毕业设计论文-酸法制绒下减薄量对多晶硅太阳能电池片电性能的影响

毕业设计论文-酸法制绒下减薄量对多晶硅太阳能电池片电性能的影响内容摘要：

电流值，因此 Rs对太阳能电池发电效率影响较为明显，而 Rsh 的影响则比较不明显。 167。 多晶 硅 表面酸腐蚀制绒的国内外研究动态 目前，太阳能光伏市场中多晶硅太阳电池所占据的份额是最大的。 但是多晶硅 太阳电池的效率总体上没有单晶硅太阳电池的高。 要缩小 多晶硅 太阳电池与单晶硅太阳电池之间效率上的差距，提高 多晶硅 片 表面对光的吸收是最有希望的办法，也就是采用绒面技术。 目前，已经出现的 多晶硅 绒面技术主 要有机械刻槽、等离子蚀刻和各向同性的酸腐蚀。 其中，酸腐蚀绒面技术可以比较容易地整合到当前的太阳电池处理工序中，应用起来基本上是成本最低的，是最有可能广泛应用的 多晶硅 太阳电池绒面技术 [8]。 关于多晶硅太阳电池绒面制作方法，国内中山大学利用激光束在多晶硅河南科技大学毕业设计 (论文 ) 6 片表面密集扫描，使扫描区域内的硅材料发生熔融、气化和溅出反应，在多晶硅片表面形成微米级的凹凸结构，经化学处理后的最佳表面反射率可以达到 10%[9]； 常州天合光能有限公司首先在硅片表面随机喷涂二氧化硅或光阻材料保护颗粒，然后将硅片置于氢氟酸和硝酸的混合液中制绒 ，喷涂在硅片表面的颗粒作为刻蚀保护层降低此处反应速率，从而降低硅片表面的平整度和反射率 [10]； 厦门大学在预处理后的多晶硅硅片表面的光刻胶材料上进行全息记录（光学元件为全息光栅），经曝光、显影制作二维周期性微结构，以光刻胶为结构模版，采用酸性腐蚀液将六角周期性的微结构图样制作进硅材料 [11]。 国外 BHARAT HEAVY ELECTRICALS LTD 采用自掩膜（ selfmasking）和低能量反应离子刻蚀（ RIE）工艺制绒，表面形成随机分布的纳米结构，电池最大效率由 %（未用 RIE）提高到达 %[12]； 韩国 UNIV KOREA INDamp。 ACADEMIC COLLABORATION 的太阳能电池硅 片 表面制绒方法包括模板制备，即首先制备包含系列凹部的模具，将模板熔体沉积在模具上然后硬化，除去模具获得包含与所述凹部对应之空洞的模板，以模板作为掩膜对多晶硅基体进行蚀刻，模板包含聚二甲硅氧烷 [13]。 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 7 第二章 实验方法和过程 167。 实验采用的原料和设备 表 21 实验所用的仪器和设备 设备名称及型号 生产厂家 RENA Intex 制绒机 德国 RENA 公司 华科 HC－ 1000 型 浓度分析仪 北京华科电子仪器开发中心 WT1000 型反射率测试仪 Camp。 S 德国传感技术控制中心 MC010HVS50Z 型 显微镜 上海研润光机科技有限公司 Centrotherm 扩散炉 E2020 HT 3005 德国 centrotherm photovoltaics AG 公司 SDY4 型四探针测试仪 上海华研仪器设备有限公司 少子寿命测试仪 WT2020 型 匈牙利 Semilab 公司 Rena Inoxside 湿法刻蚀机 韩国 RENA 公司 GP Solar 电阻测试仪 德国 centrotherm photovoltaics AG Routhamp。 Rau sina xxl 烧结炉 德国 ROTHamp。 RAU 公司 椭偏仪 美国莱特太平洋公司 Baccini 印刷机 意大利 Baccini 公司 Despatch 烧结 美国 DespatchIndustries 公司 Halm 测试仪 cetisPVCTF1 德国 Halm 公司 其他： 电子天平、 PVC 手套、口罩、防护服、防护眼罩、防护套袖、橡胶手套、防水胶鞋、石英舟、防热手 套、橡胶手套、防酸碱胶鞋、石墨框、吸笔、不锈钢桌架、 Fortix 机械手、自动搅拌机、搅拌器、载片盒、网版除塞剂、无尘布、刮刀、托盘。 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 8 表 22 实验所用原材料 名称 分子式量 纯度 生产厂家 Si 40 % 浙江省尖山光电股份有限公司 167。 实验工艺 过 程 167。 硅片的清洗 工艺条件要求： HNO3（ 65%、电子级）、 HF（ 40%、电子级）、 KOH（ 50%、电子级）、 HCl（ 37%、电子级）、 DI 水（大于 15 MΩcm 、 6bar）、冷却水（ 4bar）、压缩空气（ 6 bar，除油、除水、除粉尘）、排风（ ）、环境温度 20℃ ～30℃ 、相对湿度 40％～ 60％。 （ 一 ）实验前样片称重并记录 用电子天平称量三组每组 100 片腐蚀前硅片的 质量，将此质量按顺序填写在工序腐蚀深度记录表中，同时记录好 称重时间、硅片数（即称重时设备从维护结束已生产的硅片数）、工艺条件（如腐蚀温度、传输速度等参数）。 （ 二 ）通过调整滚轮速度和补液量来控制减薄量 本实验分三组，要求控制减薄量分别在 ， ，。 （ 三 ）制绒 在上料端 将实验片依次放入 RENA 清洗机的传送带上，硅片依次通过工艺槽、水洗 1 槽、碱槽、水洗 2槽、酸槽、水洗 3 槽、干燥后经 Fortix机械手下料。 （ 四 ）制绒后称重 通过电子称称量制绒后硅片的重量，依次填入表格，利用电子表格的公式直接求出绒面大小、腐蚀深度等值。 （ 五 ）观察绒面 每组随机抽取 10 片用显微镜观察试验片的绒面，观察三组硅片绒面情况。 167。 扩散 工艺条件要求：冷却水压强为 ,氧气压强为 40psi，氮气压强为40psi,压缩空气压强 6kg/cm2，温度从 840℃ 860℃ ，源温控制器温度河南科技大学毕业设计 (论文 ) 9 20℃( psi 为磅 /平方英寸 )。 （一） 将清洗后合格的硅片小石英舟（ carrier）加载到机械手 Input平台，机械手自动装载硅片到扩散炉 Slider，扩散炉自动运行 Slider 加载硅片到炉管，扩散炉按照设定工艺程序自动运行工艺，直至全过程结束。 （二） 扩散结束后，待硅片冷却后方可对硅片进行抽取测量，以检查扩散情况是否符合要求。 （三） 从 source 区到 load 区顺序依次取出硅片，使用四探针测试仪对硅片的源面进行方块电阻测量，其测量标准如 图 21 所示。 1 2 3 6 5 4 7 8 9 图 21 方块电阻测量标准 （四） 方块电阻的平均值控制在 60177。 2Ω/sq ，其中单片范围应该在4560Ω/sq 之间，在全部 90 个点中允许有不多于 4 个点超出此范围。 （五） 将每组中不符合要求的硅片挑出，不再流向下工序。 167。 刻蚀去磷硅玻璃层 工艺条件要求：合格的多晶硅片（扩散后）、 H2SO4（ 98%，电子级）、 HF（ 49%，电子级）、 KOH（ 45%,电子级）、 HNO3（ 68%，电子级）、 DI 水（ ～）、压缩空气（ 6 bar，除油，除水，除粉尘）、冷却 水（ bar，进水温度 15～ 20℃ ，出水温度 30～ 40℃ ）、 City Water（ ～ ）等。 （一） 称重 利用电子天平称量每组试验片腐蚀前硅片的质量，将此质量按顺序填写在工序腐蚀深度记录表中，同时记录好称重时间、硅片数、工艺条件（如腐蚀温度、传输速度等参数），并按照顺序装片投入腐蚀槽运行工艺。 （二） 刻蚀后按照顺序取出此称重硅片，再称量腐蚀后硅片的重量，填入表格，利用电子表格的公式直接求出腐蚀深度值。 硅片的单面腐蚀深度（平河南科技大学毕业设计 (论文 ) 10 均值）为 177。 um ，允许有一片或者 2 片的腐蚀深度不在该范围内。 （三） 测刻蚀宽度 每片测量四点，测量点在每边的中间点，要求每片四点所测刻蚀宽度平均值 ≤1mm。 （四） 测绝缘电阻 要求绝缘电阻平均值 1K。 如果绝缘电阻较低，可以适当降低传输速度，或进行适当的手动补液处理。 （五） 将每组中不符合要求的硅片挑出，不再流向下工序。 167。 PECVD 镀膜 工艺条件要求：冷却水压强为 ,氮气压强为 40psi,压缩空气压强5kg/cm2，硅烷压强为 20psi,氨气压强为 40psi,温度 400℃ ， psi 表示磅每平方英寸。 （ 一 ） 镀膜 由 Fotix 机械手自动装载硅片，经 PE 设备镀膜后自动卸载。 （ 二 ） 测膜厚和折射率 测试方法： a 使用椭偏仪，按要求统一由北向南的顺序取片。 b 测片顺序（见图 22）由南至北即由 EA，每片按下图 5 个点的顺序进行测试。 c 测试完后把数据整理并做好记录。 北 ← 图 22 测膜厚和折射率的测 片顺序 A 1 B 2 5 4 3 C D E 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 11 （ 三 ） 将每组中不符合要求的硅片挑出，不再流向下工序。 167。 丝网印刷 工艺条件要求：印刷烘干压缩空气压力 6Bar，流量 800NL/Min,真空流量80m3/h, 压力 600mmHg，烧结冷却水： PH 值 ， 入水温度 1620℃,压力 150PSI,流量 10GPM；压缩空气 :流量 2。