太阳能电池扩散工艺及其设备
晶硅太阳电池主流扩散工艺
晶硅太阳电池主流扩散工艺嘿，朋友们！今天咱就来唠唠晶硅太阳电池主流扩散工艺这个事儿。
咱先说说这晶硅太阳电池啊，就好像是一个小太阳工厂，而扩散工艺呢，那就是让这个小工厂高效运转的关键步骤。
你想想看，要是没有这关键的一步，那这小工厂可就没法好好工作啦！
这扩散工艺啊，就好比是给电池注入了神奇的力量。
它能让那些材料变得不一样，就像给它们施了魔法一样。
就好像我们做饭，各种食材经过巧妙的搭配和处理，才能变成美味佳肴。
在这个过程中，那可是有很多讲究的哟！温度啦、时间啦、浓度啦等等，每一个因素都得把握得恰到好处。
这就跟我们走路一样，步子大了容易扯着，步子小了又走不快，得找到那个刚刚好的节奏。
你说这扩散工艺神奇不神奇？它能让原本普通的材料发生质的变化，就像丑小鸭变成白天鹅一样。
如果把晶硅太阳电池比作一个乐团，那扩散工艺就是那个指挥家，让每一个乐器都能发出最和谐美妙的声音。
而且啊，这扩散工艺可不是随随便便就能做好的。
它需要专业的设备和技术人员，就像医生做手术一样，要精准、要细心。
要是有一点马虎，那可就前功尽弃啦！
你再想想，要是没有扩散工艺，那我们的太阳能设备还能这么好用吗？那肯定不行啊！所以说，这扩散工艺可太重要啦！它就像是隐藏在幕后的英雄，默默为我们的生活带来便利和清洁能源。
咱平常生活中用到的好多东西可都离不开晶硅太阳电池呢，那这背后可都有扩散工艺的功劳呀！这功劳可不小吧？
总之呢，晶硅太阳电池主流扩散工艺就是这么一个神奇又重要的存在。
它让我们的生活变得更加美好，让我们能享受到清洁的能源。
我们可得好好珍惜这个技术，让它不断发展进步，为我们的未来创造更多的可能呀！难道不是吗？。
太阳能电池片扩散工艺.
扩散工艺培训一、扩散目的在P 型衬底上扩散N 型杂质形成PN 结。
达到合适的掺杂浓度ρ/方块电阻R □。
即获得适合太阳能电池PN 结需要的结深和扩散层方块电阻。
R □的定义：一个均匀导体的立方体电阻 ,长L ，宽W ，厚d R= ρ L / d W =(ρ/d) (L/W)此薄层的电阻与（L / W ）成正比，比例系数为（ ρ /d ）。
这个比例系数叫做方块电阻，用R □表示： R □ = ρ / dR = R □（L / W ）二、太阳电池磷扩散方法1、三氯氧磷（POCl 3）液态源扩散（本公司现在采用的方法）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三、磷扩散的基本原理三氯氧磷（POCl 3）在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl 5）和五氧化二磷（P 2O 5），其反应式如下：生成的五氧化二磷（P 2O 5）在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO 2）和由上面反应式可以看出，三氯氧磷（POCl 3）热分解时，如果没有外来的氧（O 2）参与其分解是不充分的，生成的五氯化磷（PCl 5）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O 2存在的情况下，五氯化磷（PCl 5）会进一步分解成五氧化二磷（P 2O 5）并放出氯气（Cl 2）其反应式如下：生成的五氧化二磷（P 2O 5）又进一步与硅作用，生成二氧化硅(SiO 2)和磷原子，由此可见，在磷扩散时，为了促使五氯化磷（PCl 5）充分的分解和避免五氯化磷（PCl 5）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，三氯氧磷（POCl 3）热分解的反应式为：三氯氧磷（POCl 3）分解产生的五氧化二磷（P 2O 5）淀积在硅片表面，五氧化二磷（P 2O 5）与硅反应生成二氧化硅（SiO 2）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。
