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太阳能文献积累
太阳能文献积累
1・多晶硅太阳电池
由杂质分凝理论可知,晶体中的杂质含量与固液
界面的液相中杂质浓度成正比,而固液界面处的液相杂质浓度又和晶体生长速度呈指数关
系,即c5=K0Cl(0),CL(0)=C,.+(CL-C5)exp([J)o其中Cs
为固体中的杂质浓度,5(0)为固液界面处液相中的杂质浓度,V为晶体生长速度。
因而,尽管径向温度梯度很小,也还要适当地控制晶体的生长速率,使富集在固液界面附近被相中的高浓度杂质Si3N4,SiC等能及时地向液相中
扩散,使其绝大部分能分凝到晶锭的顶部,以降低晶体内的杂质浓度,同时也减少了位错对这些杂质的吸附。
2.硅工艺总结
硅片与半导体用器皿的清洗:
①有机物(油、蜡、指纹等):
有机溶剂处理,活性剂处理(H2O2),刷洗,酸处理,碱处理
3离子性杂质:
酸处理
4不溶性杂质:
超声波洗、刷洗
5水洗、干燥硅片的清洗:
1在70到90°C,NH4OH:
H2O2:
H2O=1:
1:
5到1:
2:
7清洗,除去有机污染物和氧化物粒子
2在70到90°C,HC1:
H2O2:
H2O=1:
1:
6到1:
2:
8清洗,通过形成可溶络合物除去金属杂质
除去活性氧化物:
活性氧化物会作为金属杂质的
源扩散进硅片,或是在SiO2.Si界面沉淀,导
致缺陷的产生。
活性氧化物去除的表面是获得高性能的关键(在HF浸入后,H钝化表面)。
⑴湿法清洗技术:
①H2SO4:
H2O(2:
1到4:
1,125°C左右):
去除
残留的油性污染②在70到80°C,NH4OH:
H2O2:
H2O=1:
1:
5清洗
lOmin,除去有机污染物,解吸附金属杂质
③1%的HF・H2010・20秒,去除氧化物及金属氧
化物
④在70到80°C,HC1:
H2O2:
H2O=1:
1:
6清洗10mm,溶解碱性离子和AI,Fe,Mg的氢氧化物,通过形成可溶络合物除去金属杂质
⑤去离子水清洗,电阻率大于17MQ-cm存在的问题:
小微粒的产生,烘干较困难,昂贵,化学废物通常去离子水可以分为4类:
A类:
去离子水只要求将水中离子去除一大部
分,使水得以净化,种类去离子水电导率通常
在200-1Ojis;
B类:
去离子水电导率通常在1-lOgs,属于食品级别;
c类:
去离子水电导率通常在0.1-0.9JIS,属于精细工业级别;
D类法离子水电导率通常在0.07|is以上,属
于电子级别。
⑵干洗技术:
在低温下需要激活能去加强气相化
学反应,如等离子体,粒子束,放射线,热处
臭氧清洗:
有效除去碳氢化合物
②Ar/H2等离子清洗
(3)热处理:
活性氧能在800C被去除
高温(>800°C)低氧分压下,・Si+SiO2=2SiO,
SiO在750°C以上是不稳定的,-2Si+O2=
2SiO,硅片被腐蚀
低温高氧分压下,氧化物薄层的光滑表面;高温
低氧分压下清洗硅片
3・局部旁路漏电对电池结特性的影响
电池效率随漏电部位靠近主线而减小,随旁路电流增大而减小。
材料制作过程中的局部漏电主要来源于沉积在PN结结区的杂质;器件过程中的局部漏电主要是正面腐蚀过度以致部分正面电极与基区相连,合金化时金属原子扩散至结区及电池边缘沾附可杂质等。
4・SiNx烧穿工艺下硅太阳电池结构研究
利用浅结可以显著的降低太阳电池表面
的少数载流子复合速度,提高太阳电池表面层
光生载流子的收集效率,提高短波段的光谱响
应。
硅体内的光生载流子的产生率G随深度
的增加呈指数形式衰减。
对于波长为的单色
光:
G(x,2)=G()
(2)exp[-a(Z)A],a(刃为波长光的吸收系数,G。
为
表面的吸收系数,X为硅体内某点到表面的垂
直距离;可看出G的最大值出现在硅片表面。
1=
