太陽能電池概況

太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏（photovoltaic，縮寫為pV），簡稱光伏。太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的晶硅太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的薄膜電池實(shí)施太陽能電池則還處于萌芽階段。

太陽能電池制作工藝流程

1、硅片切割，材料準(zhǔn)備：工業(yè)制作硅電池所用的單晶硅材料，一般采用坩鍋直拉法制的太陽級(jí)單晶硅棒，原始的形狀為圓柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的邊長一般為10~15cm，厚度約200~350um，電阻率約1Ω.cm的p型（全球節(jié)能環(huán)保網(wǎng)摻硼）。

2、去除損傷層：硅片在切割過程會(huì)產(chǎn)生大量的表面缺陷，這就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問題，首先表面的質(zhì)量較差，另外這些表面缺陷會(huì)在電池制造過程中導(dǎo)致碎片增多。因此要將切割損傷層去除，一般采用堿或酸腐蝕，腐蝕的厚度約10um。

3、制絨：制絨，就是把相對(duì)光滑的原材料硅片的表面通過酸或堿腐蝕，使其凸凹不平，變得粗糙，形成漫反射，減少直射到硅片表面的太陽能的損失。對(duì)于單晶硅來說一般采用NaOH加醇的方法腐蝕，利用單晶硅的各向異性腐蝕，在表面形成無數(shù)的金字塔結(jié)構(gòu)，堿液的溫度約80度，濃度約1~2%，腐蝕時(shí)間約15分鐘。對(duì)于多晶來說，一般采用酸法腐蝕。

4、擴(kuò)散制結(jié)：擴(kuò)散的目的在于形成pN結(jié)。普遍采用磷做n型摻雜。由于固態(tài)擴(kuò)散需要很高的溫度，因此在擴(kuò)散前硅片表面的潔凈非常重要，要求硅片在制絨后要進(jìn)行清洗，即用酸來中和硅片表面的堿殘留和金屬雜質(zhì)。

5、邊緣刻蝕、清洗：擴(kuò)散過程中，在硅片的周邊表面也形成了擴(kuò)散層。周邊擴(kuò)散層使電池的上下電極形成短路環(huán)，必須將它除去。周邊上存在任何微小的局部短路都會(huì)使電池并聯(lián)電阻下降，以至成為廢品。目前，工業(yè)化生產(chǎn)用等離子干法腐蝕，在輝光放電條件下通過氟和氧交替對(duì)硅作用，去除含有擴(kuò)散層的周邊。擴(kuò)散后清洗的目的是去除擴(kuò)散過程中形成的磷硅玻璃。

6、沉積減反射層：沉積減反射層的目的在于減少表面反射，增加折射率。廣泛使用pECVD淀積SiN，由于pECVD淀積SiN時(shí)，不光是生長SiN作為減反射膜，同時(shí)生成了大量的原子氫，這些氫原子能對(duì)多晶硅片具有表面鈍化和體鈍化的雙重作用，可用于大批量生產(chǎn)。

7、絲網(wǎng)印刷上下電極：電極的制備是太陽電池制備過程中一個(gè)至關(guān)重要的步驟，它不僅決定了發(fā)射區(qū)的結(jié)構(gòu)，而且也決定了電池的串聯(lián)電阻和電池表面被金屬覆蓋的面積。最早采用真空蒸鍍或化學(xué)電鍍技術(shù)，而現(xiàn)在普遍采用絲網(wǎng)印刷法，即通過特殊的印刷機(jī)和模版將銀漿鋁漿（銀鋁漿）印刷在太陽電池的正背面，以形成正負(fù)電極引線。

8、共燒形成金屬接觸：晶體硅太陽電池要通過三次印刷金屬漿料，傳統(tǒng)工藝要用二次燒結(jié)才能形成良好的帶有金屬電極歐姆接觸，共燒工藝只需一次燒結(jié)，同時(shí)形成上下電極的歐姆接觸。在太陽電池絲網(wǎng)印刷電極制作中，通常采用鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐進(jìn)行快速燒結(jié)。

9、電池片測試：完成的電池片經(jīng)過測試分檔進(jìn)行歸類。