单晶技术

江雨微

编辑的一点单晶运用知识，希望大家多提意见。



























一.光伏产业连流程（SIO2到组件）？
答：矿石材料→清洗→还原SI(MG)→提纯SI(SG)→{1.参杂单晶硅锭（常用方法CZ)→滚圆、切片（单晶硅片）2.参杂多晶硅棒（常用方法MC)→开方、切片（多晶硅片）}→制绒{1.单晶硅：各向异性（碱性溶液腐蚀）2.多晶硅：各向同性（酸性溶液腐蚀）}→制P-N结→去周边→去PSG→渡减反射膜→印刷电极→高温烧结→测试→分选→太阳能组件→正面焊接、检测→背面串接、检测→清洗玻璃→层压→去周边、装边框→焊接接线→高压测试、组件测试→外观检测、包装。
二.单晶制绒工艺控制因素？
答：单晶制绒首先进行粗抛，在其过程中控制因素有：碱溶液的浓度，制绒时间，制绒的温度，异丙醇（IPA）的加入量。
三.单晶硅、多晶硅、带硅、非晶硅薄膜、多晶硅薄膜，各种材料的出现的原因及目的？
答：由于电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急能源紧缺问题，出现太阳能电池。1.单晶硅的出现，由于归案电转换效率高。2.多晶硅的出现，由于单晶电池成本较高而多晶电池成本相对较低。3.带硅的出现，相对于减少硅片加工的工艺，节约硅材料，降低成本。4.非晶硅薄膜的出现，由于硅太阳能吸收层只需28um左右就可以吸收大部分能量其余只起支撑作用，这样：浪费材料成本;降低少数载流子寿命降低光电转换效率。5.多晶硅薄膜的出现，由于非晶硅薄膜光电转换效率较低，且有光质衰减而多晶硅薄膜既具有晶体硅电学特性又有非晶硅薄膜成本，设备简单等优点。
四.简单叙述开放切片工艺过程，存在哪些影响因素，如何减少掉片风险？
答：硅锭，蒋硅锭进行表面抛光
  开房、利用线锯切割技术得到小立方
  清洗、将硅片和玻璃放入超生清洗机里清洗干净，并用酒精擦干
  黏胶、按比例去一定的胶后清理余胶
  切片、最短面为粘胶面，长面为切面
  影响因素：切割液的浓度，温度，平板平整度、切割线的直径、玻璃的选取、黏胶面的选取
  减少掉片的措施：1胶要搅拌足够的均匀，至少12小时以上 2托板没有损伤变形突起 3胶要固化四小时以上才能拿去切片4切割也不能放很长时间，浓度不能偏高也不能偏低。5搅拌时不能伴有气泡6线弓不能过大也不能过小，过大导致切割线易断，过小是TTV增加，切割线也会给硅片带来划伤。
五.简述单晶多晶当中的O N C H 金属杂质的影响因素，如何减弱？
答：O的影响  形成热施主、新施主、氧沉淀、原生氧沉淀、硼氧复合体。控制因素：短时间在550度以上热处理655度可以消除热施主效应，将晶体在1300度热处理1到2小时沉淀溶解，减少氧的来源
  单晶中氮的来源，坩埚喷涂。
  氮的影响：氮能促进氧沉淀的形成，形成SIxNy导致晶界缺陷，形成N-O复合体。控制因素：处理好坩埚喷涂，减少氮的来源。
  单晶多晶C的来源，电极材料，原料。C的影响：形成异质核心，C沉淀漏电增加击穿电流下降，C促进氧沉淀形成形成氧沉淀核心降低界面能。控制因素：控制材料中C的来源，采用石墨电极。
  单晶多晶H的影响：H主要作用是钝化，晶界位错、杂质、悬挂键、降低晶界态密度。
  单晶多晶金属杂质的来源：原料、环境、加工过程中。
  金属杂质的影响：成为复合中心，使晶界层错、位错降低少子寿命。减弱方法：减少来源，热处理，外吸杂在硅片表面制造机械损伤层引起晶体缺陷从而吸引杂质到达表面的目的。一般用P吸杂或AL吸杂：P吸杂，一般结合扩散制备P-N结扩散P在背面形成P中参杂，吸除金属杂质，最后去除重参层以达到去除金属杂质的目的。AL吸杂一般用溅射、蒸发技术下热处理使形成硅铝合金。从而达到吸杂作用。
六.直拉单晶硅，铸造多晶硅工艺过程？
答：原料→粉碎硅料→干过喷涂→装料参杂→抽真空→加热化料→种晶→缩颈→放肩→等径→收尾→退火→冷却→完成。
  铸锭多晶硅：硅料酸碱清洗、坩埚处理、坩埚喷涂、坩埚烘干、装料参杂、抽真空、加热（1540）、熔化（1430）、长晶（1370）、退火（900）、冷却（400）、出锭。
七.单晶制绒工艺？
答：单晶制绒是利用各向异性腐蚀特性，在硅片表面刻出类似于倒金字塔或蜂窝状结构。
  目的：利用陷光原理减少光的反射提高短路电流，增加P-N结面积。
  工艺粗抛、清洗、碱腐蚀、HCL清洗、HF清洗。
  原理：粗抛。
  目的：粗抛去机械损伤层。
  清洗：清洗去除杂质。
  碱腐蚀：刻出类似倒金字塔或蜂窝状结构。
  HCL作用：中和碱液，去除表面杂质。
  HF作用：去除SIO2。
八.纯硅带隙1.102，硅带隙1.12，Ge带隙0.67，a-si带隙2.8~3.2，cap带隙2.26，都是间接带隙。
  Se带隙1.74，Te带隙0.32,GaN带隙3.5，Inp带隙1.35，GaAs带隙1.43，Insb带隙0.18,CdS带隙2.4，CdSe带隙1.7，CdTe带隙1.4.
九.TPT:聚氟乙烯复合膜。1.APCVD常压化学气相层积。2.LPCVD低压化学气相层积。3.PECVD等离子体化学气相层积。4.MOCVD金属有机物化学气相层积。5.RTCVD快速热化学气相层积。6.HWCVD热丝化学气相层积。7.PCVD光子化学气相层积。
     太阳第池发电原理   
    p-n结形成；（1）p型和n型半导体成中性（2）p型半导体的多子是空穴n型半导体多子是电子（3）当p型半导体与n型相连时由于p-n结中不同区域载流子形成浓度梯度p型半导体材料中过剩的空穴通过扩散作用流至n型半导体中同理，n型过剩电子通过扩散流至p型中，电子和空穴离开杂质原子 ，固定在晶格内的杂质院子发生电离，因此在结区周围建立一个电场阻止电子和空穴 扩散，电场所在区域及耗尽区域或者空间电荷，称p-n结，在交界面电子扩散运动经过复合出现空间电荷。半导体经光照，产生光传导现象时，产生载流子位置不同并不均匀，由于内部载流子，因扩散飘移产生电子，空穴分布不平衡产生电动势。 从而产生电力。

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