太阳电池片生产流程解析
概念
太阳电池： 太阳转化电半导体器件
二工艺流程
太阳电池工艺流程：清洗制绒→扩散→刻蚀→PSG→ PECVD→丝网印刷→烧结→测试分档→分选→包装
（）制绒清洗
硅片表面处理目：硅片表面机械损伤层清表面油污金属杂质形成起伏绒面增加硅片太阳光吸收效率
绒面腐蚀原理：利低浓度碱溶液晶体硅晶体取具腐蚀速率异性腐蚀特性硅片表面腐蚀形成角锥体密布表面形貌称表面织构化角锥体四面全〈111〉面包围形成反应式：
Si+2NaOH+H2O →NaSiO3 +2H2 ↑
制备绒面目： 减少光反射率提高短路电流（Isc）终提高电池光电转换效率
陷光原理：光入射定角度斜面光会反射角度斜面形成二次者次吸收增加吸收率
影响绒面质量关键素：1NaOH浓度 2异丙醇浓度 3制绒槽硅酸钠累计量 4 制绒腐蚀温度 5制绒腐蚀时间长短 6槽体密封程度7异丙醇挥发程度
化学清洗原理
HF硅片表面氧化层：
SiO2 + 6HF → H 2 [SiF6 ] + 2H 2 O
HCl硅片表面金属杂质：盐酸具酸络合剂双重作氯离子 Pt2+Au3+ Ag+Cu+Cd2+Hg2+等金属离子 形成溶水络合物
★注意事项
NaOHHClHF强腐蚀性化学药品固体颗粒溶液蒸汽会伤害皮肤眼睛呼吸道操作员规定穿戴防护服防护面具防护眼镜长袖胶皮手套旦化学试剂伤害员工身体马纯水洗30分钟送医院医
（二）扩散
太阳电池制造核心工序——PN结（太阳电池心脏）
扩散目：形成PN结
太阳电池磷扩散方法
1三氯氧磷（POCl3）液态源扩散2喷涂磷酸水溶液链式扩散3丝网印刷磷浆料链式扩散现采第种方法
POCl3磷扩散原理
POCl3高温（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）五氧化二磷（P2O5）反应式：
5 POCl3→3 PCl5+ P2O5 （＞600°）
生成P2O5扩散温度硅反应生成二氧化硅（SiO2）磷原子反应式：
2 P2O5+ 5Si 5SiO2+ 4P ↓
POCl3磷扩散原理
氧气存时POCl3热分解反应式：
4 POCl3+ 5O2 → 2 P2O5 + 6Cl2 ↑
POCl3分解产生P2O5淀积硅片表面P2O5硅反应生成SiO2磷原子硅片表面形成层磷硅玻璃然磷原子硅中进行扩散
POCl3磷扩散原理
面反应式出POCl3热分解时果没外氧（O2）参分解充分生成PCl5易分解硅腐蚀作破坏硅片表面状态外O2存情况PCl5会进步分解成P2O5放出氯气（Cl2）反应式：
4 PCl5+ 5 O2→2 P2O5+ 10 Cl2↑
量O2生成P2O5进步硅作生成SiO2磷原子 见磷扩散时促POCl3充分分解避免PCl5硅片表面腐蚀作必须通氮气时通入定流量氧气
影响扩散素：气体中杂质源浓度扩散温度扩散时间
扩散层薄层电阻（称方块电阻）测量
太阳电池扩散工艺中扩散层薄层电阻（方块电阻）反映扩散层质量否符合设计求重工艺指标方块电阻标志进入半导体中杂质总量重参数
（三）刻蚀
1原理：高频辉光放电反应反应气体（四氟化碳+氧气）激活成活性离子原子基活性离子扩散需刻蚀部位里材料反应形成挥发性物质
特点：快速PN结时获良物理形貌
2．设备：刻蚀机6台（4台）台处理2批硅片次时236MIN分预抽100S+抽50S+送气150S+辉光910S+清洗180S+充气30S
3．刻蚀前准备工作1C厚取四氟乙烯板硬铝夹片五整齐正异物碎片夹紧班次交接班时做两次饱预热设备时两工艺时间
4．检测方法：
A冷热探针仪
N型面（负面）偏负
P型面（正面）偏正
