晶体硅太阳能电池设备上市公司

太阳能电池

第３３卷第６期２００７年１１月

中国测试技术

ＣＨＩＮＡＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．６Ｎｏｖ．２００７

晶体硅太阳能电池少子寿命测试方法

周春兰，王文静

（中国科学院电工研究所，北京１０００８０）

摘

要：少数载流子寿命（简称少子寿命）是半导体晶体硅材料的一项重要参数，它对半导体器件的性能、晶体硅太阳

能电池的光电转换效率都有重要的影响。分别介绍了常用的测量晶体硅和晶体硅太阳电池少子寿命的各种方法，包括微波光电导衰减法（ＭＷ－ＰＣＤ），准稳态光电导方法（ＱＳＳＰＣ），表面光电压（ＳＰＶ），ＩＲ浓度载流子浓度成像（ＣＤＩ），调制自由载流子吸收（ＭＦＣＡ）和光束（电子束）诱导电流（ＬＢＩＣ，ＥＢＬＣ），并指出了各种方法的优点和不足。关键词：晶体硅；太阳能电池；少子寿命；微波光电导衰减；准稳态光电导；表面光电压中图分类号：Ｏ７８５，Ｏ７７

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７２－４９８４（２００７）０６－００２５－０７

Ｌｉｆｅｔｉｍｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｍｉｎｏｒｉｔｙｃａｒｒｉｅｒｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ

ＺＨＯＵＣｈｕｎ－ｌａｎ，ＷＡＮＧＷｅｎ－ｊｉｎｇ

（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃ

太阳能电池

第３３卷第６期２００７年１１月

中国测试技术

ＣＨＩＮＡＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．６Ｎｏｖ．２００７

晶体硅太阳能电池少子寿命测试方法

周春兰，王文静

（中国科学院电工研究所，北京１０００８０）

摘

要：少数载流子寿命（简称少子寿命）是半导体晶体硅材料的一项重要参数，它对半导体器件的性能、晶体硅太阳

能电池的光电转换效率都有重要的影响。分别介绍了常用的测量晶体硅和晶体硅太阳电池少子寿命的各种方法，包括微波光电导衰减法（ＭＷ－ＰＣＤ），准稳态光电导方法（ＱＳＳＰＣ），表面光电压（ＳＰＶ），ＩＲ浓度载流子浓度成像（ＣＤＩ），调制自由载流子吸收（ＭＦＣＡ）和光束（电子束）诱导电流（ＬＢＩＣ，ＥＢＬＣ），并指出了各种方法的优点和不足。关键词：晶体硅；太阳能电池；少子寿命；微波光电导衰减；准稳态光电导；表面光电压中图分类号：Ｏ７８５，Ｏ７７

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７２－４９８４（２００７）０６－００２５－０７

Ｌｉｆｅｔｉｍｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｍｉｎｏｒｉｔｙｃａｒｒｉｅｒｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ

ＺＨＯＵＣｈｕｎ－ｌａｎ，ＷＡＮＧＷｅｎ－ｊｉｎｇ

（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃ

晶体硅太阳能电池PECVD设备国产化现状及趋势

胡立琼 王宝全 王娜

（北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司）

摘要：晶体硅太阳能电池行业的迅猛发展，对产业装备提出了越来越高的要

求，本文介绍了当前几种主流的PECVD设备技术特点、相互区别，以及其中的高端设备——平板式PECVD设备技术发展趋势，并分析了当前国产太阳能电池设备的发展机遇、技术水平及行业现状。

关键词：PECVD设备, 晶体硅太阳能电池，国产设备 0 前言

众所周知，自20世纪80年代以来，光伏产业已经成为全世界增长速度最快的高新技术产业之一，其中晶体硅太阳能电池技术更是占据了整个光伏技术的主导地位。顺应光伏市场需求的急剧增长，作为技术支撑的设备行业也随之获得了前所未有的高速发展。

装备业的发展为太阳能电池产业持续向前发展提供了有力的保证，其市场也得到了产业界越来越多的关注。但与半导体投资热潮下的“瓶颈”类似，设备研发与产业膨胀仍然存在着速度匹配的问题，尤其是在高端设备领域，大部分设备仍然需要依赖于进口。这一现状对于追求更低成本的晶体硅太阳能电池行业而言，已经成为了无法回避的重要问题。进口设备的价格昂贵，二手设备的市场混乱，使中国的太阳能电池行业正殷切期盼着本土

晶体硅太阳能电池PECVD设备国产化现状及趋势

胡立琼 王宝全 王娜

（北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司）

摘要：晶体硅太阳能电池行业的迅猛发展，对产业装备提出了越来越高的要

求，本文介绍了当前几种主流的PECVD设备技术特点、相互区别，以及其中的高端设备——平板式PECVD设备技术发展趋势，并分析了当前国产太阳能电池设备的发展机遇、技术水平及行业现状。

