太阳能电池扩散工艺-Tempress工艺指导书
太阳能电池工艺培训教材(共 53张PPT)
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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
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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
晶体硅太阳能电池扩散工艺培训共62页文档
谢谢！
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
晶体硅太阳能电池扩散工艺培训
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
▪
太阳能电池片扩散工艺共35页
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
太阳能电池片扩散工艺 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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太阳能电池生产线各工序操作指导
3
清洗制绒-->扩散运输
将传递窗打开，双手托住花篮边缘放入传 递窗中，如图7;
图7
1.将硅片从传递窗中取出，放入净化台内
的玻璃上，如图8；
4
扩散上片
2.取一花篮硅片放在石英舟侧面，用吸笔
将硅片从花篮中取出小心的插入石英舟
内，如图9；
1.将扩散后的硅片放入净化台内，如图
5
扩散下片
10； 2.用吸笔将硅片从石英舟上依次取下插入
11pe下片机械手将镀完膜的硅片放入硅片盒内待硅片盒满后机器会自动感应将硅片盒送到料盒出口处取下硅片盒方可如图19
序号
步骤
操作方法
操作图示（照片）
1. 先戴一副白色棉布手套，如图1；注
意：裸手和戴其它任何种类手套均不能接
1
清洗制绒上片
触棉布手套。 2. 然后戴一副PVC手套，如图2；
3. 小心的将片子放置到制绒机进料口的轨
花篮内，如图11；
6
扩散-->刻蚀运输
将传递窗打开，双手托住花篮边缘放入传 递窗中，如图12;
图8
图9
图10
图11
图12
1.戴普通PVC手套,若有脏污或破损及时更
换。
7
刻蚀上片
2.将装有硅片的花篮放置在刻蚀机的进料 口平台上，如图13；
3.小心的将片子放置到刻蚀机进料口的轨
道上，如图14；
图13
1.先戴一副白色棉布手套，然后戴一副PE
不小于10%，表面不合格的硅片留给PE返工
12
PE-->丝印运输
。 3.丝印人员抽检时更换新的PVC手套，并戴
黄色指套。
4.小心的将硅片整理整齐，以防硅片表面
硅太阳能电池扩散工序相关知识高等教育.ppt
根据质量守恒定律，溶质浓度随时间的变化必须与扩散通 量随位置的变化一样，即：
(2)
优选内容
14
4.扩散
4.1 扩散定律 将(1)式带入(2)式，得到一维形式的Fick第二定律：
(3) 溶质浓度不高时，扩散系数可以认为是常数，(3)式便成 为：
IL IF
Rs
Rsh
V RL
根据pn结整流方程，在正
生电流IL，在光生电压V作用 下的pn结正向电流IF，流经外 电路的电流I， IL和IF都流经 pn结内部，方向相反。
向偏压V作用下，流过结的
正向电流为
IF= Is[exp(qV/koT)-1] 电池与负载联通，流过负载
的电流为
I=IL-IF=IL- Is[exp(qV/koT)-1] 由上式可得
成的结
半导体-非半导体异质结 (肖特基势垒结、MOS、
MIS)
优选内容
6
3.PN结
3.2 PN结的形成
多数载流子的扩散运动
- ----
+ ++++
- ----
+ ++++
P区
- ----
+ ++++
N区
扩散运动和漂移
建立内电场
少数载流子的漂移运动
运动达到动态平
衡，交界面形成 稳定的空间电荷 区，即PN结。
体。
优选内容
2
2.半导体
2.1 本征半导体
