光伏电池制备工艺-项目三-扩散[优选内容]
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光伏电池制造工艺流程解释光伏电池制造工艺流程是指将光伏材料转化为太阳能电池的过程。
光伏电池是一种能够将太阳能转化为电能的装置,主要由光伏材料、电极、透明导电膜和保护层等组成。
光伏电池制造工艺流程通常包括以下几个步骤:1.材料准备阶段:这一阶段主要是选购和准备光伏材料。
光伏材料是光伏电池的核心部分,包括各种半导体材料,如硅、硒化铟镓、硫化铜铟镓等。
2.材料加工阶段:在这个阶段,光伏材料经过一系列的加工工艺,形成电池元件。
首先,将硅材料准备成薄片,一般使用单晶硅或多晶硅。
然后,对准备好的硅片进行酸洗、清洁等处理。
接下来,将硅片进行加工,形成可用的电池元件。
3.清洗和涂层阶段:此阶段的主要目的是清洗和涂层光伏电池的表面,以提高光吸收效率和光电转换效率。
首先,通过溶剂清洗将光伏电池表面的杂质去除。
然后,在电池表面涂覆抗反射涂层,以减少反射和提高光吸收效率。
4.电极制备阶段:这一阶段主要是制备电极,它在光伏电池中起到电流的收集作用。
一般情况下,光伏电池有两个电极:正极和负极。
正极通常采用导电玻璃或透明导电膜,而负极则使用导电炭黑等材料。
电极材料通过热蒸镀或化学气相沉积等工艺涂覆到电池表面。
5.组装和封装阶段:在这个阶段,将准备好的电池组件进行组装和封装。
首先,将电池的正负极通过焊接或印刷工艺连接到外部电路上。
然后,将电池组件放置在透明的密封胶片中,以保护光伏电池不受环境气体和湿气的侵蚀。
6.预处理和测试阶段:在此阶段,对光伏电池进行预处理和测试以确保其性能符合标准要求。
预处理通常包括退火、氧和氨气处理等过程,以消除材料和电极界面的缺陷。
在测试阶段,通过光伏电池的IV特性曲线测量和其他性能测试来评估其电特性。
7.包装和检验阶段:最后一步是将制造好的光伏电池包装起来,并进行最终的品质检验。
包装通常包括封装电池组件、加入导电胶或银浆,并进行密封和打标等操作。
检验包括外观检查、电气性能测试和可靠性测试等,以确保光伏电池的质量和性能符合标准要求。
浅谈光伏电池生产工艺之扩散制结摘要:光伏电池的生产工艺一般需要经过硅片检测、清洗制绒、扩散制结、去磷硅玻璃和镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结等步骤。
在这些步骤中,扩散制结是光伏电池生产过程中最基本也最为核心的一个环节,因为只有形成PN结后才能够形成电流。
光伏电池的性能与扩散制结的质量有着密切的关系。
因此,需要严格的控制好扩散制结这一环节的质量才能够满足光伏电池性能的要求。
本文主要针对光伏电池生产工艺过程中的扩散制结这一环节进行论述。
关键词:光伏电池生产工艺扩散制结方法过程研究光伏电池在生产的过程中扩散制结是一个极为重要的环节及关键性工序,这一工序主要是在硅片表面生成与硅片本身导电类型不一样的扩散层。
在扩散制结这一过程中有很多常用的扩散设备、扩散方法,采用先进的扩散设备和合理的扩散方法能够有效的提高扩散制结的质量,进而满足光伏电池的性能要求。
此外,在进行扩散制结时也需要充分考虑扩散的条件,这样才能够确保扩散的充分性和均匀性。
一、扩散制结过程中的扩散设备及扩散过程1.扩散设备光伏电池生产工艺的扩散制结过程需要相关的扩散设备,即扩散炉。
由于光伏电池需要一个面积较大的PN结将太阳能转化为电能,所以要在硅片表面形成一个PN结。
为了节约空间及满足工艺的高要求一般会采用管式扩散炉,这种扩散炉主要是有以下四个大的部分组成:废弃室(外排风)、炉体部分、气柜和石英舟的装载区部分。
通过这一专用设备能够完成光伏电池的PN结的制造,进而为后续工序的进行奠定基础。
(图一为德国Centrotherm公司设计的扩散炉,也是市场公认的最好的扩散设备之一)2.扩散过程在进行三氯氧磷扩散时,需要事先将扩散炉内的温度升至(800℃~900℃),同时向炉内通入大氮(流量为6~10L/min)以便清除管内的其他杂质气体。
完成这些工作过后将清洗制绒后的硅片装入到石英舟送入炉管内预热2-5分钟,待温度稳定后调低通入炉内的大氮流量(4~6L/min),同时通入小氮(1500ml/min 左右)及氧气流量(400ml/min左右),通源的时间一般为15分钟,之后继续调高通入到炉内的氮气流量以便清除残留在管内的源蒸汽。
电池片各工序的原理
1. 切割工序:将硅棒切割成形状为方形或六边形的硅片。
2. 扩散工序:将硅片表面加热,在气氛控制的条件下,将杂质(如磷或硼)扩散到硅片表面形成P型或N型半导体。