冷探针连接电压表正电极热探针连接电压表负电极
B万电表
测边缘电阻需20千欧
C四探针方块电阻测试仪
刻蚀中容易产生问题检测方法
1刻蚀足：边缘漏电联电阻(Rsh)降严重导致失效检测方法：测绝缘电阻 2刻 正面金属栅线P型硅接触造成短路刻 检测方法：称重目测
（四）磷硅玻璃
什磷硅玻璃？
扩散程中发生化学反应硅片表面形成层含磷元素SiO2 称磷硅玻璃
磷硅玻璃
氢氟酸够溶解二氧化硅氢氟酸二氧化硅作生成易挥发四氟化硅气体
SiO+ 4HF→ SiF↑+2H2O
氢氟酸量反应生成四氟化硅会进步氢氟酸反应生成溶性络物六氟硅酸
SiO + 6HF → H 2 [SiF6 ] + 2H2 O
磷硅玻璃目：1磷硅玻璃存硅片空气中表面容易受潮导致电流降低功率衰减2死层存增加发射区电子复合会导致少子寿命降低进降低短路电流 Voc开路电压Isc3磷硅玻璃存PECVD产生色差
（五）PECVD
PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition 等离子增强型化学气相沉积种化学气相沉积PECVD助微波含薄膜组成原子气体电离局部形成等离子体等离子化学活性强容易发生反应基片沉积出期薄膜
★安全事项：维护设备时必须严格遵守操作规程安全规：设备工艺气体SiH4NH3二者均毒SiH4易燃易爆 设备运行时会产生微波辐射次维护停机段时间开机前检测微波否泄漏
等离子体物质分子热运动加剧 相互间碰撞会气体分子产生电离样物质会变成运动相互作正离子电子中性粒子组成混合物
PECVD目：
1镀减反射薄膜(SiN) 具卓越抗氧化绝缘性时具良阻挡钠离子掩蔽金属离子水蒸气扩散力化学稳定性氢氟酸热磷酸缓慢腐蚀外酸基起作 2表面钝化作保护半导体器件表面受污染物质影响半导体表面钝化降低半导体表面态密度3钝化太阳电池体SiN膜中存量H烧结程中会钝化晶体部悬挂键
（六）丝网印刷烧结
丝网印刷通刮条挤压丝网弹性形变浆料漏印需印刷材料种印刷方式目前普遍采种电池工艺
电池片丝网印刷三步骤：1背电极印刷烘干 浆料：Ag Al浆Ferro 3398
2 背电场印刷烘干浆料：Al浆 Analog pase123 正面电极印刷 浆料：Ag浆Dupont PV147
丝网印刷带图图案模版附着丝网进行印刷通常丝网尼龙聚酯丝绸金属网制作成承印物直接放带模版丝网面时丝网印刷油墨涂料刮刀挤压穿丝网中间网孔印刷承印物（刮刀手动动两种）丝网模版部分丝网孔封住颜料穿丝网图部分穿承印物图部位印迹换言丝网印刷实际利油墨渗透印版进行印刷
烧结目：干燥硅片浆料燃浆料机组分浆料硅片形成良欧姆接触
烧结电池片影响：相铝浆烧结银浆烧结重电池片电性影响表现串联电阻联电阻FF变化铝浆烧结目浆料中机溶剂完全挥发形成完铝硅合金铝层局部受热均散热均会导致起包严重会起铝珠背面场烧结形成铝硅合金铝硅中作P型掺杂减少金属硅交接处少子复合提高开路电压短路电流改善红外47线响应
★安全事项
灼热表面烫伤危险害刺激性粉尘气体导致身伤害设备运转时开移动固定件卷入危险
测试目：根电性分档便组件制造
三太阳电池名词解析
光生伏特效应：1吸收光子产生电子空穴 2电子孔穴建电场分离PN结两端产生电势3 PN结导线连接形成电流
电性测试条件：温度(T)25±2℃ 光强(E)1000±50W㎡ 光谱分布AM15
太阳电池电性参数：Isc 短路电流 Voc开路电压 Impp电流 Vmpp电压 Pmpp：功率 Rs：串联电阻 Rsh：联电阻 FF：填充子 EFF：转换效率
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概念