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光伏扩散的技术技术及流程
光伏扩散的技术技术及流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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太阳能电池-测试工艺作业指导书
测试工艺操作规程为更好地保证测试设备的生产正常进行，稳定生产工艺，提高测试工序产品质量，进一步保证电池产品性能，特制定本作业指导书，以使操作人员的工艺操作有章可循，规范统一，同时，为新员工的上岗培训提供教材参考。
一、工艺目的二、适用范围三、设备及工具四、工艺描述1、设备组成2、工艺原理五、校正程序六、注意事项七、工艺安全测试工艺操作规程一、工艺目的：绘制I-V曲线图，按照电学参数（效率、FF、反向电流等），将电池归类分档。
二、适用范围：三公司Beger测试仪三、设备及工具：Beger 测试仪，橡胶手套、口罩、标准电池片四、工艺描述：1、设备组成1、测试部分：由操作面板、风扇、探针、参考电池、温度感应器、氙灯发生器、两组对准器2、分选部分：由两组对准器（前、后）、机械手1-6、四套红外传感器、电池分组仓组成2、工艺原理：待测电池片在模拟太阳光源（氙灯）的照射下，通过改变负载电阻的阻值从而得到电池的开路电压、短路电流，然后通过计算得出电池填充因子、效率、并联电阻、串连电阻等参数。
氙灯的光谱在太阳能范围内（300nm－1050nm）与太阳的光谱非常接近，因此选用氙灯作为模拟光源。
由于半导体材料“硅”对温度的变化是非常敏感的，因此，在测试系统中有温度矫正电压系数、温度矫正电流系数。
在测试系统中温度对电压的矫正系数为负值（-0.0032），即温度越高电压越低，而温度对电流的矫正系数为正值（0.0002）。
这些值在教正标准的过程中是不允许修改的。
五、校正程序：1、将标准电池放在传送带上，按开始键，标准片传到测试台上，注意探针要完全压在电池主栅线上，不能有偏差。
2、测试一次后，按下停止键，改为手动模式。
3、在操作软件中选择“settings”→“operate mode”→“manager”，在这个模式下才能进行标准的校正。
4、在主界面中选择“Measurement”→“Edit monitor cells”在Edit monitor cells 界面中Name 栏里填写 default 或者填写需要的名称。
扩散制结操作规程(3篇)
第1篇一、概述扩散制结是一种常用的硅太阳能电池制造工艺，通过在硅片表面引入杂质，形成P型或N型半导体层，进而实现太阳能电池的P-N结。
本规程旨在规范扩散制结操作，确保产品质量和工艺稳定性。
二、操作前的准备1. 工具和设备准备：- 扩散炉：用于高温扩散工艺；- 气源：氮气、氢气等；- 真空泵：用于抽真空；- 扩散源：掺杂剂（如磷、硼等）；- 镀膜设备：用于制备掺杂层；- 验证设备：用于检测硅片掺杂浓度。
2. 材料准备：- 高纯度硅片；- 掺杂剂；- 氮气、氢气等气体；- 镀膜用材料。
3. 环境要求：- 操作室温度：15-25℃；- 相对湿度：30%-70%；- 无尘、无腐蚀性气体。
三、操作步骤1. 硅片清洗：使用去离子水、稀盐酸、去离子水、去离子酒精依次清洗硅片，去除表面的尘埃、油污等杂质。
2. 掺杂层制备：将硅片放入镀膜设备，采用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等方法制备掺杂层。
3. 预热扩散炉：开启扩散炉，预热至所需温度（通常为950-1050℃）。
4. 抽真空：开启真空泵，将扩散炉内压力降至10-5Pa以下。
5. 掺杂剂装填：将掺杂剂装入扩散炉的装填器中。
6. 气体导入：开启氮气、氢气等气体，保持炉内压力稳定。
7. 扩散：将掺杂剂加热至熔融状态，通过气体导入硅片表面，实现掺杂。
8. 冷却：关闭气体导入，将扩散炉温度降至室温。
9. 检测：使用验证设备检测硅片掺杂浓度，确保掺杂层厚度和浓度符合要求。
四、注意事项1. 操作过程中，严格遵守安全规程，防止高温、高压等危险。
2. 掺杂剂和气体必须使用高纯度材料，确保产品质量。
