第5章 硅太阳能电池制造技术.ppt

减反射膜 减反射膜非常有利于不容易制绒的多晶硅材料。二氧化钛（TiO2）与氮化硅（SiNx）是两种常见的减反射膜材料。膜的制造适用于简单的技术，如喷洒或化学气相沉积。除了有利于光的吸收外，绝缘膜还能够使表面钝化，提高电池的电学特性。依靠一种带有切割试剂的粘稠剂对减反射膜进行丝网印刷，金属电极能够腐蚀膜材料并最终与底层的硅相连接。过程非常简单，且有利于连接浅层的发射区。 边界隔离 如今有许多边界隔离技术，比如等离子刻蚀、激光切割或者首先用膜掩盖住边界以阻止扩散的发生。 * UNSW新南威尔士大学 * § 5.4.1 硅太阳能电池的制造技术丝网印刷太阳能电池 背电极 背电极是在一般pn结电池背面用扩散法或合金法加制一层与基区导电类型相同的重掺杂区，然后再在重掺杂区上面制作金属接触电极，一般为铝电极。 衬底 丝网印刷技术已经被使用在许多不同的衬底上。排序的简单化使得丝网印刷技术非常适合于质量较差的衬底，比如多晶硅材料甚至直拉单晶硅。总的趋势是向衬底面积的扩大化发展，多晶硅晶片达到15x15cm2，厚度达到200μm。 * UNSW新南威尔士大学 * § 5.4.1 硅太阳能电池的制造技术丝网印刷太阳能电池 对印刷电池前端电极的镜头特写。在印刷期间，金属贴片穿过丝网，到达没被遮盖的区域。丝网的尺寸觉得了栅条的最小宽度。栅条宽度通常为100到200μm。 对已经完成丝网印刷的太阳能电池的镜头特写。栅条间距大于有3mm。在包装的时候，在母栅上焊接一个额外的金属接触带以减少电池串联电阻。 § 5.4.1 硅太阳能电池的制造技术丝网印刷太阳能电池 拥有完整丝网印刷的太阳能电池的正面图。由于电池是由多晶硅制造的，晶粒的不同界面取向清晰可见。多晶硅电池的正方形形状使电池的组装变得简化。 § 5.4.1 硅太阳能电池的制造技术丝网印刷太阳能电池 § 5.4.1 硅太阳能电池的制造技术丝网印刷太阳能电池 拥有完整丝网印刷的太阳能电池的背面图。电池要么是由Al/Ag粘贴成网格（左），要么全部由铝构成并形成背面电场（右），但是需要第二道印刷工序。 下面的几幅图将向你展示商业丝网印刷太阳能电池的制造设备。全部图片承蒙欧洲太阳能公司SPA提供。 制造的多晶硅锭的结晶炉。大面积硅板，大约0.5mx0.5m，20cm厚。精确控制冷却液体，能够制造出大晶粒少缺陷的的硅材料。 从结晶炉出来的大块多晶硅锭被切割成10cmx10cm的小砖块。然后小砖块又被切割成同样面积的薄片。 § 5.4.2 硅太阳能电池的制造技术制造太阳能电池 欧洲太阳能公司的生产线。虽然太阳能电池制造需要处在洁净的环境中，但是比起集成电路芯片的制造环境来，还是较为宽松一些。因此不需要员工穿上全套洁净服。 上图为自动上料的扩散炉以及已经掺杂了磷的硅晶片。点击图片能转换不同图片。需要注意的是，图中即将进入右边扩散炉的晶片都是出自同一块硅锭，它们拥有相似的晶粒分布。 § 5.4.2 硅太阳能电池的制造技术制造太阳能电池 * UNSW新南威尔士大学 * 自动上料的扩散炉。使用机器人设备能够提升电池制造的可靠性，并降低成本。 丝网印刷的生产线。点击图片能进距离观察蓝色塑料屏下的丝网印刷过程。 § 5.4.2 硅太阳能电池的制造技术制造太阳能电池 先进的丝网印刷机器，使用摄像机来快速准确地排布金属电极网的图案。 在完成每个电池的效率测量工作后，对它们进行排序以尽量减小模块错配。用鼠标点击图片观看另一幅图片。 § 5.4.2 硅太阳能电池的制造技术制造太阳能电池 * UNSW新南威尔士大学 * 在进行压片之前排列电池片。 § 5.4.2 硅太阳能电池的制造技术制造太阳能电池 埋电极太阳能电池（如图）是一种高效率的商业用太阳能电池，其特点是把金属电极镀到激光形成槽内。埋电极技术克服了丝网印刷电极的许多缺点，这也使得埋电极太阳能电池的效率能达到25%，比商业丝网印刷电池要高。 * UNSW新南威尔士大学 * 埋电极太阳能电池，激光刻槽的横截图。 氧化物 背金属电极 § 5.4.3 硅太阳能电池的制造技术埋电极太阳能电池 § 5.4.3 硅太阳能电池的制造技术埋电极太阳能电池