三氯氧磷（POCl 3）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。
扩散工艺及控制要点
扩散工艺及控制要点1.由于硅太阳能电池实际生产中均采用P型硅片，因此需要形成N型层才能得到PN结，这通常是通过在高温条件下利用磷源扩散来实现的。
这种扩散工艺包括两个过程：首先是硅片表面含磷薄膜层的沉积，然后是在含磷薄膜中的磷在高温条件下往P型硅里的扩散。
2.在高温扩散炉里，汽相的POCL3（phosphorus oxychloride）或PB r3(phosphorus tribromide)首先在表面形成P2O5（phosphorus pentoxide）;然后，其中的磷在高温作用下往硅片里扩散。
3.扩散过程结束后，通常利用“四探针法”对其方块电阻进行测量以确定扩散到硅片里的磷的总量，对于丝网印刷太阳电池来说，方块电阻一般控制在40-50欧姆。
4.发射结扩散通常被认为是太阳电池制作的关键的工艺步骤。
扩散太浓，会导致短路电流降低（特别是短波长光谱效应很差，当扩散过深时，该效应还会加剧）；扩散不足，会导致横向传输电阻过大，同样还会引起金属化时硅材料与丝网印刷电结之间的欧姆接触效果。
5.导致少数载流子寿命低的原因还包括扩散源的纯度、扩散炉的清洁程度、进炉之前硅片的清洁程度甚至是在热扩散过程中硅片的应力等。
6.扩散结的质量同样依赖于扩散工艺参数，如扩散的最高温度、处于最高温度的时间、升降温的快慢（直接影响硅片上的温度梯度所导致的应力和缺陷）。
当然，大量的研究表明，对于具有600mv左右开路电压的丝网印刷太阳电池，这种应力不会造成负面影响，实际上有利于多晶情况时的吸杂过程。
7.发射结扩散的质量对太阳能电池电学性能的影响反映在串联电阻从而在填充因子上：（1）光生载流子在扩散形成的N-型发射区是多数载流子，在这些电子被金属电极收集之前需要经过横向传输，传输过程中的损失依赖于N-型发射区的横向电阻；（2）正面丝网印刷金属电极与N-型发射区的电接触，为了避免形成SCHOTTKY势垒或其它接触电阻效应而得到良好的欧姆接触，要求N-型发射区的搀杂浓度要高。
太阳能电池扩散设备Tempress
DPC
PT压力传感器用来时时检测气体的压力，起报警的作用。当工艺运行时， DPC首先与数字输出板通信，按照工艺要求打开气动阀和MFC流量计。这时 MFC的流量计讲信号时时传回模拟输入输出板，经过处理后将信号发送给DPC， DPC经过处理后将修正值再反馈给MFC，达到控制阀门开度的作用，起到控制 流量的作用。 如下图所示：源瓶的控制是由DPC将信号送到数字输出板，数字输出板将其 变换成相应的信号送到气动部分，然后使气动阀动作，打开阀门，起到开通 和关端的作用。源瓶的开通与关断，必须满足设备的要求才能动作，否则气 动阀门无法打开。
CDA Pressure sensor PT
Manual bypass
1/4” Outlet
Process tube
触摸屏TSC电脑的联系：公司通过一台TSC来监控两台TEMPRESS扩散炉。TSC电脑起到时时 监控的作用，而且在触摸瓶能够改动的参数都能够在TSC上来操作完成。触摸屏与TSC都 是和DPC相连，所有指令都由DPC来处理完成。触摸屏可以直接对DPC参数改动TSC电脑需 要将DPC数据读入才能修改；而TSC改动参数后与DOC通讯后，触摸屏可直接显示当前的参 数设定。
程序控制器 DPC
Shutoff valve
DPC与DTC、DMC、触摸屏直接通信，设备所有 的动作都是DPC发出指令，由相应的控制器完成 控制动作。剩下的一路由DPC直接控制的是气路 部分，它是由DPC直接控制开度和关断，并由DPC 做出相应的计算。如图所示：
