太阳能电池生产工艺

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太阳能电池生产工艺

近些年来，全世界生产应用最多的

电池是由单晶硅太阳能电池和多晶硅

电池构成的晶体硅

电池，其产量占到当前世界

电池总产量的90％以上。它们工艺技术成熟，性能稳定可靠，光电转换效率高，使用寿命长，已进人工业化大规模生产。因此，本节对地面用晶体硅

电池的一般生产制造工艺进行介绍。

晶体硅

电池生产制造工艺包括的内容范围有宽狭之分。宽的内容范围，包括硅材料的制备、

电池的制造和太阳能电池组件的封装三个部分。狭的内容范围，仅包括

电池的制造。下面按照宽的内容范围加以介绍，即不但包括

电池的制造，还包括硅材料的制备和

电池组件的封装。硅材料的制备

(一)高纯多晶硅的制备

(二)单晶硅锭的制备．

单晶硅锭的制备方法很多，可从熔体上生长，也可从气相中沉积。目前国内外在生产中采用的主要有熔体直拉法和悬浮区熔法两种。

(三)多晶硅锭的制备

多晶硅

电池是以多晶硅为基体材料的太阳能电池。它的出现主要是为了降低晶体硅太阳能电池的成本。其主要优点有：能直接拉制出方形硅锭，设备比较简单，并能制出大型硅锭以形成工业化生产规模，材质电能消耗较省，并能用较低纯度的硅作投炉料；可在电池工艺方面采取措施降低晶界及其他杂质的影响。其主要缺点是生产出的多晶硅电池的转换效率要比单晶硅电池稍低。多晶硅的铸锭工艺主要有定向凝固法和浇铸法两种。

(四)片状硅的制备

片状硅又称硅带，是从熔体中直接生长出来，可以大为减少切片的损失，片厚约100200~m。主要生长方法有限边喂膜(efg)法、枝蔓蹼状晶(web)法、边缘支撑晶(esp)法、小角度带状生长法、激光区熔法和颗粒硅带法等。其中枝蔓蹼状晶法和限边喂膜法比较成熟。枝蔓蹼状晶法，是从坩埚里长出两条枝蔓晶，由于表面张力的作用，两条枝晶中间会同时长出一层薄膜，切去两边的枝晶，用中间的片状晶来制作太阳能电池。由于硅片形状如蹼状，所以称为蹼状晶。它在各种硅带中质量最好，但生长速度相对较慢。限边喂膜法，是从特制的模具中拉出筒状硅，然后用激光切割成单片来制作太阳能电池。目前已能拉出每面宽10cm的10面体筒状硅，厚度达300μm。它是目前投入研发最多的硅带，产量已达4mw级。近期硅带的研发目标，是制出125mmxl25mm的硅片，将厚度降至250μm左右。用限边喂膜法进行大批量生产时，应满足的主要技术条件为：①采用自动控制温度梯度、固液交界的新月形的高度及硅带的宽度等，以有效地保证晶体生长的稳定性。②在模具对硅料的污染方面进行控制。从总体上来说，硅带生长方法目前仍在进一步研究试验中，仅建立了少数中试生产线，尚未投入大规模工业化生产。