但电池上表面光生载流子的收集率比较低,少子寿命也很短。
这是因为在普通的太阳电池中,表面产生的光生载流子在到达耗尽区之前有很大的可能性遇到复合中心而复合,所以在电池的设计中p-n结的位置应尽量浅。
这可以尽量提高表层光生载流子的收集率,进
而提高太阳电池的短路电流。
5.杜邦浆料培训
电子浆料的定义:
一金属、玻璃或/和陶瓷粉末的混合物,分散于有机载体(聚合物溶解在一定
溶剂中形成的溶液)中,应用于不导电或者半
导电的基片上,形成导电的、阻抗的或绝缘缘
的膜层。
浆料、印刷设备和丝网共同决定了印刷效果的好坏。
浆料的基本特性参数粘度:
又称内摩擦,是一层液体对另一层液体作
相对移动时所产生的阻力,表征浆料流动的难易程度。
应力。
=f/a;粘度n=o/y
Graph1,Flowofliquid
触变性:
指体系在开始流动时往往需要较大的外力,其原因是必须破坏体系中原静止状
态的结合力,但流动一旦开始,外力就不需要像启动时那么大,而可以降低到一个较小的值。
对于高分子体系来说,这种启动力的增加消耗
在分子链由卷曲逐渐展开的过程中叫触变性。
对于浆料表现为浆料在静止一定时间后变稠,粘
度增大,搅动后又变稀,粘度也变小的一种现
象。
因此,在印刷之前,要充分搅拌浆料,使之恢复常态,然后才能进行印刷。
可塑性:
指浆料受到外力作用变形之后,能完全
或者部分保持其变形的性质。
固体含量:
通常情况下,固体含量升高,浆料的
粘度和可塑性都会升高。
干燥特性:
丝网印刷既要求浆料在网板上能够较长时间保持不干燥结膜,又要求在印刷后,在
基板上干燥越快越好。
丝网目数:
每英寸上的网孔数,说明丝网的丝与丝之间的疏密程度。
目数越高,丝网越密,网孔越小,浆料的通过性就越低。
开孔率:
也称浆料的通过性,即单位面积的丝网内,网孔面积所占的百分率。
OPEN%=(1-b/a)2*100%a:
线间距b:
线径
tt
bk-
丝网材料:
尼龙丝网■油墨透过性好;可使用粘度大及颗粒
大的油墨;有适当的柔软性,对承印物的适应
性好;拉伸强度及耐摩擦性好,使用寿命长;
耐酸碱和化学溶剂。
金属丝网-图形尺寸稳定,实用于印刷高精度线路;耐碱性及抗拉强度很好,耐热性强。
聚酯丝网■弹性强,耐酸性很好;吸湿性低,耐
热性较尼龙强,尺寸稳定性好。
湿膜流平,体积不变:
膜厚度
T=(2b+c)*(a-b)2/a2=(2b+c)*OPEN%/100
印刷设置:
触角度提供较大的印刷厚度。
丝网与基片间的间距:
该间距等于丝网较小尺寸的200分之1。
例如:
8inchx10inch网,间距=(1/200)x8
inch=0.04inch=lmm
刮刀速度:
•较高的印刷速度可能导致印刷缺陷,例如空洞
或者条纹。
•印刷速度会影响印刷厚度,较高的速度可以获得较大的厚度。
缺陷
可能原因
注释
过薄
丝网目数不正确:
乳胶厚度太小:
刮刀压力过大。
400325mush
过厚
丝网冃数不正确;乳胶厚度太大;刮刀压力过小。
325400mush
厚度不均
线网、刮刀、基板不平行:
线网张力过小:
丝网和基板间距过小;乳胶厚度过薄
针孔
刮刀速度过快;丝网张力不足;浆料干燥速度快,堵塞网孔;丝网清洁不够.残貂干燥物堵塞网孔U
通常由丝网/基板剥离不良,或者网孔堵寒造成。
边缘圆齿
丝网制作不良
选择高分辨率的乳胶材料
边缘粗糙
丝网制作不良:
刮刀压力过大;下冲限位过大。
乳胶表面不平整
图形伸展
丝网制作不良;浆料粘度不正确;
粘度过低:
町塑性过低。
漏电流增大的可能原因:
1・印刷前,将面对面放置的硅片分开时用力较
大,使硅片正面发生明显摩擦,损伤了镀膜和
绒面
2・背面印刷干燥的铝背场可能在放置、搬运、
分离硅片过程中对正面造成污染,使烧结后漏
电变大。
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