晶体硅太阳电池生产工艺（段春艳）

本教材从光伏产业链入手，介绍了晶硅太阳电池的工作原理与电池结构。按生产流程，重点讲解了晶硅太阳电池的清洗制绒、扩散制结、后清洗刻蚀生产、减反射膜的制备、丝网印刷电极、太阳电池检测、测试分选与包装入库等整个工艺操作和规范。本教材可供光伏发电技术与应用专业、光伏工程技术专业以及和光伏技术相关专业相关的学生学习，也可供光伏相关企业技术人员和技术工人参考。

模块1晶体硅太阳电池工艺基础1

1.1晶体硅太阳电池技术现状1

1.1.1光伏产业链1

1.1.2晶体硅太阳电池产业现状5

1.2晶体硅太阳电池原理与性能5

1.2.1太阳电池的发电原理5

1.2.2太阳电池的种类与结构7

1.2.3太阳电池的性能与检测项目9

1.3晶体硅太阳电池生产工艺流程12

1.3.1常规晶体硅太阳电池生产工艺12

1.3.2硅材料的生产工艺14

1.3.3硅片的生产工艺17

思考题25

模块2硅片清洗制绒26

2.1硅片清洗原理与技术26

2.1.1硅片表面清洗原理26

2.1.2RCA清洗技术29

2.1.3硅片清洗新技术31

2.2表面陷光原理与硅片制绒31

2.2.1表面陷光原理31

2.2.2制绒原理32

2.3清洗制绒工艺流程34

2.3.1清洗制绒工艺的作用34

2.3.2单晶硅清洗制绒工艺34

2.3.3多晶硅清洗制绒工艺40

2.4企业清洗制绒操作与监控44

2.4.1企业清洗制绒操作规范44

2.4.2清洗制绒生产过程监控49

2.5企业清洗制绒常见异常与返工作业50

2.5.1企业清洗制绒常见异常50

2.5.2企业清洗制绒返工作业53

思考题54

模块3扩散制结55

3.1扩散制结原理55

3.1.1掺杂与p-n结的形成55

3.1.2扩散的基本原理56

3.1.3扩散的方式57

3.2扩散制结工艺流程59

3.2.1企业扩散制结工艺流程59

3.2.2扩散制结影响因素分析61

3.2.3扩散后检测62

3.3扩散制结操作与监控63

3.3.1扩散制结工艺步骤63

3.3.2扩散设备63

3.3.3扩散车间生产作业规范66

3.3.4不良片与返工作业68

思考题68

模块4硅片后清洗刻蚀生产69

4.1刻蚀生产工艺流程69

4.1.1硅片刻蚀生产的目的69

4.1.2湿法刻蚀生产和去除PSG的原理70

4.1.3刻蚀生产工艺技术71

4.2刻蚀生产作业规范72

4.2.1生产作业规范72

4.2.2生产作业常见问题75

4.3刻蚀生产质量监控77

4.3.1刻蚀工艺质量的检测77

4.3.2后清洗刻蚀生产常见异常情况处理79

4.4刻蚀生产返工作业83

4.4.1刻蚀生产返工作业操作流程83

4.4.2RENA刻蚀设备的基本维护84

思考题90

模块5硅片减反射膜的制备91

5.1减反射膜的制备工艺流程91

5.1.1减反射膜概念91

5.1.2薄膜生长的步骤92

5.1.3减反射膜的作用92

5.1.4基本的化学气相沉积反应的主要步骤93

5.1.5等离子增强化学气相沉积（PECVD）反应和工艺流程94

5.2PECVD生产设备及操作96

5.2.1PECVD沉积方法96

5.2.2Centrotherm公司批处理式PECVD设备结构96

5.3减反射膜制备生产作业104

5.3.1准备作业104

5.3.2作业流程105

5.3.3石墨舟清洗和预处理110

5.3.4岗位操作注意事项113

5.4PECVD补镀与返工生产作业113

5.4.1返工作业114

5.4.2PECVD补镀作业114

思考题116

模块6丝网印刷电极制备117

6.1电极制备工艺流程117

6.1.1晶体硅太阳电池电极概述117

6.1.2电极制备方法118

6.2丝网印刷工艺流程119

6.2.1丝网印刷工艺流程（图6-4）119

6.2.2典型丝网印刷设备121

6.2.3丝网印刷设备维护130

6.2.4网版及刮刀131

6.3企业丝网印刷生产作业与监控133

6.3.1丝网印刷生产作业133

6.3.2丝网印刷生产监控139

6.4丝网印刷返工生产145

思考题149

模块7烧结工艺150

7.1烧结定义及目的150

7.1.1烧结的定义150

7.1.2烧结工艺的目的150

7.2烧结工艺流程151

7.2.1典型烧结设备151

7.2.2烧结工艺流程155

7.3烧结温度曲线测试159

7.3.1烧结温度曲线159

7.3.2烧结温度曲线的测试161

思考题165

模块8晶硅太阳电池检测与包装166

8.1晶硅太阳电池检测166

8.1.1晶硅太阳电池外观检测166

8.1.2晶硅太阳电池电学性能的测试169

8.1.3156多晶硅电池片产品规范170

8.2晶硅太阳电池测试分选173

8.3晶硅太阳电池包装入库186

8.3.1包装入库流程186

8.3.2返工作业流程189

思考题190

模块9高效晶硅太阳电池191

9.1晶硅太阳电池转换效率的发展191

9.2PERC高效晶硅太阳电池技术195

思考题197

参考文献198

 

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