太阳电池材料制备工艺及检测培训课程
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太阳电池组件工艺培训-21页文档资料
汇流条
电池串 电池串
电池串
电池组
2.层叠
将钢化玻璃、EVA 、 电池组、TPT等材料 按照一定的次序排列 起来,为层压作准备
5.层 压
•将钢化玻璃、EVA 、电池组、TPT等材料通过抽真空、加热 和加压等一系列过程,使其黏合在一起,完成太阳电池的封装
层压过程示意
6.固 化
•固化的定义
在一定的时间和温度下，组件EVA完成交联的过程。
• 电池片在仓储、运输过程中有可能造成 破损,分选可以把破损的电池片挑选出来, 保证将合格的电池片做入组件。
2.单片焊接
目的 将互连条与电池片的主栅线焊接起来，为电池片的串联 做准备
互连条
电池片
焊接后的电池片
3.焊 串
将电池片串联起来，为层叠做准备
电池片
电池片
电池串
4.层 叠
1.将电池串排列好以后用汇流条串联起来,为层叠作准备
•装接线盒的作用：
★保护导电体 ★便于工程安装
8.擦 拭
•作用：
★去处表面脏污，使组件美观。 ★增加光的透过率，增加组件功率。
9.安规测试
1.绝缘耐压测试：
★目的
测试边框与内部带电体(电池片、焊带等)之间在高压作用下是否会 发生导通而造成危险
2.接地电阻测试：
★目的 测试边框与地之间的电阻,以确定边框接地件在层压阶段就已经完成固化
按固化方式分类 二次固化：组件在层压阶段不完成固化，需
经过其他工序才完成固化
7.装边框和接线盒
•装框的作用：
★由于钢化玻璃本身结构的原因，其边角部分只要受到很小的撞 击就会发生碎裂，装边框是为了保护组件钢化玻璃的边角。
★无边框的组件一般情况下不太容易安装，装边框是为了便于工 程安装。
电池串 电池串
电池串
电池组
2.层叠
将钢化玻璃、EVA 、 电池组、TPT等材料 按照一定的次序排列 起来,为层压作准备
5.层 压
•将钢化玻璃、EVA 、电池组、TPT等材料通过抽真空、加热 和加压等一系列过程,使其黏合在一起,完成太阳电池的封装
层压过程示意
6.固 化
•固化的定义
在一定的时间和温度下，组件EVA完成交联的过程。
• 电池片在仓储、运输过程中有可能造成 破损,分选可以把破损的电池片挑选出来, 保证将合格的电池片做入组件。
2.单片焊接
目的 将互连条与电池片的主栅线焊接起来，为电池片的串联 做准备
互连条
电池片
焊接后的电池片
3.焊 串
将电池片串联起来，为层叠做准备
电池片
电池片
电池串
4.层 叠
1.将电池串排列好以后用汇流条串联起来,为层叠作准备
•装接线盒的作用：
★保护导电体 ★便于工程安装
8.擦 拭
•作用：
★去处表面脏污，使组件美观。 ★增加光的透过率，增加组件功率。
9.安规测试
1.绝缘耐压测试：
★目的
测试边框与内部带电体(电池片、焊带等)之间在高压作用下是否会 发生导通而造成危险
2.接地电阻测试：
★目的 测试边框与地之间的电阻,以确定边框接地件在层压阶段就已经完成固化
按固化方式分类 二次固化：组件在层压阶段不完成固化，需
经过其他工序才完成固化
7.装边框和接线盒
•装框的作用：
★由于钢化玻璃本身结构的原因，其边角部分只要受到很小的撞 击就会发生碎裂，装边框是为了保护组件钢化玻璃的边角。
★无边框的组件一般情况下不太容易安装，装边框是为了便于工 程安装。
太阳能电池组件生产工艺培训
太阳能电池组件生产工艺培训1. 引言太阳能电池组件是太阳能光伏发电系统的核心组成部分之一，其生产工艺对电池组件的质量和性能具有重要影响。
本文将介绍太阳能电池组件的生产工艺培训内容，包括原料准备、硅片加工、电池片制备、组件组装等环节。
2. 原料准备太阳能电池组件的主要原料包括硅片、背板、玻璃等。
在原料准备阶段，需对这些原料进行质检和准备工作。
2.1 硅片质检硅片是太阳能电池组件的关键材料，其质量对电池组件的性能具有重要影响。
在硅片质检中，需要检查硅片的厚度、纯度、均匀性等指标，确保硅片的质量符合要求。
2.2 背板和玻璃准备背板和玻璃是太阳能电池组件的支撑材料，需要进行尺寸检查和清洁处理，以确保其适应组件制造的要求。
3. 硅片加工硅片加工是太阳能电池组件生产工艺的重要环节，主要包括切割、打磨和腐蚀等步骤。
3.1 硅片切割硅片切割是将硅棒切割成薄片的过程，需要使用切割机具和切割液，确保切割出的硅片厚度均匀且表面光滑。
3.2 硅片打磨硅片打磨是将切割好的硅片进行表面处理，以去除切割时产生的毛刺和残留物。
打磨完成后，硅片表面应光滑且光亮。
