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三、擴(kuò)散制結(jié)
太陽能電池需要一個大面積的PN結(jié)以實(shí)現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)換,而擴(kuò)散爐即為制造太陽能電池PN結(jié)的**設(shè)備。管式擴(kuò)散爐主要由石英舟的上下載部分、廢氣室、爐體部分和氣柜部分等四大部分組成。擴(kuò)散一般用三氯氧磷液態(tài)源作為擴(kuò)散源。把P型硅片放在管式擴(kuò)散爐的石英容器內(nèi),在850---900攝氏度高溫下使用氮?dú)鈱⑷妊趿讕胧⑷萜?,通過三氯氧磷和硅片進(jìn)行反應(yīng),得到磷原子。經(jīng)過一定時間,磷原子從四周進(jìn)入硅片的表面層,并且通過硅原子之間的空隙向硅片內(nèi)部滲透擴(kuò)散,安徽單晶硅太陽能電池片哪里便宜,形成了N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的交界面,也就是PN結(jié)。這種方法制出的PN結(jié)均勻性好,方塊電阻的不均勻性小于百分之十,安徽單晶硅太陽能電池片哪里便宜,少子壽命可大于10ms,安徽單晶硅太陽能電池片哪里便宜。制造PN結(jié)是太陽電池生產(chǎn)**基本也是**關(guān)鍵的工序。因?yàn)檎荘N結(jié)的形成,才使電子和空穴在流動后不再回到原處,這樣就形成了電流,用導(dǎo)線將電流引出,就是直流電。
現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)太陽能電池片的硅片,都是P型襯底,意思是之前已經(jīng)摻雜三族元素了,我們只需要進(jìn)行磷擴(kuò)散,就可以形成P-N結(jié)。
以n型半導(dǎo)體為底板結(jié)構(gòu)的結(jié)晶硅類太陽能電池與以p型半導(dǎo)體為底板的結(jié)構(gòu)相比,前者對雜質(zhì)的抵抗性更大,在理論上更易提高能量轉(zhuǎn)換效率。不過,此前許多結(jié)晶硅類太陽能電池幾乎都采用以p型半導(dǎo)體為底板的結(jié)構(gòu)。原因是在較厚的p型半導(dǎo)體上能夠形成非常薄的n型半導(dǎo)體層。
德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所(Fraunhofer ISE)宣布,該機(jī)構(gòu)研制的以n型半導(dǎo)體為底板,然后在其上面形成較薄的p型半導(dǎo)體層的單晶硅太陽能電池,其能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了23.4%。太陽能電池單元面積為2cm見方。
五、等離子刻蝕
由于在擴(kuò)散過程中,即使采用背靠背擴(kuò)散,硅片的所有表面包括邊緣都將不可避免地?cái)U(kuò)散上磷。PN結(jié)的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴(kuò)散有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面,而造成短路。因此,必須對太陽能電池周邊的摻雜硅進(jìn)行刻蝕,以去除電池邊緣的PN結(jié)。通常采用等離子刻蝕技術(shù)完成這一工藝。等離子刻蝕是在低壓狀態(tài)下,反應(yīng)氣體CF4的母體分子在射頻功率的激發(fā)下,產(chǎn)生電離并形成等離子體。等離子體是由帶電的電子和離子組成,反應(yīng)腔體中的氣體在電子的撞擊下,除了轉(zhuǎn)變成離子外,還能吸收能量并形成大量的活性基團(tuán)?;钚苑磻?yīng)基團(tuán)由于擴(kuò)散或者在電場作用下到達(dá)SiO2表面,在那里與被刻蝕材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并形成揮發(fā)性的反應(yīng)生成物脫離被刻蝕物質(zhì)表面,被真空系統(tǒng)抽出腔體。
文章來源地址: http://www.cdcfah.com/cp/18638.html
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