Der chemische Ätzprozess erzeugt pyramidale Texturen oder invertierte Pyramidenstrukturen auf Siliziumwaferoberflächen und erhöht die Lichtabsorptionseffizienz in Photovoltaikzellen erheblich. Dieser kritische Herstellungsprozess ist unerlässlich, um die Umwandlungseffizienz von Solarzellen zu verbessern.
Gerät : Ein Einkristall-Batch-Texturierungssystem
Herstellerwahl: CHINA S.C.,Kingenious.,etc
P+-Schichtbildung für PN-Übergang: Verwendung von BCl₃ bei hohen Temperaturen, um eine P+-Schicht auf der Siliziumwaffeloberfläche zu bilden und so einen PN-Übergang zu erzeugen, der die Trägererzeugung in der Wafer ermöglicht.
N-typische Zellen-Übergangsbildungsmethode: Der Übergangsbildungsprozess für N-typische Zellen beinhaltet die Diffusion von Bor (B) in phosphor-dotiertes Halbleitermaterial, wodurch ein P-N-Übergang an der Grenzfläche zwischen den beiden dotierten Halbleiterregionen entsteht.
Ausrüstung:
Bor-Diffusionsofen (6 Röhren)
Herstellerwahl:
CHINA S.C., Laplace usw.
Entfernung von Phosphosilicatglas (PSG) mit HF
Reaktion: SiO2 + HF → H2SiF6 + H2O
Selektives Oberflächenpassivierungs- und Poliermechanismus:
“Protective groups” (e.g., silane-based compounds) form an ordered monolayer on the oxide surface:
Erzeugt eine OH⁻-Diffusionsbarriere → Verhindert SiO₂-Ätzung
Beschleunigt die OH⁻-Reaktion mit dem Si auf der Rückseite → Erhöht die anisotrope Ätzung an den {111}/{100}-Ebenen
Ausrüstung: Inline-BSG-Entfernungsausrüstung + Alkalischleifausrüstung
Herstellerwahl: CHINA S.C.,Kingenious.,etc
Prinzip der Oxidschicht-Abscheidung: Thermische Oxidation durch Sauerstoffdiffusion bei erhöhten Temperaturen, wobei Sauerstoff mit Silizium reagiert, um Siliziumoxid zu bilden.
Chemische Reaktion: O2 + Si → SiOx.
Prinzip der amorphen Silizium (a-Si) Abscheidung: Thermische Zersetzung von Silan (SiH₄) im CVD-Prozess, wobei festes Silizium und Wasserstoff als Nebenprodukte entstehen.
Chemische Reaktion: SiH₄(g) → Si(s) + 2H₂(g)
Ausrüstung: LPCVD-System
Hersteller Auswahl: Laplace.,etc
Der durch die Zersetzung von POCl3 entstehende P2O5 wird auf der Oberfläche des Siliziumwafers abgeschieden. P2O5 reagiert mit Silizium, um SiO2 und Phosphoratome zu erzeugen und bildet eine Schicht aus Phosphosilicatglas auf der Oberfläche des Siliziumwafers. Die Phosphoratome diffundieren dann in das Silizium ein.
Reaktion: 2P2O5 + 5Si = 5SiO2 + 4P↓
Ausrüstung: Phosphorus diffusion furnace
Hersteller Auswahl: CHINA S.C..,etc
Inline-Nassätzen zur PSG-Entfernung (Rück- und Seitenwände)
Prozess: Eine kettenförmige Nassstation verwendet HF-basierte Chemie, um Phosphosilicatglas (PSG) von der Waferrückseite und den Kanten vor der RCA-Reinigung zu entfernen.
The “protective groups” are selectively arranged in an orderly manner to enhance the protection of BPSG. After removing PSG on the POLY surface using an alkali polishing process, aOH+ADD is used to successfully protect SiO2 from being corroded by NaOH.
Ausrüstung: In-line PSG removal system+RCA cleaning machine
Hersteller Auswahl: CHINA S.C..,etc
Prinzip der Oberflächenpassivierung: ALD ermöglicht die schichtweise Abscheidung atomar dünner Filme. Durch die negativen Fixladungen von Al₂O₃ wird ein Oberflächenfeld erzeugt, das in Richtung des Silizium-Substrats gerichtet ist. Dieses Feld:
Stoppt Elektronen an der Al₂O₃/Si-Grenzfläche in n-typischem Silizium
Reduziert die Geschwindigkeit der Grenzflächenrekombination (Seff < 10 cm/s)
Erhöht die Lebensdauer von Minoritätsladungsträgern (Δτ > 1 ms)
Al₂O₃-Abscheidung über den TMA-Vorläufer-Reaktionsmechanismus: Trimethylaluminium (TMA) reagiert mit Wasserdampf in einem zyklischen Prozess:
2AL(CH3)3 + 3H2O = Al2O3 + 6CH4
Ausrüstung: ALD
Hersteller Auswahl: LEADMICRO.,etc
Ein Plasma bei niedriger Temperatur dient als Energiequelle, wobei die Siliziumwafer auf der Kathode unter Niederdruck-Glimmentladung platziert sind. Die Wafer werden durch die Glimmentladung auf eine vorher festgelegte Temperatur erhitzt.