3.3 硅片腐蚀硅片腐蚀是利用化学溶液对硅片进行腐蚀处理，形成 pn 结。
腐蚀结束后，硅片表面应均匀，并且形成了 diffused layer。
4. 电池片制备电池片制备是太阳能电池组件生产中的核心步骤，包括清洗、扩散、刻蚀等。
4.1 清洗清洗是将硅片表面的杂质和污染物去除，以保证后续工艺的顺利进行。
清洗过程中需要注意选用合适的溶液，并控制清洗时间和温度。
4.2 扩散扩散是将硅片表面的掺杂物扩散到整个硅片中，形成 pn 结的过程。
扩散温度和时间的控制对电池片的性能有着重要影响。
4.3 刻蚀刻蚀是利用化学溶液去除硅片表面的有害杂质和氧化物的过程。
刻蚀后，电池片表面应平整、光滑，并具有一定的粗糙度。
5. 组件组装组件组装是将制备好的电池片、背板和玻璃等材料进行组装，形成最终的太阳能电池组件的过程。
太阳能电池工艺培训教材(共 53张PPT)
Isc :短路电流 Voc:开路电压 Impp最大电流 Vmpp最大电压 Pmpp：最大功率 Rs：串联电阻 Rsh：并联电阻 FF：填充因子 EFF：转换效率
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Thank you!
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扩散的目的：形成PN结
14
太阳电池磷扩散方法
１．三氯氧磷（POCl3）液态源扩散 ２．喷涂磷酸水溶液后链式扩散
３．丝网印刷磷浆料后链式扩散 本公司目前采用的是第一种方法。
15磷扩散工艺过程来自清洗扩散饱和关源，退舟
装片
卸片
送片
方块电阻测量
16
扩散装置示意图
17
POCl3磷扩散原理
POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷
35
等离子体
等离子体:由于物质分子热运动加剧, 相互间的碰撞就会使气体分子产生 电离,这样物质就会变成自由运动并 由相互作用的正离子,电子和中性粒 子组成的混合物
36
ＰＥＣＶＤ设备
37
ＰＥＣＶＤ的目的
1）镀减反射薄膜(SiN) 其具有卓越的抗氧化和绝缘性能,同时具有良好的阻挡 钠离子和掩蔽金属离子和水蒸气扩散的能力,它的化学稳 定性很好,除氢氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外,其它酸与它基 本不起作用 2）表面钝化作用 保护半导体器件表面不受污染物质的影响,半导体表面 钝化可降低半导体表面态密度 3)钝化太阳电池的体内 在SiN膜中存在大量的 H,在烧结过程中会钝化晶体内部 悬挂键
2）用到药品：HNO3， HF， KOH 3） SPC:硅片各边的绝缘电阻>1000欧姆
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扩散的目的：形成PN结
14
太阳电池磷扩散方法
１．三氯氧磷（POCl3）液态源扩散 ２．喷涂磷酸水溶液后链式扩散
３．丝网印刷磷浆料后链式扩散 本公司目前采用的是第一种方法。
15磷扩散工艺过程来自清洗扩散饱和关源，退舟
装片
卸片
送片
方块电阻测量
16
扩散装置示意图
17
POCl3磷扩散原理
POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷
35
等离子体
等离子体:由于物质分子热运动加剧, 相互间的碰撞就会使气体分子产生 电离,这样物质就会变成自由运动并 由相互作用的正离子,电子和中性粒 子组成的混合物
36
ＰＥＣＶＤ设备
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ＰＥＣＶＤ的目的
1）镀减反射薄膜(SiN) 其具有卓越的抗氧化和绝缘性能,同时具有良好的阻挡 钠离子和掩蔽金属离子和水蒸气扩散的能力,它的化学稳 定性很好,除氢氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外,其它酸与它基 本不起作用 2）表面钝化作用 保护半导体器件表面不受污染物质的影响,半导体表面 钝化可降低半导体表面态密度 3)钝化太阳电池的体内 在SiN膜中存在大量的 H,在烧结过程中会钝化晶体内部 悬挂键
2）用到药品：HNO3， HF， KOH 3） SPC:硅片各边的绝缘电阻>1000欧姆
太阳电池测试培训讲义
太阳能光伏组件技术培训第一章 太阳电池测试原理第一节 光电流和光电压一、光电流光生载流子的定向运动形成光电流。