3. 氧化工序:将硅片表面暴露在氧气中,在高温条件下,氧化硅片表面形成一层氧化硅(SiO2)薄膜,用于隔离硅片表面和后续工艺步骤。
4. 光刻工序:通过光学显影技术,将芯片上的图案图形化,形成光图形。
5. 电镀工序:将金属镀在硅片上,用于连接芯片中的不同电压点或其他部分。
6. 热处理工序:在高温下,将硅片与电路板连接的焊盘上的焊锡融化,将两者焊接成为一个整体。
7. 测试和封装工序:对芯片进行测试和封装,以确保其品质和功能。
磷扩散一、POCl3 简介⒈POCl3是目前磷扩散用得较多的一种杂质源• 无色透明液体,具有刺激性气味。
如果纯度不高则呈红黄色。
• 比重为1.67,熔点2℃,沸点107℃,在潮湿空气中发烟。
• POCl3很容易发生水解,POCl3极易挥发。
升温下与水接触会反应释放出腐蚀有毒易燃气体。
• POCl3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。
2. POCl3应急处置• 皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。
就医。
• 眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。
就医。
• 吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸道通畅。
如呼吸困难,给输氧。
如呼吸停止,立即进行人工呼吸。
就医。
• 食入:用水漱口,无腐蚀症状者洗胃。
忌服油类。
就医。
• 呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,必须佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)或隔离式呼吸器。
紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴空气呼吸器。
二、扩散的原理⏹ POCl3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:⏹⏹ 生成的P2O5在扩散温度下与硅反应,生成二氧化硅(SiO2)和磷原子,其反应式如下:⏹ ⏹ 由上面反应式可以看出,POCl3热分解时,如果没有外来的氧(O2)参与其分解是不充分的,生成的PCl5是不易分解的,并且对硅有腐蚀作用,破坏硅片的表面状态。
但在有外来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,由此可见,在磷扩散时,为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用,必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气 。
⏹ 在有氧气的存在时,POCl3热分解的反应式为: 322524526POCl O P O Cl +→+↑ ⏹ POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面,P2O5与硅反应生成SiO2和磷原子,并在硅片表面形成一层磷-硅玻璃,然后磷原子再向硅中进行扩散 。
浅谈光伏电池生产工艺之扩散制结摘要:光伏电池的生产工艺一般需要经过硅片检测、清洗制绒、扩散制结、去磷硅玻璃和镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结等步骤。
在这些步骤中,扩散制结是光伏电池生产过程中最基本也最为核心的一个环节,因为只有形成PN结后才能够形成电流。
光伏电池的性能与扩散制结的质量有着密切的关系。
因此,需要严格的控制好扩散制结这一环节的质量才能够满足光伏电池性能的要求。
本文主要针对光伏电池生产工艺过程中的扩散制结这一环节进行论述。
关键词:光伏电池生产工艺扩散制结方法过程研究光伏电池在生产的过程中扩散制结是一个极为重要的环节及关键性工序,这一工序主要是在硅片表面生成与硅片本身导电类型不一样的扩散层。
在扩散制结这一过程中有很多常用的扩散设备、扩散方法,采用先进的扩散设备和合理的扩散方法能够有效的提高扩散制结的质量,进而满足光伏电池的性能要求。
此外,在进行扩散制结时也需要充分考虑扩散的条件,这样才能够确保扩散的充分性和均匀性。
一、扩散制结过程中的扩散设备及扩散过程1.扩散设备光伏电池生产工艺的扩散制结过程需要相关的扩散设备,即扩散炉。
由于光伏电池需要一个面积较大的PN结将太阳能转化为电能,所以要在硅片表面形成一个PN结。
