电池片工艺流程培训-资料
PERC SE 单晶电池工艺-培训资料
工艺流程：
AlOx
SiNx
SiNx
BMO Buffer Modules Out BMO/UM Buffer-Out / Unload Module LM/BMI Load / Buffer-In Module PM Process Modules (1 st PM: AlOx; 2 nd and 3 rd PM: SiNx) TM/BMI Transfer / Buffer-In Module
JiaYue SOLAR
光照下 衰减
加热下光 照恢复
制程目的：在加热和光照条件下，使电池片BO形成稳定结构，从而减少光衰，处理后 的电池在工作条件下理论上不再衰减；
20
PERC电池制程@测试/分选
制程目的： Purpose： (1) 光电转换效率的量测与分级。
Photovoltaic conversion efficiency testing and grading. (2) 检测电池的外观、颜色。 Cell appearance and color sorting.
18
PERC电池制程@丝网印刷&烧结
JiaYue SOLAR
丝网印刷&烧结：
PERC电池需使用专用背银和背铝浆料，保证AlOx+SiNx叠层膜钝化效果，以使电池性能 达到最优。 下图为激光开槽处铝浆填充处的SEM图，需搭配铝浆和烧结方能实现卓越的填充效果。
激光开槽处铝浆填充效果由差至好
19
PERC电池制程@恢复炉
AlOx SiNx
Al BSF (Local)
PERC SE 电池结构为在正面制备选择性发射结，背面沉积介质膜钝化层AlOx/SiNx，此结构 可提高电池光电转换效率。
简要说明电池片的生产工艺
简要说明电池片的生产工艺
电池片的生产工艺主要包括以下几个步骤：
1. 前处理：包括清洁、去胶、去污等步骤，以确保电池片表面干净无污染。
2. 扩散/沉积：将硼、磷等杂质通过扩散或沉积工艺添加到硅片中，形成p型或n型半导体层。
3. 光刻：使用光刻胶覆盖在硅片上，然后通过模板进行曝光，形成所需的图案。
4. 电镀：将金属材料通过电化学反应沉积在图案上，形成电极或连接线。
5. 激光开孔：使用激光刻蚀技术，在硅片上形成微小的洞孔，以便后续步骤中填充适当的材料。
6. 清洗：清洗掉残留的光刻胶、金属材料和其他杂质，保证电池片表面的纯净度。
7. 后处理：包括退火、合金化、钝化等步骤，以优化电池片的电性能和稳定性。
8. 分割：将一整块的硅片切割成单独的电池片，通常使用钻石圆锯进行切割。
9. 灌装/包装：将电池片放入适当的包装容器中，并进行密封，以保护电池片免受外部环境的影响。
以上是电池片的一般生产工艺流程，具体工艺流程会根据电池片的类型和制造商的要求而有所不同。
太阳能电池片工艺流程及原理
太阳能电池片工艺流程及原理一、简介太阳能电池片，作为太阳能光伏发电系统的核心组成部分，能够将太阳能转换为直流电能。
其工艺流程涉及多个复杂步骤，每个步骤都对最终的性能和效率有着重要影响。
了解太阳能电池片的工艺流程及工作原理，有助于更好地优化生产过程，提高光电转换效率。
二、太阳能电池片工艺流程1.硅片准备：首先，通过切割硅锭得到硅片，并进行清洗，去除表面的杂质和尘埃。
硅片的品质和厚度对电池片的性能有着至关重要的影响。
2.磷掺杂：在硅片上施加磷元素，通过扩散技术将磷元素掺入硅片中，形成n型半导体。
磷的掺杂浓度决定了电池片的导电性能。
3.镀膜：在硅片表面镀上一层减反射膜，以减少表面反射，提高光吸收效率。
常用的减反射膜材料包括二氧化硅和氮化硅。
4.印刷电极：使用丝网印刷技术在硅片背面印刷电极，并烘干。
电极的形状和尺寸影响电池片的电流收集能力。
5.烧结：通过高温烧结使电极材料与硅片紧密结合，提高电极的导电性能。
6.测试和分选：对电池片进行电性能测试，并根据测试结果进行分选。
合格的电池片进入下一道工序，不合格的则进行回收处理。
7.包装：将合格的电池片进行包装，以保护其在运输和存储过程中的性能。
包装材料一般选用防潮、防震的材料。
三、工作原理太阳能电池片的工作原理基于光伏效应，即光子照射到半导体材料上时，光子能量使电子从束缚状态进入自由状态，从而产生电流。
具体来说，当太阳光照射到硅片上时，光子能量激发硅中的电子，使电子从价带跃迁到导带，从而在价带和导带之间产生电子-空穴对。
