多晶硅应用价值
冶金级硅的提炼并不难。它的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98-99%,但半导体工业用硅还必须进行高度提纯(电子级多晶硅纯度要求11N,太阳能电池级只要求6N)。而在提纯过程中,有一项氢硅还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握,由于没有这项技术,我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过***排放了,不仅提炼成本高,而且环境污染非常严重。我国每年都从石英石中提取大量的工业硅,以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国,而这些***把工业硅加工成高纯度的晶体硅材料,以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能企业。
晶体硅为钢***,无定形硅为黑色。***、无味。d2.33;熔点1410℃;平均热容( 16~100℃)0. 1774cal/(g -℃)。晶体硅属于原子晶体,硬而有光泽,是典型的半导体。在常温下,很难与其他物质发生反应,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于碱液。在高温下能与氧气等多种元素化合。具有硬度高、不吸水、耐热、耐酸、耐磨和耐老化等特点。硅在自然界分布极广,地壳中约含27.6%.主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。
3、刻蚀
在扩散工序,采用背靠背的单面扩散方式,硅片的侧边和背面边缘不可避免地都会扩散上磷原子。当阳光照射,P-N结的正面收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到P-N结的背面,造成短路通路。短路通道等效于降低并联电阻。刻蚀工序是让硅片边缘带有的磷的部分去除干净,避免了P-N结短路并且造成并联电阻降低。
湿法刻蚀工艺流程:上片→蚀刻槽(H2SO4HNO3HF)→水洗→碱槽(KOH)→水洗→HF槽→水洗→下片
HNO3反应氧化生成SiO2,HF去除SiO2。刻蚀碱槽的作用是为了抛光未制绒面,使电池片变得光滑;碱槽的主要溶液为KOH;H2SO4是为了让硅片在流水线上漂浮流动起来,并不参与反应。
干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀。当气体以等离子体形式存在时,一方面等离子体中的气体化学活性会变得相对较强,选择合适的气体,就可以让硅片更快速的进行反应,实现刻蚀;另一方面,可利用电场对等离子体进行引导和加速,使等离子体具有一定能量,当轰击硅片的表面时,硅片材料的原子击出,可以达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。
6、烧结
烧结是把印刷到电池片表面的电极在高温下烧结,使电极和硅片本身形成欧姆接触,提高电池片的开路电压和填充因子,使电极的接触具有电阻特性以达到高转效率,烧结过程中也可利于PECVD工艺所引入-H向体内扩散,可以起到良好的体钝化作用。
烧结方式:高温快速烧结,加热方式:红外线加热
烧结是集扩散、流动和物理化学反应综合作用的一个过程,正面Ag穿过SiNH扩散进硅但不可到达P-N面,背面Ag、Al扩散进硅,由于需要形成合金需要到一定的温度,Ag、Al与Si形成合金的稳定又不同,就需要设定不同的温度来分别实现合金化。
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