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光伏電池工藝介紹：P型電池、N型電池、TOPCon技術工藝 |
| 發布時間：2023/7/23 |
| 光伏電池是利用光電效應將太陽光轉化為電能的一種設備，并且不產生任何污染物，屬于如今主流的可再生能源。光伏發電太陽能電池分為P型電池和N型電池。P型電池指的是以P型硅片為襯底的電池片（P型硅片摻硼元素）。N型電池指N型硅片為襯底的電池片（N型硅片摻磷元素）。 P型電池和N型電池在SE激光摻雜工藝中進行摻入不同的元素而得到不同種類的電池片。 以下本文主要介紹N型電池TOPCon技術工藝。 1.檢驗工序 檢驗硅片原料是否有破損和開裂等現象。 2. 制絨酸洗 采用堿性或酸性溶液在硅片上腐蝕出凹凸不平的表面，使光可以在太陽能電池片表面多次折射。硅片切割后其邊緣有損傷，硅的晶格結構被破壞、表面復合嚴重，清洗制絨主要目的在于去除表面損傷并形成表面金字塔陷光結構、增加光線吸收。 3. 硼擴散工序 擴散工序為核心工序，主要作用是制備PN結（生成P-N結），P-N 結是光伏電池的“心臟”。由于硼在硅中的固溶度低，因此需要高溫和更長的時間進行擴散。同時，擴散源的選擇對生產過程也會有影響，氯化物腐蝕性較強，溴化物黏性大，清洗過程繁瑣、增加運維費用。硼擴散通常在較高的溫度下完成，一般超出1000℃，硼擴散的循環時間為150min。 4. 摻雜工序（SE激光摻雜） 摻雜工序為核心工序，SE激光摻雜是一種利用激光輻射來改變材料性質的技術。它是一種非常有效的方法，可以在材料表面或體內引入摻雜原子，形成重摻雜區，提高光電轉換效率。PERC（P型電池） SE工序中是摻硼，而TOPCON（N型電池） SE工序中是摻磷。 為什么要摻雜工藝，由于純凈的半導體導電性較差，不能直接用來制造晶體管。于是，人們在純凈的半導體中摻入微量雜質元素，使半導體的導電性能大大增強，這種半導體稱為雜質半導體。根據摻入雜質性質的不同，雜質半導體可分為，P型半導體（或空穴型半導體）和N型半導體（或電子型半導體）兩大類。這里"P”是指”正”的意思，“N“是指”負”的意思。 當PN結加上正向電壓時有較大的電流通過，正向電阻很小，PN結處于導通狀態；當PN結加上反向電壓時只有很小的電流通過，或者粗略地認為沒有電流通過，反向電阻很大，PN結處于截止狀態。這就是PN結的重要特性-一單向導電性。從這里可以看出，PN結具有單向導電性的關鍵是它的阻擋層的存在，及其隨外加電壓而變化。 5. 刻蝕工序 刻蝕的主要作用為去除 BSG 和背結。擴散過程會在硅片表面及周邊均形成擴散層，周邊擴散層容易形成短路，表面擴散層影響后續鈍化，因此需要去除。目前刻蝕主要采用濕法，先在鏈式設備中去除背面與周邊擴散層，之后處理正面。 6. 制備隧穿氧化層與多晶硅層 背面沉積 1-2nm 隧穿氧化層，之后沉積 60-100nm 多晶硅層形成鈍化結構。 7. 制備背面減反射膜 在電池背面制備減反射鈍化膜層增加對光的吸收，同時，在 SiNx 薄膜形成過程中產生的氫原子對硅片具有鈍化作用。 8. 正面鍍氧化鋁 在硅片正面沉積一層氧化鋁膜層，與其他膜層共同形成正面鈍化作用。 9. 制備正面減反射膜 正面減反膜與背面作用基本相同，此外，正面沉積的氧化鋁薄膜非常薄，容易在后續電池組件的制作中被破壞，正面 SiNx 對氧化鋁也具有保護作用。 10.激光開槽 電池片激光開槽能夠將背面鈍化膜打穿但不會對硅片造成明顯的損傷，使整個硅片基體明顯暴露出來，并且平整光滑，無明顯的激光脈沖腐蝕痕跡，從而提供電池片發電轉換效率。 11.絲網印刷 采用激光轉印技術，絲網印刷制備前后電極。 12. 燒結 干燥硅片上漿料，燃燒掉漿料中的有機樹脂粘合劑。 13. 測試分選 測試分選工序，根據測試出的功率及外觀質量獎太陽能電池片分成A+、A、B、C、D五個等級。 |
