電池的特殊工藝課件

電池的特殊工藝(復(fù)習(xí))2011.05.02主要特殊工藝絨面的制備擴散方法的改進制作背面場金屬電極的制作透明電極的制作一、絨面的制備1、絨面介紹外貌類似“倒金字塔”狀的一個個小錐體是由相交晶面形成的。絨面電池的硅表面通常平行于（100）面，倒金字塔由（111）面相交而成。配一副圖片教材P82缺點：絨面工藝過程操作增加難度絨面能吸收所有波長的光，使電池表面的溫度升高，降低電池效率表面制備金屬電極難度加大，會消耗更多的金屬材料一、絨面的制備制備原理：硅的各向異性腐蝕劑通常采用堿性溶劑。在氫氧化鈉、氫氧化鉀、聯(lián)氨、乙二胺或硅酸鈉的水溶液里，水是氧化劑。添加醇類能起絡(luò)合作用，如異丙醇、n-丙醇、仲丁醇或鄰苯二酚。在高濃度的堿、聯(lián)氨的水溶液中，氧化與絡(luò)合兩種作用同時存在一、絨面的制備腐蝕液對不同晶面的腐蝕速率差別很大，<100>方向的腐蝕速率比<111>方向的腐蝕速率高達10倍以上。在水、乙二胺、鄰苯二酚腐蝕劑中，（100）、（110）和（111）的腐蝕速率分別近似于50：30：3（微米/小時）。一、絨面的制備制備方法二:19%的氫氧化鉀水溶液中，在80℃時腐蝕120分鐘，腐蝕速率為0.59微米/分。腐蝕深度可達71微米。一、絨面的制備制備方法三:0.7~1.0%的氫氧化鋰水溶液，用無水乙醇作為分散劑，溫度大于90℃，腐蝕6分鐘以上，可得黑色均勻的絨面。一、絨面的制備制備方法四:腐蝕液中氫氧化鈉與異丙醇的質(zhì)量配比為1：7，配制濃度合適的NaOH溶液（濃度在2~3%之間左右，原因如下：由于硅表面的平均反射率與少數(shù)載流子的壽命是判斷單晶硅絨面制作成功的主要參數(shù)，通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)：在90℃的條件下，單晶硅片表面的平均反射率在NaOH的濃度為2%時最低，降低到16%。同時，NaOH的腐蝕液質(zhì)量的濃度越大，載流子的壽命就越高，在質(zhì)量濃度為3%的NaOH腐蝕液在90℃腐蝕20min所得的載流子壽命最長，為0.8994us。）一、絨面的制備離子注入概述最早應(yīng)用于原子物理和核物理研究提出于1950’s1970’s中期引入半導(dǎo)體制造領(lǐng)域離子注入離子注入是另一種對半導(dǎo)體進行摻雜的方法。將雜質(zhì)電離成離子并聚焦成離子束，在電場中加速而獲得極高的動能后，注入到硅中（稱為“靶”）而實現(xiàn)摻雜。離子注入定義離子注入與擴散的比較擴散離子注入離子注入控制離子束流密度和注入時間控制雜質(zhì)濃度（注入離子劑量）離子能量控制結(jié)深雜質(zhì)分布各向異性ImplantationProcess:WellImplantation三、制作背面場背面場通過摻雜的方式在電池背面建立一個重摻雜區(qū)，重摻雜區(qū)和較輕摻雜的體區(qū)之間的界面能夠起到低復(fù)合速度表面的作用。背面場的特點：（1）重摻雜區(qū)和較輕摻雜的體區(qū)之間的界面具有低復(fù)合速度（2）背電極的接觸電阻大大降低，同時增加電壓與電流的輸出四、金屬電極的制作實驗室常用的蒸鍍（濺射）金屬膜的方法激光刻槽埋柵絲網(wǎng)印刷電鍍法（略）透明電極實驗室制備電極的方法正面電極用電子束蒸發(fā)金屬鈦電子束蒸發(fā)金屬鈀電子束蒸發(fā)金屬銀背面電極用電子束蒸發(fā)金屬鈦電子束蒸發(fā)金屬鋁四、金屬電極的制作(2)激光刻槽埋柵這種方法是在表面受到保護的輕摻雜基體上，用激光或者機械的方法刻劃出電極槽，經(jīng)過清洗之后對電極槽區(qū)域進行重摻雜，最后將不同合金按照不同順序澆注到電極槽內(nèi)形成電極。用這種方法優(yōu)點：a.電極寬度很窄（２０～２５μｍ）；b.具有很低的表面覆蓋率，增加光照面積；c.具有高的縱深比，能夠更好地吸收載流子。（3）絲網(wǎng)印刷絲網(wǎng)印刷基本上從古老的絲網(wǎng)面料印刷發(fā)展而來——運用導(dǎo)電漿料像絲網(wǎng)面料印刷那樣印刷后燒結(jié)而成，是晶體硅太陽能電池的工業(yè)生產(chǎn)電池電極制作的常用方法。四、金屬電極的制作絲網(wǎng)印刷電池的特點沒有化學(xué)廢物需要處理速度