太阳电池： 太阳转化电半导体器件
二工艺流程
太阳电池工艺流程：清洗制绒→扩散→刻蚀→PSG→ PECVD→丝网印刷→烧结→测试分档→分选→包装
（）制绒清洗
硅片表面处理目：硅片表面机械损伤层清表面油污金属杂质形成起伏绒面增加硅片太阳光吸收效率
绒面腐蚀原理：利低浓度碱溶液晶体硅晶体取具腐蚀速率异性腐蚀特性硅片表面腐蚀形成角锥体密布表面形貌称表面织构化角锥体四面全〈111〉面包围形成反应式：
Si+2NaOH+H2O →NaSiO3 +2H2 ↑
制备绒面目： 减少光反射率提高短路电流（Isc）终提高电池光电转换效率
陷光原理：光入射定角度斜面光会反射角度斜面形成二次者次吸收增加吸收率
影响绒面质量关键素：1NaOH浓度 2异丙醇浓度 3制绒槽硅酸钠累计量 4 制绒腐蚀温度 5制绒腐蚀时间长短 6槽体密封程度7异丙醇挥发程度
化学清洗原理
HF硅片表面氧化层：
SiO2 + 6HF → H 2 [SiF6 ] + 2H 2 O
HCl硅片表面金属杂质：盐酸具酸络合剂双重作氯离子 Pt2+Au3+ Ag+Cu+Cd2+Hg2+等金属离子 形成溶水络合物
★注意事项
NaOHHClHF强腐蚀性化学药品固体颗粒溶液蒸汽会伤害皮肤眼睛呼吸道操作员规定穿戴防护服防护面具防护眼镜长袖胶皮手套旦化学试剂伤害员工身体马纯水洗30分钟送医院医
（二）扩散
太阳电池制造核心工序——PN结（太阳电池心脏）
扩散目：形成PN结
太阳电池磷扩散方法
1三氯氧磷（POCl3）液态源扩散2喷涂磷酸水溶液链式扩散3丝网印刷磷浆料链式扩散现采第种方法
POCl3磷扩散原理
POCl3高温（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）五氧化二磷（P2O5）反应式：
5 POCl3→3 PCl5+ P2O5 （＞600°）
生成P2O5扩散温度硅反应生成二氧化硅（SiO2）磷原子反应式：
2 P2O5+ 5Si 5SiO2+ 4P ↓
POCl3磷扩散原理
氧气存时POCl3热分解反应式：
4 POCl3+ 5O2 → 2 P2O5 + 6Cl2 ↑
POCl3分解产生P2O5淀积硅片表面P2O5硅反应生成SiO2磷原子硅片表面形成层磷硅玻璃然磷原子硅中进行扩散
POCl3磷扩散原理
面反应式出POCl3热分解时果没外氧（O2）参分解充分生成PCl5易分解硅腐蚀作破坏硅片表面状态外O2存情况PCl5会进步分解成P2O5放出氯气（Cl2）反应式：
4 PCl5+ 5 O2→2 P2O5+ 10 Cl2↑
量O2生成P2O5进步硅作生成SiO2磷原子 见磷扩散时促POCl3充分分解避免PCl5硅片表面腐蚀作必须通氮气时通入定流量氧气
影响扩散素：气体中杂质源浓度扩散温度扩散时间
扩散层薄层电阻（称方块电阻）测量
太阳电池扩散工艺中扩散层薄层电阻（方块电阻）反映扩散层质量否符合设计求重工艺指标方块电阻标志进入半导体中杂质总量重参数
（三）刻蚀
1原理：高频辉光放电反应反应气体（四氟化碳+氧气）激活成活性离子原子基活性离子扩散需刻蚀部位里材料反应形成挥发性物质
特点：快速PN结时获良物理形貌
2．设备：刻蚀机6台（4台）台处理2批硅片次时236MIN分预抽100S+抽50S+送气150S+辉光910S+清洗180S+充气30S
3．刻蚀前准备工作1C厚取四氟乙烯板硬铝夹片五整齐正异物碎片夹紧班次交接班时做两次饱预热设备时两工艺时间
4．检测方法：
A冷热探针仪
N型面（负面）偏负
P型面（正面）偏正
冷探针连接电压表正电极热探针连接电压表负电极
