太陽能電池的制作過程

儲量豐富的硅

硅是我們這個星球上儲藏最豐量的材料之一。自從19世紀科學家們發(fā)現了晶體硅的半導體特性后，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維。20世紀末，我們的生活中處處可見硅的身影和用途，晶體硅太陽能電池是近15年來形成產業(yè)化最快的。

生產過程

生產過程大致可分為五個步驟：a、提純過程b、拉棒過程c、切片過程d、制電池過程e、封裝過程。

以單晶硅為例，其生產過程可分為：

工序一，硅片清洗制絨

目的表面處理：

清除表面油污和金屬雜質)

去除硅片表面的切割損壞層)

在硅片表面制作絨面，形成減反射織構，降低表面反射率)

利用Si在稀NaOH溶液中的各向異性腐蝕，在硅片表面形成3-6微米的金字塔結構，這樣光照在硅片表面便會經過多次反射和折射，新增了對光的吸收)

工序二，擴散

硅片的單/雙面液態(tài)源磷擴散，制作N型發(fā)射極區(qū)，以形成光電轉換的基本結構：PN結。

POCl3液態(tài)分子在N2載氣的攜帶下進入爐管，在高溫下經過一系列化學反應磷原子被置換，并擴散進入硅片表面，激活形成N型摻雜，與P型襯底形成PN結。重要的化學反應式如下：

POCl3+O2(rarr)P2O5+Cl2P2O5+Si(rarr)SiO2+P

工序三，等離子刻邊

去除擴散后硅片周邊形成的短路環(huán))

工序四，去除磷硅玻璃

去除硅片表面氧化層及擴散時形成的磷硅玻璃(磷硅玻璃是指摻有P2O5的SiO2層)。

工序五，PECVD

目的減反射+鈍化：

PECVD即等離子體增強化學氣相淀積設備，PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition)

制作減少硅片表面反射的SiN薄膜(～80nm))

SiN薄膜中含有大量的氫離子，氫離子注入到硅片中，達到表面鈍化和體鈍化的目的，有效降低了載流子的復合，提高了電池的短路電流和開路電壓。