如果入射到电池的光子中，能量大于禁带宽度g E 的光子均能被电池吸收，而激发出数量相同的光生电子—空穴对，且可以被全部收集，则光生电流密度的最大值为)((max)g ph L E qN J = （2-1） 式中)(g ph E N 为每秒入射到电池上能量大于g E 的总光子数。
考虑光的反射、材料吸收、电池厚度及光生载流子的实际生产率后，光电流密度可以表示为[]λλλλλλd dx x qG d dx e a R Q q J HL Hx a L ⎰⎰⎰⎰∞∞-⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-Φ=0000)()()()(1)( （2-2）[]x a L e a R Q x G )()()(1)()(λλλλ--Φ= （2-3） 式中，)(λΦ为入射到电池上波长为λ、带宽为λd 的光子数；Q 为量子产额，即一个能量大于g E 的光子产生一对光生载流子的几率，通常情况下可以令1=Q ；)(λR 为和波长有关的反射因数；)(λa 为对应波长的吸收系数；dx 为距电池表面x 处厚度为dx 的薄层；H 为电池总厚度。
)(x G L 表示x 处的光生载流子的产生率。
这个表达式认为，凡是在电池中产生的光生载流子均可以对光电流有贡献，因而是光电流的理想值。
在如图2-1所示的简化太阳电池结构图中：（1）太阳电池的n 区、耗尽区和p 区中均能产生光生载流子；（2）各区中的光生载流子必须在复合之前越过耗尽区，才能对光电流有贡献，所以求解实际的光生电流必须考虑各区中的产生和复合、扩散和漂移等各种因素。
为简单起见，先讨论波长为λ带宽为λd 、光子数为)(λΦ的单色光照明太阳电池的情况。
类似p-n 结正偏，在单位面积的太阳电池中把)(λL J 看为各区贡献的光电流密度之和 )()()(λλλp c n L J J J J ++= （2-4） 其中)(λn J 、)(λc J 、)(λp J 分别表示n 区、耗尽区、p 区贡献的光电流密度。
太阳能电池工艺培训
太阳能电池可应用于电动汽车、飞机 等交通工具，减少对传统能源的依赖。
分布式能源
太阳能电池可与其他能源系统结合， 形成分布式能源系统，提高能源利用 效率。
03
太阳能电池生产工艺流程
硅片制作工艺
硅棒制备
将高纯度硅料熔化后，通过拉晶或浇铸法制备硅棒。
切片
将硅棒切割成薄片，即硅片。
清洗与分选
清洗硅片表面，去除杂质，并对硅片进行分选，确保质量一致性。
02
03
废弃物分类处理
监测排放物
对生产过程中产生的废弃物进行 分类处理，确保其符合环保要求。
对生产过程中的排放物进行监测， 确保其符合国家和地方的环保标 准。
事故应急处理预案
制定应急预案
01
针对可能发生的事故制定应急预案，明确应急处理流程和责任
人。
定期演练
02
定期组织员工进行事故应急演练，提高员工应对突发情况的能
安全生产规定和措施
制定严格的安全操作规程
确保员工熟悉并遵守安全操作规程，降低事故 发生的风险。
定期进行安全检查
对生产设备、安全设施等进行定期检查，确保 其正常运转。
提供安全防护用品
为员工提供必要的安全防护用品，如护目镜、手套等，以保障员工的人身安全。
环境保护规定和措施
01
实施清洁生产
通过改进工艺、使用环保材料等 措施，降低生产过程中的环境污 染。
薄膜太阳能电池
制造成本低、重量轻、可弯曲 ，但效率相对较低。
染料敏化太阳能电池
制造成本低、可印刷制造，但 稳定性较差、效率较低。
太阳能电池的应用领域
光伏发电
利用太阳能电池将光能转化为电能， 为家庭、企业等提供可再生能源。
分布式能源
太阳能电池可与其他能源系统结合， 形成分布式能源系统，提高能源利用 效率。
03
太阳能电池生产工艺流程
硅片制作工艺
硅棒制备
将高纯度硅料熔化后，通过拉晶或浇铸法制备硅棒。
切片
将硅棒切割成薄片，即硅片。
清洗与分选
清洗硅片表面，去除杂质，并对硅片进行分选，确保质量一致性。
02
03
废弃物分类处理
监测排放物
对生产过程中产生的废弃物进行 分类处理，确保其符合环保要求。
对生产过程中的排放物进行监测， 确保其符合国家和地方的环保标 准。
事故应急处理预案
制定应急预案
01
针对可能发生的事故制定应急预案，明确应急处理流程和责任
人。
定期演练
02
定期组织员工进行事故应急演练，提高员工应对突发情况的能
安全生产规定和措施
制定严格的安全操作规程
确保员工熟悉并遵守安全操作规程，降低事故 发生的风险。
定期进行安全检查
对生产设备、安全设施等进行定期检查，确保 其正常运转。
提供安全防护用品
为员工提供必要的安全防护用品，如护目镜、手套等，以保障员工的人身安全。
