文档介绍：太阳能电池的制备(单晶硅电池) 硅片制备( 单晶硅) 石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。硅主要以 S iO 2 形式存在于石英和砂子中, 制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约 98 %一 99 %,称为冶金级硅。粉碎的冶金级硅在硫化床反应器中与 HCI 气体混合并反应生成三***氢硅和氢气, Si+ 3HCI → SiHC1 3+H 2。 SiHC1 3在 30℃以下是液体, 很容易与氢气分离。通过精馏使 SiHC1 3 与其它***化物分离,经过精馏的 SiHCl 3 ,其杂质水平可低于 10 -10 %的电子级硅要求。提纯后的 SiHC1 3 通过 CVD 原理制备出多晶硅锭。拉制单晶有 CZ法( 柑祸拉制) 和区熔法两种。 CZ 法因使用石英柑蜗而不可避免地引入一定量的氧, 对大多数半导体器件来说影响不大, 但对高效太阳电池, 氧沉淀物是复合中心, 从而降低材料少子寿命。区熔法可以获得高纯无缺陷单晶。现在采用多线切割法将硅锭切成硅片,可以切出很薄(~ 100Pm )的硅片,切割损失小(~ 30 %),硅片表面切割损伤轻, 有利于提高电池效率:这样就制得了单晶的 P 型硅片一、清洗和表面腐蚀?二、表面制绒?利用单晶硅的各向异性腐蚀,在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。由于入射光在表面的多次反射和折射, 增加了光的吸收, 提高了电池的短路电流和转换效率。硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液, 可用的碱有氢氧化钠, 氢氧化钾、氢氧化锂和乙二***等。大多使用廉价的浓度约为 1% 的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅,腐蚀温度为 70-85 ℃。为了获得均匀的绒面, 还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂, 以加快硅的腐蚀。制备绒面前,硅片须先进行初步表面腐蚀,用碱性或酸性腐蚀液蚀去约 20~ 25μm, 在腐蚀绒面后, 进行一般的化学清洗。经过表面准备的硅片都不宜在水中久存, 以防沾污,应尽快扩散制结。?三、扩散制结?太阳能电池需要一个大面积的 PN 结以实现光能到电能的转换,而扩散炉即为制造太阳能电池 PN 结的专用设备。管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。扩散一般用三***氧磷液态源作为扩散源。把P 型硅片放在管式扩散炉的石英容器内,在 850---900 摄氏度高温下使用氮气将三***氧磷带入石英容器, 通过三***氧磷和硅片进行反应, 得到磷原子。经过一定时间, 磷原子从四周进入硅片的表面层, 并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散, 形成了 N 型半导体和 P 型半导体的交界面, 也就是 PN结。这种方法制出的 PN 结均匀性好, 方块电阻的不均匀性小于百分之十, 少子寿命可大于 10ms 。制造 PN 结是太阳电池生产最基本也是最关键的工序。因为正是 PN 结的形成, 才使电子和空穴在流动后不再回到原处,这样就形成了电流,用导线将电流引出,就是直流电。?四、去磷硅玻璃?该工艺用于太阳能电池片生产制造过程中, 通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢***酸溶液中浸泡, 使其产生化学反应生成可溶性的络和物六***硅酸, 以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。在扩散过程中, POCL3 与 O2 反应生成 P2O5 淀积在硅片表面。 P2O5 与 S