MFC
Analog output
Digital output
温度控制器 DTC
温度控制器DTC与加热丝和热电偶的控制示意图： 加热丝与温度补偿线
Spike 热电偶
太阳能电池工艺流程
太阳能电池工艺流程太阳能电池是一种利用光电效应将太阳光能转化为电能的器件，是清洁能源领域中备受关注的技术之一。
太阳能电池的制造过程涉及多个工艺步骤，下面将简要介绍太阳能电池的工艺流程。
1.晶体硅材料准备太阳能电池的主要材料是硅，一般采用晶体硅。
晶体硅材料准备是太阳能电池制造的第一步，通常通过硅矿石提炼、高纯度硅棒拉制等工艺来获取高质量的硅材料。
2.硅片加工经过硅材料准备后，硅片需要进行加工。
硅片加工包括切割、抛光、清洗等步骤，以确保硅片表面光滑、无瑕疵，提高光电转换效率。
3.扩散和光刻扩散是将掺杂物diffused 到硅片表面，形成p-n 结，是太阳能电池的关键工艺之一。
光刻是通过光掩膜技术在硅片表面形成电极图案，为后续的金属化工艺做准备。
4.金属化金属化是在硅片表面沉积金属电极，将光电转换的电荷导出，形成电路。
金属化工艺需要高精度的设备和工艺控制，以确保电极与硅片的良好接触性和导电性。
5.封装封装是将太阳能电池芯片与支撑材料（如玻璃、背板等）进行封装，保护太阳能电池不受外界环境影响，并提高组件的稳定性和耐久性。
6.测试和质检经过封装后的太阳能电池需要进行测试和质检，以确保电池组件的性能符合要求。
测试包括电性能测试、外观检查、温度湿度试验等，质检则是对电池组件的质量进行全面检查。
7.成品包装最后一步是将经过测试和质检合格的太阳能电池组件进行包装，以便运输和安装。
包装通常采用防震、防潮的材料，保证太阳能电池组件在运输过程中不受损坏。
总的来说，太阳能电池的制造工艺是一个复杂而精密的过程，涉及多个步骤和环节。
只有严格控制每个工艺步骤，确保材料和设备的质量，才能生产出高效、稳定的太阳能电池产品。
随着太阳能电池技术的不断进步和完善，相信太阳能电池将在未来发挥越来越重要的作用，成为清洁能源领域的主力。
太阳能电池扩散工艺介绍
太阳能电池扩散工艺介绍嘿，朋友们！今天咱来聊聊太阳能电池扩散工艺。
这玩意儿啊，就好比是给太阳能电池这个“小家伙”打造超级能力的秘密魔法！你想想看，太阳能电池就像是一个渴望能量的小勇士，而扩散工艺呢，就是给它赋予强大力量的关键步骤。
在这个过程中，一些神奇的事情发生了。
咱先说说扩散工艺是咋回事。
就好像做菜一样，得有各种调料恰到好处地搭配，才能做出美味佳肴。
扩散工艺也是这样，要让一些特殊的物质均匀地分布在电池里面。
这可不是随随便便就能搞定的，得非常精细才行呢！那些要扩散进去的物质，就像是给小勇士配备的精良武器。
它们得准确地进入到该去的地方，才能让太阳能电池发挥出最大的威力呀！如果没做好，那不就像战士拿了把不称手的兵器，怎么能打胜仗呢？扩散工艺的要求可高啦！温度啦、时间啦、各种条件都得把握得死死的。
这就好比是烤蛋糕，温度高了低了，时间长了短了，都会影响蛋糕的口感和质量。
太阳能电池扩散工艺也是一样，差一点都不行呢！而且啊，这个过程还得特别小心，不能有任何杂质混进去。
这就好像在一个干净的房间里，不能有一粒灰尘捣乱一样。
要是有杂质，那可就糟糕啦，会影响整个太阳能电池的性能。
你说这扩散工艺是不是特别重要？它就像是给太阳能电池注入了灵魂，让它能够在阳光的照耀下闪闪发光，为我们提供源源不断的能量。
咱们的生活中到处都需要能源，太阳能就是其中特别环保又好用的一种。
而扩散工艺呢，就是让太阳能电池变得更厉害的关键步骤。
没有它，太阳能电池可能就没法发挥出那么大的作用啦！所以啊，咱们可得好好重视这个神奇的扩散工艺。
让它不断进步，不断完善，为我们的生活带来更多的便利和好处。