3. 硅片清洗、掺杂层制备等环节要确保无尘、无腐蚀性气体，防止污染。
4. 操作过程中，密切观察扩散炉内温度、压力等参数，确保工艺稳定。
5. 操作结束后，对扩散炉进行清洁、维护，确保下一次使用。
五、总结扩散制结操作规程对太阳能电池制造具有重要意义。
通过严格执行本规程，可以确保产品质量，提高太阳能电池的转换效率。
第三章 扩散工艺
（2）恒定杂质总量扩散
在硅片的扩散过程中，硅片内的杂质总量保持不变，没有
外来杂质补充，仅限于扩散前积累在硅片表面无限薄层内 的有限数量的杂质，向硅片体内扩散，又称“限定源”或 “再分布”。 ﹡假设扩散开始时杂质总量Q0均匀分布在厚度为h的一 个薄层内，不考虑硅片衬底杂质浓度的条件下：
①杂质的分布 ②表面浓度 ③结深 ④掺入杂质总量
1)
预淀积扩散（菲克定律的第一类解）：杂质源通常为
气相源，原子自源蒸气输运到硅片表面，并扩散到硅 内，在扩散过程中源蒸气保持恒定的表面浓度，这种 扩散称为预淀积扩散,又称为恒定表面源扩散 时间t=0时，初始条件：C(x,0)=0 边界条件：C(0,t)=Cs 以及： C(∞,t)=0 满足上述初始条件和边界条件的式（3.2）的解为
扩散炉同氧化炉基本一样，英文中都用 “furnace”这个词。差别是扩散系统的携带 气体采用N2和Ar，并有扩散源。而氧化系统主 要是O2 、N2 、H2 等气体。 从杂质源组成来看，分为单质元素、化合物 和混合物等形式。 从杂质在常温下所处的状态，分为固态源扩 散、液态源扩散和气态源扩散。
由于
C ( x j , t ) CB
C(z)
Cs
可得结深
1 C B x j 2 Dterfc C s
CB t1 0 t2 >t1 Z
恒定源扩散杂质浓度服从余误差分布，延长扩散时间： ①表面杂质浓 度不变； ②结深增加； ③扩入杂质总量增加； ④杂质浓度梯度减小 。
时间越长，扩散深度越深，表面 浓度不变前式对 x 积分，就可以 得到扩散杂质剂量随时间变化的 关系：
Cs
t3>t2>t1 C(x,t) t1 t2 t3
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Tempress扩散工艺操作规程为更好地保证tempress扩散炉的生产正常进行，稳定生产工艺，提高扩散工序产品质量，进一步保证电池产品性能，特制定本作业指导书，以使操作人员的工艺操作有章可循，规范统一，同时，还为新员工的上岗培训提供教材参考。
一、工艺目的二、使用范围三、责任四、设备及工具五、材料与工艺气体六、工艺描述1、工艺原理2、工艺方案七、工艺准备1、工艺洁净准备2、设备准备八、工艺操作1、手工装片2、机械手装片3、工艺循环4.源瓶更换检查九、注意事项十、测试及检查十一、扩散工序不和格硅片产生原因及相应预防措施附1、四探针测试仪操作规程附2、WT-2000（少子寿命测试）操作规程扩散工序工艺操作规程一、工艺目的：在制绒后合格的P型硅片表面扩散一定量的磷（P）原子，从而在硅片表面形成结深为0.3-0.5µm的P－N结。
二、适用范围：适用于电池车间Tempress扩散炉。
三、责任本工艺作业指导书由工艺工程师负责制订、修改、解释。
四、设备及工具：Tenpress扩散炉、四探针测试仪、石英舟、防热手套、橡胶手套、口罩、少子寿命测试仪、R2D机械手。
五、材料与工艺气体：制绒后的多晶硅片，三氯氧磷，氮气（40psi），氧气（40psi），压缩空气（5kg/cm2），冷却水（0.4MPa），源温控制器温度20±0.2℃。
( psi为磅/平方英寸)。
六、工艺描述：1、工艺原理：三氯氧磷 (POCL3)在高温下（约860℃）与氧气（O2）反应生成五氧化二磷（P2O5），五氧化二磷（P2O5）进一步与硅 (Si)反应生成二氧化硅（SiO2）和磷。
磷原子(P)在高温下逐步向硅片内部扩散，在硅片表层形成一定的浓度梯度，最终形成一定结深的P-N结。
其反应方程为：4POCL3 +3O2 =2P2O5 +6CL22P2O5+5Si= 5SiO2+4P2、工艺方案：（1）、进舟：将硅片用桨送进扩散炉炉管内（2）、出桨：将硅片送到炉管内后桨退出炉管（3）、升温：将炉管温度升到设定温度（4）、稳定：将炉管温度稳定在一个稳定值（5）、氧化：在硅片表面生成一层二氧化硅，起到净化表面的作用（6）、淀积：在硅片表面淀积一定量的P原子（7）、推进：通过控制温度将淀积在硅片表面的P原子推进到硅片内部，形成预定深度的结深。