在电场的作用下，电子和空穴分别向电池片的负极和正极移动，形成光生电流。
此时，如果将电池片的正负极短路，则会有电流流过电路，从而实现光电转换。
四、发展趋势随着技术的不断进步和应用需求的增长，太阳能电池片的发展趋势主要体现在以下几个方面：1.高效率：通过改进生产工艺、研发新型材料和优化电池结构，不断提高太阳能电池的光电转换效率，以满足日益增长的能源需求。
电池片工艺流程
电池片工艺流程
电池片工艺流程是指太阳能电池的制造过程，主要包括硅片制备、铝化膜、铝电极、N型掺杂、P型掺杂、金属化和制品检验等环节。
下面将详细介绍电池片工艺流程。
硅片制备是电池片制造的第一步。
先将硅棒放入电炉进行高温熔化，然后从熔融的硅池中拉扯出硅棒，再用电锯将硅棒切割成薄片，形成硅片。
铝化膜是指在硅片表面形成一层氧化铝薄膜，用于提高光电转换效率。
首先，将硅片放入酸性溶液中进行清洗；然后，将硅片在氟酸溶液中进行蚀刻，去除氧化层；最后，将硅片浸泡在氧化铝溶液中，在表面形成一层薄膜。
铝电极是电池片上的电极，用于将太阳能转化为电能。
通过在硅片表面涂覆一层铝粉末，并进行高温烧结，将铝粉末固定在硅片上，形成铝电极。
N型掺杂和P型掺杂是为了改变硅片材料的电性质，使其在光照下产生电荷。
通过在硅片表面喷射掺杂源，如硫酸或磷酸，然后进行高温退火处理，使掺杂源扩散到硅片内部，形成N 型和P型区域。
金属化是为了使电流能够从硅片中流出，通过在硅片上涂覆一层金属化膜，如银膏或铝膏，并进行高温烧结，将金属固定在硅片上，形成金属接触电极。
制品检验是在制程中和制程结束后对电池片进行检验和测试，以确保其质量和性能。
主要包括外观检查、光感度测量、电流电压特性测试等。
总结起来，电池片工艺流程是一个复杂而精细的制造过程，涉及到多个步骤和工艺。
这些工艺通过将硅片制备、铝化膜、铝电极、N型掺杂、P型掺杂、金属化和制品检验等环节结合在一起，最终形成高效的太阳能电池片，为太阳能发电提供了可靠的技术支持。
电池片生产工艺(内部培训资料)
SiO2 6HF H 2SiF 6 2H 2O
绒面的密度和它们的几何特征同时影响着太阳电池的陷光
效率和前表面产生反射损失的最低限。尺寸一般控制在 3～15微米。
1. 反应温度（冷却系统） 2. 溶液浓度 3. 反应时间的长短 4. 槽体密封程度（排风情况）
当硅片从氢氟酸中提起时，观察其表面是否脱水， 如果脱水，则表明磷硅玻璃已去除干净；如果表面 还沾有水珠，则表明磷硅玻璃未被去除干净。
甩干后，抽取两片硅片，在灯光下目测：表面干燥， 无水迹及其它污点。
SiNx:H简介 SiNx:H在太阳电池中的应用 PECVD原理 光学特性和钝化技术
硅太阳电池生产中常用的几种元素:硅（Si）、 磷（P）、硼（B）元素的原子结构模型如下：
第三层4个电子 第二层8个电子 第一层2个电子
最外层5个电子
最外层3个电子
Si +14
P
+15
B
si
P
B
硅晶体内的共价键 硅晶体的特点是原子之间靠共有电子对连接
在一起。硅原子的4个价电子和它相邻的4个原子 组成4对共有电子对。这种共有电子对就称为 “共价键”。
在半导体生产清洗和腐蚀工艺中，主要就利用氢氟 酸的这一特性来去除硅片表面的二氧化硅层。
氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸能与二氧化硅作 用生成易挥发的四氟化硅气体。
SiO 4HF SiF 2H O
2
4
2
若氢氟酸过量，反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸 反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。
注意事项
NaOH、HNO3、HF 、 HCL都是强腐蚀性的化学药品，其 固体颗粒、溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、 呼吸道，所以操作人员要按照规定穿戴防护服、 防护面具、防护眼镜、长袖胶皮手套。一旦有化学
电池片工艺流程
电池片工艺流程
《电池片工艺流程》
电池片是太阳能电池的核心部件，其制造工艺流程非常复杂，包括多个环节的加工和制造。