环境保护规定和措施
01
实施清洁生产
通过改进工艺、使用环保材料等 措施，降低生产过程中的环境污 染。
薄膜太阳能电池
制造成本低、重量轻、可弯曲 ，但效率相对较低。
染料敏化太阳能电池
制造成本低、可印刷制造，但 稳定性较差、效率较低。
太阳能电池的应用领域
光伏发电
利用太阳能电池将光能转化为电能， 为家庭、企业等提供可再生能源。
太阳电池工艺培训课程
太阳电池工艺培训课程太阳电池工艺是指太阳能电池的制造工艺，是将光能转化为电能的重要技术。
为了推广太阳能利用和加强技术水平，太阳电池工艺培训课程应运而生。
该课程致力于培养学员掌握太阳能电池制造的基本知识和技能，以及了解太阳能市场发展趋势和相关政策。
太阳电池工艺培训课程包含以下内容：1. 太阳电池工艺概述：该部分主要介绍太阳能电池的基本概念和原理，让学员了解太阳能转化为电能的基本过程，并了解不同类型太阳能电池的特点。
2. 太阳能电池材料与制备：学员将学习太阳能电池的主要材料，包括硅材料、透明导电膜、金属导电层等。
同时，还将深入了解太阳能电池的制备工艺，包括晶体硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等制备方法。
3. 太阳能电池组件制造：该部分将培训学员太阳能电池组件的制造工艺流程，包括清洗、掺杂、薄膜沉积、光刻、金属化以及封装等步骤。
学员将通过实践操作，了解每个步骤的具体操作流程。
4. 太阳能电池测试与质量控制：这部分将重点培训学员太阳能电池的测试方法和质量控制技术。
学员将学习如何对太阳能电池进行性能测试和质量检测，以确保太阳能电池的质量和性能符合要求。
5. 太阳能市场与政策导向：学员将了解全球太阳能市场的发展趋势和现状，同时还将学习国家太阳能政策和支持措施。
通过深入了解市场和政策，学员将能够更好地把握太阳电池工艺的发展方向。
该课程不仅注重理论学习，还强调实践操作。
学员将在太阳能电池制造实验室和工厂实习，亲自参与太阳能电池的制造过程，通过实际操作提高技能水平。
太阳电池工艺培训课程的目标是为学员提供全面的太阳能电池制造技术知识和实践经验，培养具备太阳能电池制造与质量控制能力的专业人才。
通过该课程的学习，学员将为推广太阳能利用做出贡献，并在太阳能产业领域找到更好的就业机会。
太阳电池工艺培训课程的相关内容还包括以下几个方面：6. 太阳能电池设备与工艺：学员将了解太阳能电池制造中常用的设备和工艺，包括清洗设备、沉积设备、光刻设备以及封装设备等。
太阳电池片生产线培训
快速烧结
目的：
对印刷电极后的电池片进行烘干、烧结，形成 良好的电极接触。
工艺流程：
1.上料 2.预烧 3.烧结 4.降温冷却 5.下料
测试分档、包装入库
电池片在太阳电池片分档机上被逐片测试电 参数及转换效率，并将不同光电转换效率的 电池片分档归类堆码，剔除不合格电池片。 将合格电池组件分档包装、入库。
等离子刻蚀
目的：
由于在扩散过程中，即使采用背靠背扩散， 硅 片的所有表面包括边缘都不可避免地扩散上磷。 因此，必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀， 以去除电池边缘的PN结。
工艺流程：
1.装片 2.抽真空 3.送反应气 4.起辉 5.充气 6.卸 片检测
去磷硅玻璃
目的：
采用清洗机，去除硅片表面在扩散过程中形成的五 氧化二磷和氧化硅，以便于后续镀减反射膜。
微裂纹检测模块：
检测硅片的内部微裂纹。
在线测试模组：
测试硅片体电阻率和硅片类型。 检测硅片的少子寿命。
表面制绒
目的：
单晶硅绒面的制备 是在每平方厘米表 面形成制绒工序
1.粗抛：高浓度碱溶液 2.漂洗：清水 3.碱腐蚀：低浓度碱溶液 4.盐酸清洗：中和，去除金属杂质 5.HF清洗：去除SiO2层，脱水 影响因素：浓度、温度、密封程度
工艺流程：
1.上料 2.HF酸洗 3.喷淋 4.水洗 5.干燥 6.下料
镀减反射膜
目的： 抛光硅表面的反射率为35%，为了减少表面 反射，提高电池的转换效率，需要沉积一层 氮化硅减反射膜。
丝网印刷
目的： 电池片经过制绒、 扩散及PECVD等 工序后，可以在 光照下产生电流， 为了将产生的电 流导出，需要在 电池表面制作正、 负两个电极。
太阳能电池组件工艺培训
检查硅片表面是否光滑、 无划痕、无杂质，确保硅 片的质量和纯度。
硅片厚度
测量硅片的厚度，确保其 符合工艺要求，以保证电 池组件的性能和效率。
硅片弯曲度
检测硅片的平整度和弯曲 度，以确保在层压过程中 能够与其它组件紧密贴合。
焊接质量检测
焊接点检查