关键词：PECVD设备, 晶体硅太阳能电池，国产设备 0 前言

众所周知，自20世纪80年代以来，光伏产业已经成为全世界增长速度最快的高新技术产业之一，其中晶体硅太阳能电池技术更是占据了整个光伏技术的主导地位。顺应光伏市场需求的急剧增长，作为技术支撑的设备行业也随之获得了前所未有的高速发展。

装备业的发展为太阳能电池产业持续向前发展提供了有力的保证，其市场也得到了产业界越来越多的关注。但与半导体投资热潮下的“瓶颈”类似，设备研发与产业膨胀仍然存在着速度匹配的问题，尤其是在高端设备领域，大部分设备仍然需要依赖于进口。这一现状对于追求更低成本的晶体硅太阳能电池行业而言，已经成为了无法回避的重要问题。进口设备的价格昂贵，二手设备的市场混乱，使中国的太阳能电池行业正殷切期盼着本土

晶体硅太阳能电池PECVD设备国产化现状及趋势

胡立琼 王宝全 王娜

（北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司）

摘要：晶体硅太阳能电池行业的迅猛发展，对产业装备提出了越来越高的要

求，本文介绍了当前几种主流的PECVD设备技术特点、相互区别，以及其中的高端设备——平板式PECVD设备技术发展趋势，并分析了当前国产太阳能电池设备的发展机遇、技术水平及行业现状。

关键词：PECVD设备, 晶体硅太阳能电池，国产设备 0 前言

众所周知，自20世纪80年代以来，光伏产业已经成为全世界增长速度最快的高新技术产业之一，其中晶体硅太阳能电池技术更是占据了整个光伏技术的主导地位。顺应光伏市场需求的急剧增长，作为技术支撑的设备行业也随之获得了前所未有的高速发展。

装备业的发展为太阳能电池产业持续向前发展提供了有力的保证，其市场也得到了产业界越来越多的关注。但与半导体投资热潮下的“瓶颈”类似，设备研发与产业膨胀仍然存在着速度匹配的问题，尤其是在高端设备领域，大部分设备仍然需要依赖于进口。这一现状对于追求更低成本的晶体硅太阳能电池行业而言，已经成为了无法回避的重要问题。进口设备的价格昂贵，二手设备的市场混乱，使中国的太阳能电池行业正殷切期盼着本土

晶体硅太阳能电池生产工艺流程图

电池片工艺流程说明：

(1)清洗、制绒：首先用化学碱（或酸）腐蚀硅片，以去除硅片表面机械损伤层，并进行硅片表面织构化，形成金字塔结构的绒面从而减少光反射。现在常用的硅片的厚度在 180μm 左右。去除硅片表面损伤层是太阳能电池制造的第一道常规工序。 (2)甩干：清洗后的硅片使用离心甩干机进行甩干。

(3)扩散、刻蚀：多数厂家都选用P型硅片来制作太阳能电池，一般用POCl3液态源作为扩散源。扩散设备可用横向石英管或链式扩散炉,进行磷扩散形成P-N结。扩散的最高温度可达到850-900℃。这种方法制出的PN结均匀性好，方块电阻的不均匀性小于10％，少子寿命大于10 微秒。扩散过程遵从如下反应式：

4POCl3＋3O2（过量）→ 2P2O5＋2Cl2（气）2P2O5＋5Si → 5SiO2 + 4P 腐蚀磷硅玻璃和等离子刻蚀边缘电流通路，用化学方法除去扩散生成的副产物。SiO2 与HF生成可溶于水的SiF62-，从而使硅表面的磷硅玻璃（掺P2O5的SiO2） 溶解，化学反应为：

SiO2 ＋6HF → H2（SiF6）＋2H2O

(4)减反射膜沉积：采用等离子体增强型化学气相沉积(PECVD: Plasm

浅谈有机太阳能电池与无机太阳能电池 杨红旭 10013203

测绘工程10级2班

摘要：有机太阳能电池作为一种新兴的有着巨大潜力的光电转换器件，吸引了越来越多的

关注。本文主要比较有机太阳能电池与无机太阳能电池在生产成本、工作原理和光电转换效率等方面的区别。并展望了有机太阳能电池发展的广阔前景。

关键词：有机太阳能电池 无机太阳能电池 生产成本 工作原理 光电转换率

一、 引言

现今占主导地位的太阳能电池是以无机半导体为主要材料制成，自太阳能电池商业应用以来，单晶硅、多晶硅和非晶硅系列应用最为广泛。经过多年来的发展，硅基太阳能电池相关的技术已有了长足的进步，但依然没有脱离通过氧化－还原反应来提纯硅的方法，这一过