Ausrüstung: 5-Rohr-Frontseiten-Plasma-verstärkte CVD
Hersteller Auswahl: CHINA S.C..,etc
Unter Verwendung von Niedertemperaturplasma als Energiequelle wird die Siliziumwafer auf die Kathode eines Niederdruck-Glimmentladungssystems platziert. Die Wafer wird durch Glimmentladung (oder mit einem zusätzlichen Heizelement) auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt. Anschließend wird eine geeignete Menge SiH₄ und NH₃ eingeleitet, die eine Reihe von chemischen und Plasma-Reaktionen durchlaufen, um einen festen Dünnfilm (SiNₓ) auf der Rückfläche der Siliziumwafer zu bilden.
Ausrüstung: 5-tube back-side plasma-enhanced CVD
Hersteller Auswahl: CHINA S.C..,etc
Während des Druckens wird die Paste auf das Siebgewebe aufgetragen. Der Druckrakel übt kontrollierten Druck aus, während er über das Sieb fährt, und zwingt die Paste durch die Maschenöffnungen auf das Substrat. Die Paste haftet aufgrund ihrer Viskosität innerhalb definierter Grenzen.
Ein kontrollierter Abstand zwischen Sieb und Substrat ermöglicht es dem gespannten Sieb, vom Druckrakel abzuprallen und nur einen bewegten Linienkontakt aufrechtzuerhalten. Dies erzeugt ein Ablösen der Paste vom Sieb während der Trennung, was die Maßgenauigkeit gewährleistet. Nach dem Druck hebt sich der Druckrakel und ...
Ausrüstung: Doppelschienen-Siebdrucklinie
Herstellerwahl: CHINAMAXWELL usw.
Tiefentemperaturzone: Beinhaltet hauptsächlich die Verdampfung und Verbrennung der organischen Lösungsmittel und Bindemittel der Paste.
Zwischentemperaturstufe: Kennzeichnet sich hauptsächlich durch das Schmelzen des Glasfritts und die Aggregation von Silberpartikeln.
Hochtemperaturstufe: Dominiert durch Reaktionen zwischen Silber, Silizium und geschmolzenem Glas, die Silber-Silizium-Legierungen bilden.
Abkühlphase: Besteht hauptsächlich aus der Rekristallisation und dem Kornwachstum der Silberpartikel auf der Siliziumoberfläche.
Ausrüstung:Brennöfen- und Lichtinjektions-Integriertes System (Zwei-Spur-Verfahren)
Hersteller Auswahl: CHINAMAXWELL usw.
Die hochintensive Laserbestrahlung regt Ladungsträger in der Solarzelle an, während eine Biasspannung von über 10 V angelegt wird, wodurch ein lokaler Strom von mehreren Ampere erzeugt wird. Dies induziert das Sintern, wodurch eine gegenseitige Diffusion zwischen dem Silberpaste und Silizium ausgelöst wird, was den Kontaktwiderstand zwischen Metall und Halbleiter deutlich reduziert und somit den Füllfaktor verbessert. Gleichzeitig beendet sich während des Sinterprozesses die Trägerlebensdauer schnell, nachdem der Laser vorbeigezogen ist, wodurch Schäden am ursprünglichen Material minimiert werden.
Ausrüstung: Dual-Track-Laser-induzierte Dotierungssystem
Hersteller Auswahl: DR.,etc
AOI (Automatische optische Inspektion) ist ein Gerät, das auf optischen Prinzipien basiert, um übliche visuelle Defekte während der Solarzellenproduktion zu erkennen.
EL (Elektrolumineszenz)-Prinzip: Ein Vorwärtsstrom wird an die Solarzelle angelegt, wobei der umgekehrte Prozess des Photovoltaik-Effekts genutzt wird, um die Zelle Licht emittieren zu lassen. Das Abbildsystem erfasst das Signal und überträgt es an Computersoftware, die die Daten verarbeitet und das EL-Bild der Solarzelle auf dem Bildschirm anzeigt.
Prinzip des IV-Testers: Die Solarzelle wird simuliertem Sonnenlicht ausgesetzt, wandelt Lichtenergie in elektrische Energie um und erzeugt Strom. Der Tester misst gleichzeitig Strom und Spannung und berechnet dann anhand der Daten wichtige Parameter wie Leistung und Wirkungsgrad.
Ausrüstung:Dual-Track-Solarzellen-Tester & -Sorter (HALM-System, 150-Fach)
Hersteller Auswahl: CHINAMAXWELL usw.
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