下面将简要介绍电池片的工艺流程。
首先是硅片的准备。
硅片是电池片的基础材料，需要经过多道工艺加工，包括去毛刺、清洗、切割和表面处理等步骤。
准备好的硅片将被用于制造电池片的基板。
接下来是P-N接触。
这一步骤是将硅片进行掺杂和扩散，形
成P型和N型半导体结构。
这样就形成了P-N结构，为电池
片的光伏特性奠定了基础。
然后是电极的制备。
电池片需要在表面涂覆金属电极，以便进行电流的输送。
制备电极需要经过多次的真空镀膜、光刻、腐蚀和清洗等工艺步骤。
最后是包埋封装。
电池片在制作完成后需要进行包埋封装，使其具有良好的外部保护性能。
这一步骤包括将电池片封装在透明的玻璃或塑料基板上，并进行密封处理。
以上就是电池片的工艺流程简要介绍。
整个流程需要多道工艺步骤协同进行，才能最终制造出高性能和高质量的电池片产品。
电池片的工艺流程不仅需要高精度的设备和技术支持，还需要不断的创新和改进，以适应不断发展的太阳能产业需求。
电池片工艺过程介绍
电池片工艺过程介绍
首先，硅片加工是电池片制造的第一步。
硅片是制造太阳能电池的基
础材料，需要经过切割、打磨和抛光等工艺，使其表面平整化。
接下来，清洗是为了去除硅片表面的杂质、尘埃和油污等。
清洗工艺
采用一系列化学溶液和超声波清洗设备，确保硅片表面的纯净和平滑。
然后，氧化是将硅片表面形成氧化硅膜。
氧化工艺可以提高硅片的密度，增加电池片的光吸收能力，并防止多余的反射光。
扩散是使硅片表面湿化并注入杂质，以控制电池片的电性能。
在扩散
过程中，硅片被加热至高温，使掺杂源中的材料扩散到硅片中，形成p-n 结。
接下来是沉积层工艺，通过将金属或透明导电材料沉积到硅片上，形
成电池片的正负电极。
沉积工艺可采用物理气相沉积或化学气相沉积等方法。
光刻是将电池片上的主结构进行设计，并使用光刻胶进行掩膜，接着
用紫外线照射使其硬化。
再使用腐蚀剂进行腐蚀，逐渐将光刻胶上的图形
形成。
接下来是腐蚀工艺，通过蚀刻将光刻胶保护的部分硅片或沉积层材料
去除，以形成电池片的结构或孔洞。
最后，进行金属化工艺，即为电池片制造铝和银的印刷电极。
金属化
工艺可以提高电池片的导电性能，从而提高太阳能电池的效率。
以上就是电池片工艺的主要环节。
当然，还有其他一些辅助工艺过程，如清洗和测试等。
整个工艺过程需要非常精确的操作和严格的控制，以确
保电池片的质量和性能。
此外，随着技术的不断进步，电池片工艺也在不断创新和发展，以提高太阳能电池的效率和降低成本。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
去除机械损伤层
绒面陷光原理图
5
前清洗制绒后的绒面
蜂窝状
多晶酸制绒后wafer表面形貌
金字塔状
单晶碱制绒后wafer表面形貌
6
前清洗工序步骤和作用（酸制绒）
• Etch bath (HF/HNO3/DI water) 1 • 去除硅片表面的机械损伤层; 形成无规则绒面
● 滚轮速度范围 0.5~1.5m/min (注:后清洗速度最好不要超过1.35m/min，速度过快，一方面硅片清 洗或吹不干净，PECVD容易出现白点片；另一方面碎片高，有时 碎片会堵住喷淋口，清洗后出现脏片)
● 刻蚀厚度：0.5-1.5um
● 去磷硅玻璃主要反应方程式 SiO2 + 6HF = H2SiF6 + 2H2O
➢ 刻蚀槽液面的注意事项： 正常情况下液面均处于绿色，如果一旦在流片过程中颜色改变，立即通 知工艺人员。
➢ 后清洗到PECVD的产品时间最长不能超过4小时,时间过长硅片会污染氧 化，从而影响产品的电性能及效率。
20
产线常见的不良图片
➢ 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
13
扩散工艺中的方块电阻
● 在太阳电池扩散工艺中，扩散层薄层电阻（方块电阻）是反映扩散层 质量是否符合设计要求的重要工艺指标之一
● 目前生产中，测量扩散层薄层电阻采用四探针法
8
制绒工序控制及注意事项
➢ 片子表面5S控制 不容许用手摸片子的表片，要勤换手套，避免扩散后出现脏片。
➢ 工序产品单面腐蚀深度控制在3.7±0.5μm范围之内,范围以外的必须 通知当班工艺技术员或工程师来做出调整。