你说是不是这个理儿呢？反正我觉得这扩散工艺真的太牛啦！。
太阳能电池片扩散工艺
清洗开始时，先开O2，再开TCA；清洗结束 后，先关TCA，再关O2。 三氯乙烷（C2H3Cl3）高温氧化分解，产生 的氯分子与重金属原子化合后被气体带走， 达到清洗石英管道的目的。其反应式为： C2H3Cl3 + O2 = Cl2 + H2O + CO2 +…… 当炉温升至预定温度（1050℃）后直接运行 TCA工艺，直至TCA+饱和工艺结束。
POCl3 简介
PClO3极易水解，在潮湿的空气中，因水解产生酸雾， 水解生的HCl 溶于源中会使源变成淡黄色，此时须换 源。 工艺生成物HPO3是一种白色粘滞性液体，对硅片有 腐蚀作用，并会使石英舟粘在管道上不易拉出。
磷扩散工艺过程
清洗
扩散
饱和 回温 装片
关源，退舟
卸片
送片
7
方块电阻测量
四探针法原理
检验原理ⅱ
I V
R=F×V/I 四探针可以排成不同的几何形状，最常见的是排成一条直线。 探针间距远大于结深时，几何修正因子为4.5325。
关于四探针
用途：测量半导体材料的电阻率。 原理：使用四根处于同一水平面上的探针压 在所测材料上，1,4探针通电流。2,3探针间 产生一定的电压。
扩散方块电阻控制在47-52Ω/□之间。同一炉扩散方块 电阻不均匀度≤20%，同一硅片扩散方块电阻不均匀度 ≤10%。 表面无明显因偏磷酸滴落或其他原因引起的污染。
清洗
8
清洗
化学品：C2H3CL3(三氯乙烷) 特性： 无色液体，不溶于水 危害性：遇明火、高热能燃烧，并产生剧毒的氯 化氢烟雾 。急性中毒主要损害中枢神经系统。对 皮肤有轻度脱脂和刺激作 用。
9
饱和
每班生产前，需对石英管进行饱和。 炉温升至设定温度时，以设定流量通小N2（携 源）和O2，使石英管饱和，20分钟后，关闭小 N2和O2。 初次扩散前或停产一段时间以后恢复生产时， 需使石英管在950℃通源饱和1小时以上。
电池片背部磷扩散
电池片背部磷扩散电池片是太阳能光伏系统的核心组件之一，用于将太阳能转化为电能。
为了提高太阳能电池的效率和性能，研究人员一直在努力寻找新的材料和工艺来改进电池片的制造过程。
其中，磷扩散技术是一种常用的工艺方法，可以在电池片背部形成磷掺杂层，从而提高电池片的性能。
磷扩散是一种通过在材料表面引入磷元素来改变材料性质的过程。
在太阳能电池片的制造中，磷扩散主要用于背面电场形成和电池片的电性能优化。
下面将详细介绍电池片背部磷扩散的工艺过程和其对电池性能的影响。
1. 磷扩散的工艺过程电池片背部磷扩散的工艺过程主要包括以下几个步骤：1.1 清洗：首先，需要对电池片进行表面清洗，以去除表面的污垢和杂质。
这可以通过浸泡在酸性或碱性溶液中、超声波清洗或机械刷洗等方法来实现。
1.2 磷源制备：接下来，需要准备磷源。
常用的磷源包括磷酸、磷酸盐或磷化氢等。
磷酸和磷酸盐在高温下可以分解释放出磷，而磷化氢则需要特殊的设备和条件来生成。
1.3 扩散：在背部扩散过程中，将磷源涂覆在电池片的背面，然后将其暴露在高温环境中。
高温会促进磷元素的扩散，使其渗透到电池片的表面和内部。
1.4 烧结：扩散完成后，需要进行烧结以稳定磷的分布并形成均匀的磷掺杂层。
烧结温度和时间的选择对于磷扩散层的性能和稳定性至关重要。
2. 磷扩散对电池性能的影响电池片背部磷扩散可以对太阳能电池的性能和效率产生多方面的影响。
2.1 背面电场形成：磷扩散可以在电池片背面形成掺杂层，增加背面的载流子浓度，从而形成背面电场。
这种电场可以减小电池片的反射损失、提高光吸收效率，并增强电池片的光电转换效率。
2.2 电池片效率：磷扩散可以提高电池片的效率。
通过形成磷掺杂层，可以增加电池片的导电性能和光电转换效率，从而提高电池片的整体效率。
2.3 电池片稳定性：磷扩散可以增强电池片的稳定性。
