同種類(lèi)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(kāi)裂等現象。
    　　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(yáng)能電池片表面多次折射。硅片切割后其邊緣有損傷，硅的晶格結構被破壞、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構、增加光線(xiàn)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（生成P-N結），P-N 結是光伏電池的“心臟?#34180;?#30001;于硼在硅中的固溶度低，因此需要高溫和更長(cháng)的時(shí)間進(jìn)行擴散。同時(shí)，擴散源的選擇對生產(chǎn)過(guò)程也會(huì )有影響，氯化物腐蝕性較強，溴化物黏?#28304;螅?#28165;洗過(guò)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(shí)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(lái)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引入摻雜原子，形成重摻雜區，提高光電轉換效率。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(lái)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(chēng)為雜質(zhì)半導體。根據摻入雜質(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?#26377;?#21322;導體）兩大類(lèi)。這里"P”是指”正”的意思，“N“是指”負”的意思。
    　　當PN結加上正向電壓時(shí)有較大的電流通過(guò)，正向電阻很小，PN結處于導通狀態(tài)；當PN結加上反向電壓時(shí)只有很小的電流通過(guò)，或者粗略地認為沒(méi)有電流通過(guò)，反向電阻很大，PN結處于截止狀態(tài)。這就是PN結的重要特性-一單向導電性。從這里可以看出，PN結具有單向導電性的關(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。擴散過(guò)程會(huì )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?#26377;?#25104;鈍化結構。
    　　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(shí)，在 SiNx 薄膜形成過(guò)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(kāi)槽
    　　電池片激光開(kāi)槽能夠將背面鈍化膜打穿但不會(huì )對硅片造成明顯的損傷，使整個(gè)硅片基體明顯暴露出來(lái)，并且平整光滑，無(wú)明顯的激光脈沖腐蝕痕跡，從而提供電池片發(fā)電轉換效率。
    　　11.絲網(wǎng)印刷
    　　采用激光轉印技術(shù)，絲網(wǎng)印刷制備前后電極。
    　　12. 燒結
    　　干燥硅片上漿料，燃燒掉漿料中的有機樹(shù)脂粘合劑。
    　　13. 測試分選
    　　測試分選工序，根據測試出的功率及外觀(guān)質(zhì)量獎太陽(yáng)能電池片分成A+、A、B、C、D五個(gè)等級。
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