B万电表
测边缘电阻需20千欧
C四探针方块电阻测试仪
刻蚀中容易产生问题检测方法
1刻蚀足：边缘漏电联电阻(Rsh)降严重导致失效检测方法：测绝缘电阻 2刻 正面金属栅线P型硅接触造成短路刻 检测方法：称重目测
（四）磷硅玻璃
什磷硅玻璃？
扩散程中发生化学反应硅片表面形成层含磷元素SiO2 称磷硅玻璃
磷硅玻璃
氢氟酸够溶解二氧化硅氢氟酸二氧化硅作生成易挥发四氟化硅气体
SiO+ 4HF→ SiF↑+2H2O
氢氟酸量反应生成四氟化硅会进步氢氟酸反应生成溶性络物六氟硅酸
SiO + 6HF → H 2 [SiF6 ] + 2H2 O
磷硅玻璃目：1磷硅玻璃存硅片空气中表面容易受潮导致电流降低功率衰减2死层存增加发射区电子复合会导致少子寿命降低进降低短路电流 Voc开路电压Isc3磷硅玻璃存PECVD产生色差
（五）PECVD
PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition 等离子增强型化学气相沉积种化学气相沉积PECVD助微波含薄膜组成原子气体电离局部形成等离子体等离子化学活性强容易发生反应基片沉积出期薄膜
★安全事项：维护设备时必须严格遵守操作规程安全规：设备工艺气体SiH4NH3二者均毒SiH4易燃易爆 设备运行时会产生微波辐射次维护停机段时间开机前检测微波否泄漏
等离子体物质分子热运动加剧 相互间碰撞会气体分子产生电离样物质会变成运动相互作正离子电子中性粒子组成混合物
PECVD目：
1镀减反射薄膜(SiN) 具卓越抗氧化绝缘性时具良阻挡钠离子掩蔽金属离子水蒸气扩散力化学稳定性氢氟酸热磷酸缓慢腐蚀外酸基起作 2表面钝化作保护半导体器件表面受污染物质影响半导体表面钝化降低半导体表面态密度3钝化太阳电池体SiN膜中存量H烧结程中会钝化晶体部悬挂键
（六）丝网印刷烧结
丝网印刷通刮条挤压丝网弹性形变浆料漏印需印刷材料种印刷方式目前普遍采种电池工艺
电池片丝网印刷三步骤：1背电极印刷烘干 浆料：Ag Al浆Ferro 3398
2 背电场印刷烘干浆料：Al浆 Analog pase123 正面电极印刷 浆料：Ag浆Dupont PV147
丝网印刷带图图案模版附着丝网进行印刷通常丝网尼龙聚酯丝绸金属网制作成承印物直接放带模版丝网面时丝网印刷油墨涂料刮刀挤压穿丝网中间网孔印刷承印物（刮刀手动动两种）丝网模版部分丝网孔封住颜料穿丝网图部分穿承印物图部位印迹换言丝网印刷实际利油墨渗透印版进行印刷
烧结目：干燥硅片浆料燃浆料机组分浆料硅片形成良欧姆接触
烧结电池片影响：相铝浆烧结银浆烧结重电池片电性影响表现串联电阻联电阻FF变化铝浆烧结目浆料中机溶剂完全挥发形成完铝硅合金铝层局部受热均散热均会导致起包严重会起铝珠背面场烧结形成铝硅合金铝硅中作P型掺杂减少金属硅交接处少子复合提高开路电压短路电流改善红外47线响应
★安全事项
灼热表面烫伤危险害刺激性粉尘气体导致身伤害设备运转时开移动固定件卷入危险
测试目：根电性分档便组件制造
三太阳电池名词解析
光生伏特效应：1吸收光子产生电子空穴 2电子孔穴建电场分离PN结两端产生电势3 PN结导线连接形成电流
电性测试条件：温度(T)25±2℃ 光强(E)1000±50W㎡ 光谱分布AM15
太阳电池电性参数：Isc 短路电流 Voc开路电压 Impp电流 Vmpp电压 Pmpp：功率 Rs：串联电阻 Rsh：联电阻 FF：填充子 EFF：转换效率
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