为了节约空间及满足工艺的高要求一般会采用管式扩散炉,这种扩散炉主要是有以下四个大的部分组成:废弃室(外排风)、炉体部分、气柜和石英舟的装载区部分。
通过这一专用设备能够完成光伏电池的PN结的制造,进而为后续工序的进行奠定基础。
(图一为德国Centrotherm公司设计的扩散炉,也是市场公认的最好的扩散设备之一)2.扩散过程在进行三氯氧磷扩散时,需要事先将扩散炉内的温度升至(800℃~900℃),同时向炉内通入大氮(流量为6~10L/min)以便清除管内的其他杂质气体。
完成这些工作过后将清洗制绒后的硅片装入到石英舟送入炉管内预热2-5分钟,待温度稳定后调低通入炉内的大氮流量(4~6L/min),同时通入小氮(1500ml/min 左右)及氧气流量(400ml/min左右),通源的时间一般为15分钟,之后继续调高通入到炉内的氮气流量以便清除残留在管内的源蒸汽。
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光伏电池生产工艺流程光伏电池生产工艺流程是指将太阳能光线转化为电能的过程,主要包括硅料制备、硅片生产、电池片制作和组件装配四个主要环节。
首先是硅料制备。
这一步骤主要是从硅源中提取出纯净的硅,以制备高纯度硅料。
硅料制备的主要方法有两种,分别是“化学法”和“冶金法”。
化学法主要是将硅源反应制备一种含有高纯度硅含量的化合物,然后通过还原反应得到纯净的硅。
而冶金法则是通过高温熔炼和精炼的方法,去除硅源中的杂质,得到高纯度的硅料。
其次是硅片生产。
硅片是光伏电池的基础材料,其制作过程首先是将高纯度的硅料熔融成液态,并倒入冷却的坩埚内。
通过控制熔融硅的温度和冷却速度,使其逐渐凝固成硅锭。
然后,将硅锭通过拉伸机器,将硅锭拉成长条状的硅棒。
最后,通过硅棒切割成约0.2mm厚的硅片,用于制作电池片。
再次是电池片制作。
电池片是将硅片通过掺杂和结构化等工艺制作成能够产生电能的组件。
首先,在硅片表面进行掺杂,将硅片分为p型和n型。
然后,将p型和n型硅片通过热扩散或离子注入等方法结合在一起,形成p-n结,即光伏电池的活性层。
随后,在表面涂覆上金属网格和背面金属电极,用于电流的收集和传输。
最后,通过抛光和清洗等工艺处理,得到成品的电池片。
最后是组件装配。
组件装配是将制作好的电池片组装起来,形成光伏电池组件。
首先,将电池片通过焊接或直接粘贴在玻璃或聚合物基板上。
然后,在电池片上覆盖透明导电层,并加入防反射涂层以提高光吸收效率。
最后,使用有机胶或硅胶将玻璃和背板黏合在一起,并进行灵活接线、密封检测和包装等工艺步骤。
总结起来,光伏电池生产工艺流程包括硅料制备、硅片生产、电池片制作和组件装配四个主要步骤。
这些步骤是相互关联和依赖的,每一步骤的质量和效率都直接影响着最终整个光伏电池组件的性能和成本。
随着技术的不断进步,光伏电池的生产工艺也在不断优化和改进,以提高光伏电池的效率和降低成本,促进光伏产业的可持续发展。
工艺号时间(S)温区一温区二温区三温区四温区五小氮大氮 17208208208308308300250002480820820830830830025000330082082083083083002200045008208208308308308002200056008548548578568631000220006100854854857856863100022000712008548548578568631200240008600820820830830830025000972082082083083083002500010000000007、继续通入携带源小氮,这样扩散过程就分为四步进行,一方面管内温度、气体各方面条件逐渐稳定;9、出舟的同时通入大量的氮气排除管内尾气,继续降温;10、冷却待卸片。
5、继续通入携带源小氮,进行扩散;6、继续通入携带源小氮,进行扩散;8、通入大量氧气,确保将剩余的POCl3充分反应消耗掉,保证安全生产,同时对管内开始降温;1、进舟的同时给炉体加温,氮气还起到均衡管内气体;2、通入大量的氮气冲洗管道,排除管道气体;3、为防止POCl3分解产生的PCl5对硅片表面腐蚀,事先通入大量的氧气,及时将PCl5氧化成P2O4、通入携带源小氮,利用POCl3分解生成P2O5进行扩散;必须在通氮气的同时通入一定流量的氧+5O 2P 52↑+→+252236Cl O 2P O POCl干氧 速度020000400001000010000100001000030000020000各方面条件逐渐稳定;另一方面方便在生产过程中调节参数;降温;成P2O5;量的氧气 ;↓+=+4P 5SiO 5Si O 2P 252。