➢ 前清洗到扩散的产品时间: 最长不能超过3小时,时间过长硅片会污染氧化，到扩散污染炉管,从 而影响后面的电性能及效率，如超过3小时要进行酸洗返工。
电池片制程工艺流程及控制点
许志法 Outsourcing Quality
Nov 2019
1
太阳电池的工作原理 ——光生伏特效应
● 吸收光子，产生电子空穴对。 ● 电子空穴对被自建电场分离，
在PN结两端产生电势。 ● 将PN结用导线连接，形成
电流。 ● 在太阳电池两端连接负载，
实现了将光能向电能的转换。
• Dryer 7 • 干燥硅片表面
7
前清洗腐蚀深度
● 1）工序步骤 制绒→碱洗 →酸洗→吹干
● 2）用到化学品：硝酸HNO3，氢氟酸 HF， 氢氧化钾KOH，盐酸 HCL
● 3） 单面腐蚀深度 3.2-4.2微米 ● 4）滚轮速度范围 0.5~1.5m/min
(注:前清洗速度最好不要超过1.2m/min，速度过快，一方面硅片 清洗或吹 不干净，扩散容易出现蓝黑点片；另一方面碎片高，有 时碎片会堵住喷淋口，清洗后出现脏片)
19
后清洗工序控制及注意事项
➢ 后清洗出来的片子，不允许用手摸片子的表面。收片员工只允许接触片 子的边缘进行装片。并且要勤换手套，避免PECVD后出现脏片！
➢ 工序产品单面腐蚀深度控制在0.5～1.5μm范围之内,且硅片表面刻蚀宽度 不超过2mm,范围以外的必须通知当班工艺人员来做出调整。同时需要 保证刻蚀边缘绝缘电阻大于1K欧姆。
n+ Si
PSG
刻蚀前
● 去除磷硅玻璃的目的：
刻蚀后
➢ 磷硅玻璃的存在使得硅片在空气中表面容易受潮，导致电流的降低和功率的衰减
➢ 死层的存在大大增加了发射区电子的复合，导致少子寿命降低，进而降低了Voc和
Isc
17
后清洗工序步骤和作用
• Etch bath (HF/HNO3/H2SO4/DI water) 1 • 边刻蚀
9
产线常见的不良图片
药液残留
制绒后表面发白
反应残留物
制绒后油污10Fra bibliotek二 扩散
11
PN结的形成
● 扩散的目的：形成PN结
12
扩散化学反应原理
● 主要化学品：三氯氧磷POCl3（剧毒品），热分解的反应式为：
4POCl3 5O2 2P2O5 6Cl2
● 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
➢ 各个炉管内的石英舟不可以接触除石英桌面外的任何地方,任何金属物 品不许放在石英桌面上,避免沾污。
➢ 方块电阻平均值如不在68±10Ω/□范围内，需将信息反馈给工艺人员 做调整。（安排返工）
15
产线常见的不良图片
扩散后蓝点
扩散后划痕
扩散后黑点
16
三 后清洗
● 湿法刻蚀目的: 利用HNO3和HF的混合液体对硅片表面进行腐蚀,去除边缘的N型硅,使 得硅片的上下表面相互绝缘
• Rinse 1
2
• Alkaline rinse (KOH/DI water) 3 • 中和硅片表面的酸；去除表面生成多孔硅 4 • Rinse2
• Acidic rinse (HF/HCl/DI water) 5 • 去氧化层,成疏水性; 去除表面金属杂质;中和表面残留的碱
• Rinse 3 6
四探针测试仪
● 扩散方块电阻控制在68±10Ω /□之间
14
扩散工序控制及注意事项
➢ 扩散间的环境温度要保持在23±3℃，湿度在50%以下。如果环境条件 不符合要求，及时通知外围！
➢ 整个生产过程中必须配戴双层手套(棉布手套和PVC手套)，必须带口 罩,严禁不戴手套接触硅片,严禁用手(包括戴手套)直接接触硅片绒面。 卸片时绒面不能相互摩擦。
• Rinse 1
2
• Alkaline rinse (KOH/DI water) 3 • 中和硅片表面的酸
• Rinse2 4
• HF bath (HF/DI water) 5 • 去PSG
• Rinse 3 6
• Dryer 7 • 干燥硅片表面
18
后清洗刻蚀厚度
● 硅片各边的绝缘电阻>1000欧姆
2
太阳能电池工艺基本流程
前清洗（制绒）
扩散 后清洗（刻边/去PSG）
形成PN结
刻蚀边沿N型硅并去除因扩散生成的 PSG
PECVD SiNx
减少反射，钝化界面
丝网印刷/烧结/测试
形成电极
3
一 前清洗
4
前清洗的功能
前清洗(制绒)的目的：
● 形成绒面，减少光的反射，增加硅片对太阳光的吸收,最终提高电池的 光电转换效率