程必然会使晶体硅太阳能电池制造能耗大、污染高、工艺复杂且生产设备昂贵。而有机半导体材料由于具有制作成本低、易制作、质量轻、富有弹性等特点，引起越来越多的关注，目前学者已在研究如何在电子器件中将现有的昂贵无机半导体材料用有机半导体材料加以代替，其中就包括有机太阳能电池的研究。本文就有机太阳能电池与无机太阳能电池在生产成本、工作原理和光电转换效率等方面的区别做简

浅谈有机太阳能电池与无机太阳能电池 杨红旭 10013203

测绘工程10级2班

摘要：有机太阳能电池作为一种新兴的有着巨大潜力的光电转换器件，吸引了越来越多的

关注。本文主要比较有机太阳能电池与无机太阳能电池在生产成本、工作原理和光电转换效率等方面的区别。并展望了有机太阳能电池发展的广阔前景。

关键词：有机太阳能电池 无机太阳能电池 生产成本 工作原理 光电转换率

一、 引言

现今占主导地位的太阳能电池是以无机半导体为主要材料制成，自太阳能电池商业应用以来，单晶硅、多晶硅和非晶硅系列应用最为广泛。经过多年来的发展，硅基太阳能电池相关的技术已有了长足的进步，但依然没有脱离通过氧化－还原反应来提纯硅的方法，这一过

程必然会使晶体硅太阳能电池制造能耗大、污染高、工艺复杂且生产设备昂贵。而有机半导体材料由于具有制作成本低、易制作、质量轻、富有弹性等特点，引起越来越多的关注，目前学者已在研究如何在电子器件中将现有的昂贵无机半导体材料用有机半导体材料加以代替，其中就包括有机太阳能电池的研究。本文就有机太阳能电池与无机太阳能电池在生产成本、工作原理和光电转换效率等方面的区别做简

晶体硅太阳能电池的种类及特点

太阳能电池已经有30多年的发展历史。目前世界各国研制的硅太阳能电池种类繁多，；主要系列有单晶、多晶、非晶硅几种。其中单晶硅太阳能电池占50％，多晶硅电池占20％、非晶占30％。我国光伏发电发展需解决的关键问题。太阳能光伏发电发展的瓶颈

是成本高。为此，需加大研发力度，集中在降低成本和提高效率的关键技术上有所突破，主要包括：a)晶体硅电池技术。降低太阳硅材料的制备成本：开发专门用于晶体硅太阳

能电池的硅材料，是生产高效和低成本太阳电池的基本条件；同时实现硅材料国产化和

提高性能，从产业链的源头，抓好降低成本工作。提高电池／组件转换效率：高效钝化

技术，高效陷光技术，选择性发射区，背表面场，细栅或者单面技术，封装材料的最佳

折射率等高效封装技术等。光伏技术的发展以薄膜电池为方向，高效率、高稳定性、低

成本是光伏电池发展的基本原则。

单晶硅在太阳能的有效利用当中，太阳能光电利用是近些年来发展最快，也是最具

活力的研究领域。而硅材料太阳能电池无疑是市场的主体，硅基(多晶硅、单晶硅)太阳

能电池占80％以上，每年全世界需消费硅材料3000t左右。生产太阳能电池用单晶硅，

虽然利润比较低，但是市场需求量大，供不应求，如果进行规模化生产，其利润仍然

烧结

? 晶体硅太阳电池要通过三次印刷金属浆料，传统工艺要用二次烧结才能形成良好的带有金属电极

欧姆接触，共烧工艺只需一次烧结，同时形成上下电极的欧姆接触，是高效晶体硅太阳能电池的一项重要关键工艺，国外著名的金属浆料厂商非常卖力推广共烧工艺。这个工艺基础理论来自较古老的合金法制P-N结工艺。就是电极金属材料和半导体单晶硅在温度达到共晶温度时，单晶硅原子按相图以一定的比例量溶入到熔融的合金电极材料中去。单晶硅原子溶入到电极金属中的整个过程是相当快的，一般只需几秒钟时间。溶入的单晶硅原子数目决定于合金温度和电极材料的体积，烧结合金温度愈高，电极金属材料体积愈大，则溶入的硅原子数目也愈多，这时状态被称为晶体电极金属的合金系统。如果此时温度降低，系统开始冷却，这时原先溶入到电极金属材料中的硅原子重新以固态形式结晶出来，也就是在金属和晶体接触界面上生长出一层外延层。如果外延层内含有足够量的与原先晶体材料导电类型相同杂质成份，这就获得了用合金法工艺形成欧姆接触；如果再结晶层内含有足够量的与原先晶体材料导电类型异型的杂质成份，这就获得了用合金法工艺形成P-N结。

? 银桨、银铝桨、铝桨印刷过的硅片，通过烘干有机溶剂完全挥发，膜层收缩成为固状物紧密

粘附