检查焊接点是否牢固、无 虚焊、无漏焊，确保电池 片之间能够稳定连接。
焊接质量评估
对焊接质量进行评估，包 括焊接点的均匀性、平滑 度等，以确保电池组件的 稳定性和可靠性。
焊接强度测试
对焊接点进行拉伸和弯曲 测试，以检测其机械强度 和稳定性。
层压质量检测
层压温度
检测层压过程中的温度，确保其 符合工艺要求，以保证电池组件
的密封性和稳定性。
层压压力
检测层压过程中的压力，确保其符 合工艺要求，以保证电池组件的紧 密贴合和均匀受力。
注意事项四
操作前应穿戴好防护用 品，如手套、口罩、安 全鞋等，确保人身安全。
检查设备和工具是否完 好无损，如有异常应及
时处理。
严格按照操作规程进行 操作，不得违规操作或
擅自改变工艺参数。
注意保持工作场所整洁， 避免因杂乱而引发意外
事故。
操作演练与考核
演练一
太阳能电池组件的生产流程操 作，包括材料准备、加工、组
对电池组件进行环境适应性测试， 包括耐候性、耐腐蚀性等，以确 保其在各种环境条件下能够稳定
运行。
05
安全与环保注意事项
安全生产规范
遵守操作规程
确保所有操作符合工艺规程和安全标准，避免因 误操作导致安全事故。
穿戴防护用品
在生产过程中，员工应穿戴适当的防护用品，如 安全帽、防护眼镜、手套等，以降低受伤风险。
硅片厚度
测量硅片的厚度，确保其 符合工艺要求，以保证电 池组件的性能和效率。
硅片弯曲度
检测硅片的平整度和弯曲 度，以确保在层压过程中 能够与其它组件紧密贴合。
焊接质量检测
焊接点检查
检查焊接点是否牢固、无 虚焊、无漏焊，确保电池 片之间能够稳定连接。
焊接质量评估
对焊接质量进行评估，包 括焊接点的均匀性、平滑 度等，以确保电池组件的 稳定性和可靠性。
焊接强度测试
对焊接点进行拉伸和弯曲 测试，以检测其机械强度 和稳定性。
层压质量检测
层压温度
检测层压过程中的温度，确保其 符合工艺要求，以保证电池组件
的密封性和稳定性。
层压压力
检测层压过程中的压力，确保其符 合工艺要求，以保证电池组件的紧 密贴合和均匀受力。
注意事项四
操作前应穿戴好防护用 品，如手套、口罩、安 全鞋等，确保人身安全。
检查设备和工具是否完 好无损，如有异常应及
时处理。
严格按照操作规程进行 操作，不得违规操作或
擅自改变工艺参数。
注意保持工作场所整洁， 避免因杂乱而引发意外
事故。
操作演练与考核
演练一
太阳能电池组件的生产流程操 作，包括材料准备、加工、组
对电池组件进行环境适应性测试， 包括耐候性、耐腐蚀性等，以确 保其在各种环境条件下能够稳定
运行。
05
安全与环保注意事项
安全生产规范
遵守操作规程
确保所有操作符合工艺规程和安全标准，避免因 误操作导致安全事故。
穿戴防护用品
在生产过程中，员工应穿戴适当的防护用品，如 安全帽、防护眼镜、手套等，以降低受伤风险。
太阳能电池工艺培训资料
太阳能电池工艺培训资料太阳能电池工艺培训资料（一）太阳能电池是一种利用光能直接转化为电能的装置。
它由太阳能电池片、电池片的支架、防雨辐射、运行电的电缆线和控制器等构成。
太阳能电池的核心是太阳能电池片，是将太阳能直接转化为电能的关键部分。
太阳能电池片是一种半导体器件，通常由硼、磷、硅等材料制成。
它的制作过程非常复杂，需要经过多道工序。
首先，要获得纯净的硅材料，这涉及到硅矿石的提取和纯化过程。
然后，在高温下，将硅材料与掺杂剂进行混合，形成硅片。
接下来，通过切割、抛光和腐蚀等工艺，制成太阳能电池片。
太阳能电池片制作完毕后，还需要进行电池片支架的安装。
支架有助于维持电池片的稳定性，同时提供了对光线的聚焦效果，从而提高了太阳能电池片的效率。
支架的材料通常使用铝合金或不锈钢，以保证其强度和耐腐蚀性。
为了保证太阳能电池的正常运行，还需要对电池进行防雨辐射处理。
这是为了防止电池在恶劣天气条件下受到水分和紫外线的侵蚀，从而提高电池的使用寿命。
一般来说，防雨辐射处理采用特殊的涂层或覆盖物来实现。
运行电的电缆线用于将太阳能电池片产生的电能输送到负载上。
这需要选择合适的电缆线材料，同时注意电缆线的长度和传输效率。
通常，铜线被广泛应用于太阳能电池系统中，因为它具有较低的电阻和较好的导电性能。
为了对太阳能电池系统进行合理的控制和管理，还需要安装控制器。
控制器可以监测太阳能电池产生的电能，并根据实际情况进行调节，以确保系统的正常运行和最大化太阳能电池的效能。
总的来说，太阳能电池工艺是一个复杂而精细的过程，需要掌握一系列的技术和技能。
通过合理的制作和安装，可以提高太阳能电池系统的效率和使用寿命。
同时，也有助于推动太阳能产业的发展和应用，为可持续能源的利用做出贡献。
