(7)制作上下电极:用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极,然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。
(8)制作减反射膜:为减少入反射损失,要在硅片表面上复盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2,SiO2,Al2O3,SiO,Si3N4,TiO2,Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法,溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。
由此可见,太阳能电池芯片的制造采用的工艺方法和半导体器件基本相同,生产的工艺设备也基本相同,但工艺加工精度远低于积体电路芯片的制造要求,这为太阳能电池的规模生产提供了有利条件。
单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的芯片,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的芯片,则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要体现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大型积体电路的要求更高,硅的纯度一定要达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度为十二个9的单晶硅。单晶硅是电子电脑、自动控制系统等现代科学技术中必不可少的基本材料。
高纯度硅在石英中提取,以单晶硅为例,提炼要经过以下过程:石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。
冶金级硅的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%,但半导体工业用硅还一定要进行高度提纯(电子级多晶硅纯度要求11个9,太阳能电池级只要求6个9)。而在提纯过程中,有一项“三氯氢硅还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握,由于没这项技术,我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了,不仅提炼成本高,而且环境污染很严重。我国每年都从石英石中提取大量的工业硅,以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国,而这些国家把工业硅加工成高纯度的晶体硅材料,以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能企业。
得到高纯度的多晶硅后,还要在单晶炉中熔炼成单晶硅,以后切片后供积体电路制造等用。
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