（8）、降温（9）、进桨：（10）、出舟：七、工艺准备：1、工艺洁净管理任何人进入扩散间前必须穿戴净化服，戴好口罩，戴好橡胶手套；扩散间应保持正压，严禁随便开启门窗，以保持室内洁净度。
2、设备准备工作前先确认设备是否正常运行；工艺方案是否正确、工艺温度和工艺压力是否正常；检查冷却水压力、特气压力及流量是否正常；确认源温控制器温度是否正常、源瓶液位是否正常和源瓶进、出口阀门是否正常打开。
八、工艺操作：1、机械手装片扩后硅片卸载后，操作人员必须分清扩后硅片的制绒面（源面）与非制绒面，使制绒面方向统一向片盒带传感器的一面放置。
2、工艺循环点击开始按钮，设备自动进舟，按照设定工艺方案进行工艺循环，直至全过程结束。
在工艺运行过程中不得跳步，如遇到特殊情况需要跳步，则必须分步进行，一次只能跳一步。
3、源瓶更换检查每个班组在接班后需要检查源瓶内的源液是否足够，如果源液面高于源瓶的进气管下口不足5毫米时（源瓶水平放置）必须更换源瓶。
更换源瓶须专人负责，严格执行源瓶操作规程，未经过严格培训者不能更换，在更换时必须有两个人同时在场，更换结束后要认真填写更换记录。
九、注意事项1、石英舟架的最前端距离桨前端的距离应当为5cm，这样即可保证石英舟架在放入到石英管内后的位置正好在5个温区的正中间。
2、石英舟及其它石英器件是否有破损，如果有破损要停止使用，更换新的。
3、直线轨道上如果出现滴落的残液要马上擦拭，避免腐蚀轨道及导轨滑块。
4、每管关好炉门开始工艺时应检查石英门与石英管口是否还留有缝隙，如有密封不严，需调整限位开关以及石英门。
5、在工艺运行过程中如果出现各种报警，如各种气体流量、炉体温度、源温温度，要立刻通知相关技术人员，以便作出妥善的处理。
6、当扩散炉因故断电后，在重新生产之前应当进行校温，Tempress扩散炉有自动校温功能，选择正确的校温程序即可。
7.无技术人员许可，禁止任何人更改工艺参数；更改工艺参数后必须要认真填写各工艺更改记录及更改后效果。
十、测试及检查1、扩散结束后，对硅片进行抽测，以检查扩散情况是否符合要求，要求每个班组每个炉管最少测量1次。
2、待硅片冷却后方可进行抽取测量，从source区到load区顺序均匀取出5片。
3、使用四探针测试仪对硅片的源面进行方块电阻测量，其测量标准如下图所示。
把数据按炉管进行汇总填入Excel表格（包括测量日期、硅锭号、随工单号、测量温度等）。
1 2 34 5 67 8 94、方块电阻的平均值目标范围控制在58±4Ω/sq，平均值合格范围为50-66Ω/sq，单点范围应该在44-80Ω/sq之间，在全部45个点中允许有不多于2个点超出此范围，如果有多于2个点超出此范围应当立即通知当班技术员进行处理。
将电阻的平均值填到随工单上。
一般情况下，如果电阻过大，应检查炉口是否密封，源液是否足够，工艺条件是否正常。
十一、附表 1扩散工序不合格硅片产生原因及相应预防措施缺陷类别缺陷可能产生的原因相应预防和处理措施扩后片Source区电阻低，Load区电阻高1.炉门密封或关闭不严2.废气排风压力过大3.假片较少1.检查炉门密封和关闭情况，并进行调整2.适当减小排风压力3.增加部分假片扩后片Source区电阻均匀性好，Load 区电阻均匀性差1.炉门密封或关闭不严2.废气排风压力过大3.假片较少1.检查炉门密封和关闭情况，并进行调整2.适当减小排风压力3.增加部分假片整体均匀性较差1.三氯氧磷流量小(小N2流量小)2. 废气排风压力过大3.Deposition阶段温度过高1.增加三氯氧磷流量(小N2流量)2. 适当减小排风压力3.降低Deposition阶段温度扩后片电阻上低下高1.舟被污染2.片源质量较差3.硅片在炉管内位置偏高4.浆比炉管和硅片温度低1.清洁舟2.使用优等硅片3.降低硅片在炉管内位置4.升温后延长稳定时间扩后片电阻中间高，边缘低同上同上均匀性不连续1.炉管和舟使用前未作饱和2.假片被污染1.重新做饱和2.更换新假片3.片源质量差4.石英舟沾污5.气体流量低3.使用优质片4.清洁石英舟5.