太阳能电池工艺培训资料（二）太阳能电池是一种利用光能直接转化为电能的装置。
它的制作过程非常复杂，需要经过多道工序。
首先，要获得纯净的硅材料，这涉及到硅矿石的提取和纯化过程。
精选太阳电池生产中的工艺控制培训资料
由于在扩散过程中，即使采用硅片的背对背扩散，硅片的所有表面（包括正反面和边缘）都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路，该短路通道等效于降低并联电阻。因此要制得性能好的太阳电池，需要将该短路通道去除。
redge
RSH
IL
ID
RS
Reff = RSHredge/(RSH + redge)
因此，在生产过程中，等离子体刻蚀的功率大小和刻蚀时间长短的选取是一种折衷考虑。较高能量的离子轰击对边缘区域造成的损伤会对边缘区域所收集到的载流子有一定程度的减少，因而会导致短路电流稍微降低。其最大后果是会使器件的理想因子“n”增加，因为在结区（耗尽区）造成的损伤会使得结区复合增加，从而表现在理想因子的增加。
2 铝浆的印刷
利用丝网印刷到硅片背面的铝浆的厚度控制是非常重要的。如果太薄，所有铝浆均会在后续的烧结过程中（温度高于577C）与硅形成熔融区域而被消耗，而该合金区域无论从横向电导率还是从可焊性方面均不适合于作为背面金属接触。相反，如果太厚，一方面浪费浆料；同时还会导致其不能在进高温区之前充分干燥，或许更坏的情形是不能将其中的所有有机物全部赶出从而不能将整个铝浆层转变为金属铝。
丝网版的设计对厚度控制非常重要。丝网密度和网线直径对浆料穿过丝网的难易程度有直接影响。作为决定印刷图案的模版是通过涂在网版上下两面的乳胶层来实现的。单层乳胶的厚度可以从1微米到超过30微米，更厚的要求通常是利用多层乳胶制备的。因此，影响所印铝浆的厚度的因素包括：丝网密度、网线直径、乳胶层厚度、印刷头压力、印刷速度以及浆料的黏性。
介质膜的种类及制备方法有多种，比如真空加热沉积、化学气相沉积、丝网印刷、溅射、电子束蒸发、离心甩胶甚至喷镀等等。考虑到介质膜的质量及生产成本，最常用的减反介质膜是氮化硅和二氧化钛，前者主要采用化学气相沉积，而后者主要采用喷镀、化学气相沉积和丝网印刷。
redge
RSH
IL
ID
RS
Reff = RSHredge/(RSH + redge)
因此，在生产过程中，等离子体刻蚀的功率大小和刻蚀时间长短的选取是一种折衷考虑。较高能量的离子轰击对边缘区域造成的损伤会对边缘区域所收集到的载流子有一定程度的减少，因而会导致短路电流稍微降低。其最大后果是会使器件的理想因子“n”增加，因为在结区（耗尽区）造成的损伤会使得结区复合增加，从而表现在理想因子的增加。
2 铝浆的印刷
利用丝网印刷到硅片背面的铝浆的厚度控制是非常重要的。如果太薄，所有铝浆均会在后续的烧结过程中（温度高于577C）与硅形成熔融区域而被消耗，而该合金区域无论从横向电导率还是从可焊性方面均不适合于作为背面金属接触。相反，如果太厚，一方面浪费浆料；同时还会导致其不能在进高温区之前充分干燥，或许更坏的情形是不能将其中的所有有机物全部赶出从而不能将整个铝浆层转变为金属铝。
丝网版的设计对厚度控制非常重要。丝网密度和网线直径对浆料穿过丝网的难易程度有直接影响。作为决定印刷图案的模版是通过涂在网版上下两面的乳胶层来实现的。单层乳胶的厚度可以从1微米到超过30微米，更厚的要求通常是利用多层乳胶制备的。因此，影响所印铝浆的厚度的因素包括：丝网密度、网线直径、乳胶层厚度、印刷头压力、印刷速度以及浆料的黏性。
介质膜的种类及制备方法有多种，比如真空加热沉积、化学气相沉积、丝网印刷、溅射、电子束蒸发、离心甩胶甚至喷镀等等。考虑到介质膜的质量及生产成本，最常用的减反介质膜是氮化硅和二氧化钛，前者主要采用化学气相沉积，而后者主要采用喷镀、化学气相沉积和丝网印刷。
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重规矩，严要求，少危险。2020年11 月26日 星期四7 时58分 23秒07 :58:232 6 November 2020
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每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.11. 2620.1 1.2607: 5807:58 :2307:5 8:23Nov-20
其优点是技术成熟，丝网印刷机、烘干和烧 结丝印金属圆形的熔炉，都在传统的厚膜技术中 成功应用。
2. 丝印的局限性
