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              太陽能電池制造中特種氣體的具體應用

              2021-02-25 13:46:37    責任編輯: 深圳沃飛科技有限公司     0

              眾所周知,特種氣體是微電子行業的一種重要原料,常用于半導體、集成電路、光纖、太陽能電池等行業。今天小編給大家介紹一下,具體特種氣體在太陽能電池中是怎么進行應用的?


                

              1、太陽能電池的應用

                1839年法國科學家E Becquerel發現液體的光生伏特效應(簡稱光伏效應) 。1954年, 美國貝爾實驗室研制出單晶硅太陽能電池。太陽能電池的原理是基于半導體的光伏效應, 將太陽輻射直接轉換成電能。在pn結的內建電場作用下, n區的空穴向p區運動, 而p區的電子向n區運動, 造成在太陽能電池受光面(上表面) 有大量負電荷(電子) 積累, 而在電池背光面(下表面) 有大量正電荷(空穴) 積累。如在電池上、下表面做上金屬電極, 并用導線接上負載, 在負載上就有電流通過。只要太陽光照不斷, 負載上就一直有電流通過。太陽能電池的應用首先是在太空領域。1958年, 美國首顆以太陽能電池作為信號系統電源的衛星先鋒一號發射上天。隨后, 太陽能電池在照明、信號燈、汽車、電站等領域被廣泛采用。特別是與低溫與特氣LED技術的結合, 給太陽能電池的普及帶來了巨大潛力。

                

              2、晶體硅太陽能電池生產工藝和氣體應用

                商業化生產的晶體硅太陽能電池通常采用多晶硅材料。硅片經過腐蝕制絨, 再置于擴散爐石英管內, 用POCl3 擴散磷原子, 以在p型硅片上形成深度約015μm 左右的n 型導電區, 在界面形成pn結。隨后進行等離子刻蝕刻邊, 去除磷硅玻璃。接著在受光面上通過PECVD制作減反射膜, 并通過絲網印刷燒結工藝制作上下電極。

                晶體硅電池片生產中的擴散工藝用到POCl3 和O2。減反射層PECVD工藝用到SiH4、NH3 , 刻蝕工藝用到CF4。其發生的化學反應分別為:

                POCl3 +O2 → P2O5 +Cl2

                P2O5 + Si → SiO2 + P

                SiH4 + NH3 → SiNx:H +H2

                CF4 + O2 + Si → SiF4 + CO2


              3、薄膜太陽能電池生產工藝和氣體應用

                商業化生產的薄膜太陽能電池分為非晶硅( a2Si) 薄膜和非晶/微晶硅( a2Si /μc2Si) 疊層薄膜。后者對太陽光的吸收利用更充分。其生產工藝是在玻璃基板上制造透明導電膜( TCO) 。一般通過濺射或LPCVD的方法。然后再通過PECVD方法沉積p型、i型和n型薄膜。再用濺射做背電極。

                非晶硅太陽能電池在LPCVD沉積TCO工序用到DEZn、B2H6 ; 非晶/微晶硅沉積工序用到SiH4、PH3 /H2、TMB /H2、CH4、NF3 等。其發生的化學反應分別為:

                Zn (C2H5 ) 2 + H2O → C2H6 + ZnO

                SiH4 + CH4 → a2SiC: H + H2

                     SiH4 → a2Si: H 


              綜上所述,在太陽能電池的制造中,特種氣體具體應用于P/n半導體的制造、擴散工藝和CVD技術(化學氣相沉積)等方面,可以說是非常重要,但,大多數特種氣體是易燃易爆、劇毒、腐蝕性等危險氣體,所以特種氣體的需要通過超高純特氣管道系統來輸送使用。


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