磷掺杂层可以提高电池片的抗腐蚀性能和抗氧化性能，从而延长电池片的使用寿命。
2.4 热稳定抱歉，我在之前的回答中意外地截断了。
扩散报告
扩散工序学习工作报告P-N结是太阳能电池的心脏，扩散工序是制造电池片的核心。
一，扩散主要工艺流程：1进舟，2预升温，3预淀积，4扩散，5再分步，推进，6回温，7出舟在预淀积和扩散步进行衡定表面源的扩散，在再分步进行限定表面源的扩散。
整个工艺运行最主要是3、4、5步，这几步是制作P-N结的核心。
我们对温度气体流量的调节都是针对这几步进行的。
不同的片子会设置不同的工艺参数。
不同的设备也工艺参数的设置也有所不同。
二，扩散工序的主要控制点部分控制参数。
方块电阻和方块电阻不均匀度是扩散工序的主要控制点。
方块电阻主要用四探针测试仪来测量。
影响方块电阻的因素除了电池片本身的电阻率以外，工艺过程对其大小是主要的影响，包括温度设置及调节，扩散气体及保护气体的流量设置，扩散各步聚的时间设置。
在下面的扩散设备对比中我们还会给出更多的影响到方块电阻大小的因素。
方块电阻的大小波动主要通过对温度的上下调节来校正。
方块电阻不均匀度有单片不均匀度和整管不均匀度之分。
方块电阻过大，则扩散浓度过小，P-N结结深过小，使电池片在后道工序中被烧穿的的可能性曾大。
方块电阻过小，则扩散过度浓度过大，结深过深，使载流子扩散距离增大，增大了载流子的衰减；掺杂过浓度大，会造成大量的复合中心，使Isc严重下降，造成其他性能参数也严重下降。
各种电池片不均匀度要求：48所TEMPRESSP156 同一片≤25%,同一炉≤12%同一片≤15%,同一炉≤10%M156 同一片≤25%,同一炉≤12%同一片≤15%,同一炉≤10%E-CELL 同一片≤20%,同一炉≤8%同一片≤10%,同一炉≤8%各电池片方块电阻可接受范围：M156:42-48Ω/ ；P156:45-50Ω/ ;E-CELL:25-35Ω/如果方块电阻值经测试发现超出此范围，对于第一次发现的要返工，进行反面重扩散，如果是第二次发现的，要送到制绒车间去结后再重新制绒扩散。
三，扩散原理扩散是物质分子或原子热运动引起的一种自然现象.粒子浓度差别的存在是产生扩散运动的必要条件。
太阳能电池片扩散工艺
磷扩散工艺过程
清洗
扩散
饱和 回温 装片
关源，退舟
卸片
送片
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方块电阻测量
清洗
清洗开始时，先开O2，再开 TCA；清洗结束后，先关TCA， 再关O2。 三氯乙烷（C2H3Cl3）高温氧 化分解，产生的氯分子与重金 属原子化合后被气体带走，达 到清洗石英管道的目的。其反
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清洗
化学品：C2H3CL3(三氯乙烷) 特性： 无色液体，不溶于水 危害性：遇明火、高热能燃烧，并产生剧毒的氯 化氢烟雾 。急性中毒主要损害中枢神经系统。对 皮肤有轻度脱脂和刺激作 用。
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 优点： 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。
POCl3 简介
POCl3是目前磷扩散用得较多的一种杂质源
20 20 20 20 20
扩散装置示意图
POCl3磷扩散原理
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，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 。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 。