電池片的制作工藝

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擴(kuò)散工藝

擴(kuò)散目的

在來(lái)料硅片 P 型硅片的基礎(chǔ)上擴(kuò)散一層 N 型磷源，形成 PN 結(jié)。

擴(kuò)散原理

POCl 3 在高溫下 （ > 600 ℃ ） 分解生成五氯化磷 （ PCl 5 ） 和五氧化二磷 （ P 2 O 5 ）， 其反應(yīng)式如下 ：

5POCl 3=3PCl 5 P 2 O 5

生成的 P 2 O 5 在擴(kuò)散溫度下與硅反應(yīng) ， 生成二氧化硅 （ SiO 2 ） 和磷原子 ， 其反應(yīng)式如下 ：

2P 2 O 5 5Si = 5SiO 2   4PPOCl 3

熱分解時(shí)，如果沒(méi)有外來(lái)的氧（ O 2 ）參與其分解是不充分的，生成的 PCl5 是不易分解的，并且對(duì)硅有腐蝕作用，破壞硅片的表面狀態(tài)。但在有外來(lái) O2 存在的情況下， PCl 5 會(huì)進(jìn)一步分解成 P2O 5 并放出氯氣（ Cl 2 ）其反應(yīng)式如下：  

4PCl 5 5O 2=2P 2 O 5 10Cl 2  

生成的 P 2 O 5 又進(jìn)一步與硅作用，生成 SiO 2 和磷原子，由此可見(jiàn)，在磷擴(kuò)散時(shí)，為了促使 POCl3 充分的分解和避免 PCl 5 對(duì)硅片表面的腐蝕作用，必須在通氮?dú)獾耐瑫r(shí)通入一定流量的氧氣。就這樣 POCl 3 分解產(chǎn)生的 P 2 O 5 淀積在硅片表面， P 2O 5 與硅反應(yīng)生成 SiO 2 和磷原子，并在硅片表面形成一層磷 - 硅玻璃，然后磷原子再向硅中進(jìn)行擴(kuò)散。

2. 短路電流

在一定的溫度和輻照條件下，太陽(yáng)電池在端電壓為零時(shí)的輸出電流，通常用 I sc 來(lái)表示。

將 PN 結(jié)短路（ V=0 ），因而 IF=0 ，這時(shí)所得的電流為短路電流 Isc ，顯然有： I sc =  I L   ， I sc 與太陽(yáng)電池的面積大小有關(guān)，面積越大，   I sc 越大。 I sc 與入射光的輻照度成正比。

3. 功率點(diǎn)

在太陽(yáng)電池的伏安特性曲線上對(duì)應(yīng)大功率的點(diǎn)，又稱佳工作點(diǎn)。

4. 工作電壓

太陽(yáng)電池伏安特性曲線上大功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓。通常用 V m 表示

5. 工作電流

太陽(yáng)電池伏安特性曲線上大功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電流。通常用 I m 表示

6. 轉(zhuǎn)換效率

受光照太陽(yáng)電池的大功率與入射到該太陽(yáng)電池上的全部輻射功率的百分比。   η = V m  I m  / A t

P in 其中 V m 和 I m 分別為大輸出功率點(diǎn)的電壓和電流， A t 為太陽(yáng)電池的總面積， P in 為單位面積太陽(yáng)入射光的功率。

7. 填充因子

太陽(yáng)電池的大功率與開(kāi)路電壓和短路電流乘積之比，通常用 FF 表示：   FF = I m V m / I sc V oc

I sc V oc 是太陽(yáng)電池的極限輸出功率， I m V m 是太陽(yáng)電池的大輸出功率，填充因子是表征太陽(yáng)電池性能優(yōu)劣的一個(gè)重要參數(shù)。

8. 電流溫度系數(shù)

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被測(cè)太陽(yáng)電池溫度每變化 1 0 C   ，太陽(yáng)電池短路電流的變化值，通常用 α 表示。對(duì)于一般晶體硅電池   α = 0.1%/ 0 C 。

9. 電壓溫度系數(shù)

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被測(cè)太陽(yáng)電池溫度每變化 1 0 C   ，太陽(yáng)電池開(kāi)路電壓的變化值，通常用 β 表示。對(duì)于一般晶體硅電池   β  = - 0.38%/ 0 C 。