效率低
8.2 高效实验室电池
8.2.1 硅空间电池的发展
大致可分为三 个区域，即：
五十年代； 九十年代
8.2.1 硅空间电池的发展
1. 为何引入空间电池的概念
1）1958年 太阳电池首次在空间应用，装备美 国先锋1号卫星电源。 2）早期电池都是采用单晶硅，价格极其昂 贵。
8.2.1 硅空间电池的发展
2. 重要的技术进展
1）1954年第一块现代意 义上的单晶硅太阳电池问 世了，它的发明者是贝尔 实验室的Pearson、 Fuller和Chapin。称之为 包绕型结。 优点：顶层没有电极遮挡； 电极容易连接。 缺点：电阻较高。 其效率仅为4.5%
2. 重要的技术进展
8.4.2 性能分析
2. 改善原因
填充因子较高是由于金属化栅线较好的电导和这 些栅线与重掺杂槽区之间较低的接触电阻； 电压较高是由于上表面扩散较高的方块电阻，结 合这些面积上整个的氧化提供极好的表面钝化，以 及精区中的重掺杂提供的接触钝化。 埋栅电池达到了接近700mV的开路电压，接近于实 验室硅电池曾经获得的最高电压。
④ 低温化学气相沉积LPE
液相外延【liquid phase epitaxy】 由溶液 中析出固相物质并沉积在衬底上生成单晶 薄层的方法。液相外延由尼尔松于1963 年发明，成为化合物半导体单晶薄层的主 要生长方法，被广泛的用于电子器件的生 产上。薄层材料和衬底材料相同的称为同 质外延，反之称为异质外延。
加强自身建设，增强个人的休养。202 0年11 月26日 上午7时 58分20 .11.262 0.11.26
追求卓越，让自己更好，向上而生。2 020年1 1月26 日星期 四上午7 时58分 23秒07 :58:232 0.11.26
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年11月 上午7时 58分20 .11.260 7:58November 26, 2020
8.3.2 典型性能
8.3.3 改进的技术
由等离子体化学气相沉淀技术(PECVD)制作 的氮化硅薄膜作为电池的正表面的减反膜,即降 低了电池的表面反射;同时也有效钝化了电池的 表面,降低了电池表面的复合。 改进银浆配方,使得电池表面发射结的薄层电 阻提高的情况下也能实现较好的欧姆接触. 共烧技术,电池的正表面在丝网印刷银浆栅线 后,随着在电池的背面印刷上铝浆和银铝浆,在浆 料烘干后,进入烧结炉,进行前后电极的共烧过程。
后金属接触的烘干和烧结，电池测试和分类。
8.3.1 结构
3.缺点： 丝网印刷方法最大的缺点就在于印刷 过程中消耗大量金属浆料的成本问题 以及最后生产出的电池片效率相对较 低.根本原因在丝网印刷所得到的栅 线宽度受到限制,另一个重要原因是 顶电极和硅接触的电阻较高.
8.3.2 典型性能
丝网印刷方法得到的电池开路电压取决于 衬底电阻率，其典型值为580～620mV， 短路电流密度为28～32mA/cm2，大面积 电池的填充因子为70%～75%。丝印金属 化一般遮挡大面积电池的上表面的10%～ 15%，如图8-7所示，一般由150～ 200μm宽、间隔2～3mm的金属栅线组 成。
2） 随后的十几年里发展缓慢。 关键特征包括利用10Ω•cm的P型衬底使抗辐射 性能最强，使用名义上的4OΩ/□、0.5μm深的 磷扩散等。在空间辐射条件下能量转换效率为 10%～ 11%
3）铝背场的出现 20世纪60年代末，背铝处理的优点日益明显， 特别是对于比正常厚度稍薄的电池。把空间电池 效率相应地提高到12.4%。
2. 重要的技术进展
4） 紫电池的出现 利用光刻勾画几何形状来画出实际上细得多的 金属栅线图形。 使用改善了的Ti02和Ta2O5基减反射涂层，它 们的吸收比SiO小。 产生了可以吸收0.5μm波长以下光的电池，即紫 电池。在空间辐射条件下能量转换效率为13.5%
2. 重要的 技术进展
5） 黑电池的出现 织构化的应用。 在空间辐射条件 下能量转换效率 为15.5%
太阳电池： 材料、制备工艺及检测
主讲：肖全松
*
上节课知识点
6.4.2 硅沉积技术
1. 高温硅沉积法； 2. 低温沉积法；
一、 高温硅沉积法
1. 概述： 高温(>1000℃)的硅沉积法是获得硅的高沉 积速率(1-20μm/min)的重要方法。 2. 高温沉积技术包括： ① 元素硅熔融后在衬底上沉积薄膜或硅层
8.2.2 高效地面电池
1. 表面钝化和MINP电池
表面钝化，对裸露于太阳光照下的单晶硅太阳电池 的表面，其重要性不言而喻；
以热氧化对电池表面进行钝化时，氧化层必须很薄； 高效硅太阳电池采用热氧化生长的氧化硅作为表面
