一种太阳能电池的制作工艺

摘要

本发明一种太阳能电池的制作工艺采用了包括制绒、扩散前清洗、扩散、等离子刻蚀、去磷硅玻璃、PECVD镀膜、丝印烧结一整套独特的工艺流程技术方案，克服了现有技术的不足，实现了晶硅太阳能电池的工业化生产。

主权项

一种太阳能电池的制作工艺包括制绒、扩散前清洗、扩散、等离子刻蚀、去磷硅玻璃、PECVD镀膜、丝印烧结等工艺流程，其特征在于：制绒：对于多晶硅，采用HNO3和HF水溶液对硅片进行腐蚀，根据HNO3+HF溶液对硅的各向同性腐蚀特性，在硅片表面进行织构化处理而形成绒面；对于单晶硅，采用NaOH和IPA水溶液对硅片进行腐蚀，根据NaOH溶液对硅的各向异性腐蚀特性，在硅片表面进行织构化处理而形成绒面；HNO3和HF溶液与硅反应的总反应方程式为：3Si+4HNO3+18HF→3H2SiF6+4NO+8H2ONaOH溶液与硅反应的总反应方程式为：Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2扩散前清洗：采用氢氟酸和盐酸溶液进行清洗，根据卤素对金属离子的络合作用，去除硅片表面的有害杂质；扩散：在P型硅片上通过N型杂质(液态三氯氧磷)扩散，改变硅片表面层的导电类型，在P型硅片上形成大面积、平整的P‑N结；三氯氧磷在高温下与氧气、硅等发生化学反应分解成磷原子沉淀在硅片中形成一层N型硅，其化学反应如下：4POCl3+3O2＝2P2O5+6Cl22P2O5+5Si＝5SiO2+4P刻蚀去边：利用射频电场电离工艺气体产生辉光放电，放电过程中形成的化学活性基与待腐蚀材料发生化学腐蚀反应，反应过程如下：CF4+O2‑‑等离子体放电‑‑→F+、O‑、CO‑、CO、CO2CF4‑‑等离子体放电‑‑→CF3+F‑                  →CF2+2F‑                  →C+4FF活性基：氟基(F‑)与硅(Si)反应：Si+4F‑→SiF4↑去磷硅玻璃：利用氢氟酸能够溶解二氧化硅，但不与硅反应的特性，达到去除表面磷硅玻璃层的目的。利用氢氟酸溶液对SiO2的腐蚀作用，去除磷扩散时在硅片表面形成的磷硅玻璃(含磷SiO2)层，其反应方程式为：SiO2+6HF+H2O→H2SiF6+2H2OPECVD镀膜：在硅片发射区表面生成一层Si3N4减反射膜，起到进一步降低反射率的作用，及实现表面钝化和体钝化。硅烷和氨气通入工艺腔后，通过微波放电，激发等离子体，从而在硅片表面生产一层氮化硅膜，其化学反应方程式如下：SiH4+NH3→Si3N4+H2丝印烧结：在电池的正反两面印刷正电极和负电极浆料，通过烧结形成太阳电池的正、负电极；浆料(银铝浆、铝浆、银浆)透过制成电极图形的网膜，印在硅片的N型层上形成正面电极，印在P型层上形成背面电极及铝背场，再通过高温快速烧结使其固化并形成欧姆接触。