适当增加N2和O2流量电阻均值偏高1. Deposition阶段温度低2. Deposition阶段时间短3.Drive in阶段温度低4. Drive in阶段时间短1.适当提高Deposition阶段温度2.适当延长Deposition阶段时间3.适当提高Drive in阶段温度4. 适当延长Drive in阶段时间电阻均值偏低1. Deposition阶段温度高2. Deposition阶段时间长3.Drive in阶段温度高4. Drive in阶段时间长1.适当降低Deposition阶段温度2.适当缩短Deposition阶段时间3.适当降低Drive in阶段温度4. 适当缩短Drive in阶段时间扩后带手印硅片1.原硅片带手印2.制绒工序装卸、载手污染3.扩散工序扩前装载手污染1.通知硅片车间查找原因2.带隔板取放硅片3.保持手套洁净干燥，尽量减少硅片上下表面的手接触扩后小斑点硅片1.制绒碱槽液位低2.制绒碱槽润洗压力低3.制绒碱槽滤芯堵塞4.环境洁净度不够1.按比例向碱槽补充碱液和水2.加大碱槽润洗压力3.更换滤芯4.保持环境为正压，减少扬尘5.5.扩前硅片存放时间过长6.制绒DI水压力不足7.制绒润洗槽堵塞8.原硅片带油9.制绒风刀压缩空气带油减少硅片扩散前的存放时间6.加大DI水压力至工艺要求范围7.疏通堵塞润洗槽8.通知硅片车间查找原因9.更换制绒压缩空气滤芯扩后蓝斑硅片1.硅片带水、带酸、带碱 1.制绒工序严格控制带水、带酸、带碱硅片传入扩散工序；扩散人员在装载硅片前进行严格检查，避免带水、带酸液、带碱液硅片装载；避免扩前硅片的人为污染附1四探针测试仪操作规程一.目的使用四探针测试仪测量经扩散后的硅片表层方块电阻值。
二.适用范围适用于Four Dimensions公司的Model 280型号的四探针测试仪三.设备主要性能及相关参数1. 设备型号：，Model 2802. 设备构成：A 测试部分：此部分完成测量过程，由探针；承测台；手动操作部分组成，此部分可单独完成对硅片的测量。
B PC机部分：此部分完成数据的分析和输出。
四.运行前的检查主要检查设备各部件是否正常，电脑是否可正常使用。
注意要使用UPS电源对设备进行保护，断电后要关闭设备开关，待电源正常后重新启动。
五.设备操作1. 启动软件将测试仪控制器和PC的电源打开，使用资源管理器或者直接双击桌面的图标，启动软件。
软件打开时会自动进入登陆用户界面。
通过输入不同的用户名和密码，可以进入不同的用户权限。
2. 用户主窗口主窗口分为四个单元；Utilities；Testing；Diagnostics；Data Analysis3. 样品测试将样片放在测试平台上，点击testing单元中出现如图：然后选择1.Make a new set of measurement 创造一个新的测量过程。
如图：从这里选择一个测量程序。
通常生产过程中，使用9点测量，就是POINT9程序。
此部编辑当前测试片ID这个ID值以便于测试后倒出测量结果，暂时规定为：时间班组炉管，例如080601A12.1就是2008-6-1早班扩散12的第1个炉管。
点击OK进入测试界面就可以了，测试完第一片后，点击------回到上图界面，然后点击Use Previous ID使用先前的ID值，进行下一片的测量。
4. 操作注意事项被测片放于测试台，盖上盖子，以使测试准确。
六. 设备维护1.每次使用完毕保持设备的整洁卫生附2WT-2000（少子寿命测试）操作规程一目的测量硅片的少子寿命及电阻率二适用范围适用于similab公司的WT2000型号的椭偏仪硬件部分：1、依次接通DOS主机（上），windows主机（下）的电源。
2、打开真空泵。
3、确保测试箱内没有待测样品，关闭测试箱盖。
软件部分：1、双击桌面快捷方式，进入WT-2000软件界面，窗体左下角的状态栏显示为“WS5.10OK”。
2、在菜单栏选择“Measure-Initialize”，对仪器进行初始化。
（注意：在每次重启DOS机后都需要进行一次初始化，否则仪器无法进行测量。
初始化完成后“Initialize”变为不可选）3、在菜单栏“Measure-Mode”或主窗体的工具栏，选择测量模式为u-PCD。