钝化层，取得了开路电压和短波响应方面增益的最 大化。
20世纪70年代第一个达到18%效率的硅电池 是MINP电池
8.2.2 高效地面电池
2. 钝化发射区太阳电池----PESC电池
8.2.2 高效地面电池
3. 双面钝化太阳电池----PERL电池
使电池性能取得重要突破的是上下表面及电极区域 钝化的电池； 如图所示的PERL电池，结合了早先的PESC结构、 双面钝化以及在电池制造过程中采用了氯化物，以 进一步提高了衬底材料的少子寿命和表面钝化效果； 20世纪80年代末，该电池的效率达到了23%，是 对仅仅7年前17%的最高值的一个巨大改善。
的熔体生长和熔体被覆技术；
② 含硅气态前体在衬底上热分解的化学气 相沉积（CVD）；
③ 从熔体的金属液沉积硅的液相外延 （LPE）。
② 化学气相沉积
1. 定义： 化学气相沉积(CVD)是通过包含所需成分的气相 化合物或前体反应在衬底上形成固态膜。例如， 通过硅炕(SiH4)或三氯氢硅(SiHCi3)气体的热分 解使衬底为硅层被覆。 2. 厚度： 10～50μm厚的硅层。 3. 常用方法和技术 1)常压化学气相沉积(APCVD)； 2)快速热化学气相沉积(RTCVD)； 3)低压化学气相沉积(LPCVD)。
2. 工艺
去除切割损伤和织构化后，表面轻扩散和生长氧化 物覆盖整个表面，氧化物在电池工艺中起多重作用， 是工艺相对简化的关键。注意不需要像丝印方法那 样去除扩散氧化物。然后用激光划线机、机械切割 锯，或用其他机械或化学方法在电池上表面开槽。 用化学腐蚀清洗槽后，对槽进行第二次扩散。然后， 用蒸发、溅射、丝网印刷或等离子沉积在背表面沉 积铝。 在烧结铝和腐蚀掉氧化物后，化学镀镍、铜和银层 完成电池金属化。 工艺中一个改进的工序利用Si3N4代替氧化物。
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 11.2607 :58:230 7:58Nov-2026-Nov-20
重于泰山，轻于鸿毛。07:58:2307:58:2 307:58 Thursda y, November 26, 2020
不可麻痹大意，要防微杜渐。20.11.26 20.11.2 607:58: 2307:5 8:23November 26, 2020
8.2.2 高效地面电池
1. 表面钝化和MINP电池
8.2.2 高效地面电池
2. 钝化发射区太阳电池----PESC电池
“顶部”是直接接受太阳光照的表面； 顶部上电极区的钝化是通过电极下面减薄氧化物 薄层实现的 PESC的电池结构（passived emitter solar cell, 钝化发射极电池）的电池结构，又将电池的效率提 高了一步； 1985年，将表面的制绒和PESC方法结合，使硅 太阳电池转换效率首次在非聚光状态下达到了20%。
8.4.2 性能分析
8.4.2 性能分析
1. 性能比较
在这种情况下报告了近30%的性能优势，虽然之后 丝印电池的改进后这种差距有所减小。同时， BPSolar报告了单位面积的工艺成本事实上是一样的， 与丝印电池单位面积的工艺成本相差在4%以内。因 此，这提供了每峰瓦低得多的成本和较高的单位面 积功率输出。虽然基础投资费用较高，但较低的材 料成本弥补了这一缺点。几个欧洲制造商和研究机 构对此达成了基本一致的结论。
8.2.2 高效地面电池
3. 双面 钝化太阳 电池---PERL电 池
8.3 丝网印刷电池的局限
8.3.1 结构 1.电池 结构
8.3.1 结构
2.电池工艺：
腐蚀除去起始晶片的切割损伤，上表面的化学 织构化(若起始材料是<100>晶片)，上表面扩 散到约4OΩ/□，通常将电池叠成一摞而在等离 子体中去边的边结隔离，腐蚀去除扩散氧化物， 前面金属浆料通过适当图形的丝印，前表面金 属化的烘干和烧结，后表面金属浆料的丝印，
② 化学气相沉积
5. PECVD过程 1）定义 PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）的概念及其原理：利用强电场或 磁场使所需的气体源分子电离产生等离子体，等 离子体中含有很多活性很高的化学基团这些基团 经过经一系列化学和等离子体反应，在样品表面 形成固态薄膜。
本节课内容介绍
内容：第八章中的8.1-8.7节，即引 言、高效实验室电池、丝网印刷的局 限、埋栅电池、HIT电池、基于氮化 物的方法和总结。
教学目标： 掌握硅薄膜太阳电池的生长技术； 重点：硅薄膜太阳电池的生长技术
难点：硅薄膜太阳电池的生长技术