多晶硅是由定向凝固的方法鑄造而成的，它的結(jié)晶速度和生產(chǎn)能力均比單晶硅片的制造快許多。目前單一多晶硅的鑄造爐的容量已超過270公斤。由于晶界的存在和晶體生長速度很快，多晶硅片的質(zhì)量的均勻性較差，如晶粒大小不一樣，晶界處雜質(zhì)和缺陷濃度較高等。加之多晶硅晶粒晶向的不一致性，不能采用各向異性的化學(xué)腐蝕方法形成有效的絨面，因此在很長一段時(shí)間內(nèi)多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率比單晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率低很多。近年來，隨著人們對(duì)多晶硅材料的理解的不斷加深，對(duì)多晶硅材料的處理和電池工藝作了大量的改進(jìn)，從而使多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率得到了迅速的提高。大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率也能達(dá)到14%以上。多晶硅電池轉(zhuǎn)換效率的大幅度提高主要?dú)w功于磷擴(kuò)散和鋁背場的吸雜效應(yīng)以及氮化硅減反射膜中氫原子對(duì)多晶硅材料中缺陷的鈍化作用。3.3技術(shù)發(fā)展趨勢盡管近年來太陽能電池行業(yè)發(fā)展迅速，但是該行業(yè)進(jìn)一步大規(guī)模發(fā)展取決于制造成本的進(jìn)一步降低。表1顯示了制造成本與電池轉(zhuǎn)換效率之間的關(guān)系。分析表1的內(nèi)容得出以下結(jié)論：要將電池的生產(chǎn)成本降低到1美元/Wp以下，電池的轉(zhuǎn)換效率必須要高于18%，并要求生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)能力高。表一350（$/m2）300（$/m2）250（$/m2）200（$/m2）150（$/m2）10%$3.5$3.0$2.5$2.0$1.512%$3.0$25$2.08$1.67$1.2515%$2.33$2.0$2.0$1.33$1.018%$2.05$1.67$1.67$1.11$0.83CostEff

多晶硅太陽電池技術(shù)

由于多晶硅具有比單晶硅相對(duì)低的材料成本，且材料成本隨著硅片的厚度而降低，同時(shí)多晶硅片具有跟單晶硅相似的光電轉(zhuǎn)換效率，多晶硅太陽電池將進(jìn)一步取代單晶硅片的市場。因此太陽電池的技術(shù)發(fā)展的主要方向之一是如何采用大規(guī)模生產(chǎn)的工藝，進(jìn)一步提高多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率。針對(duì)目前多晶硅電池大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)，提高轉(zhuǎn)換效率的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：I.

高產(chǎn)出的各向同性表面腐蝕以形成絨面。II.

簡單、低成本的選擇性擴(kuò)散工藝。III.

具有創(chuàng)新的、高產(chǎn)出的擴(kuò)散和PECVDSiN淀積設(shè)備。IV.

降低硅片的厚度。V.背電極的電池結(jié)構(gòu)和組件。

對(duì)于絲網(wǎng)印刷電池，發(fā)射結(jié)表面的擴(kuò)散濃度至少達(dá)到1020/cm2，

發(fā)射結(jié)的深度至少為0.3～0.4μm。這兩個(gè)參數(shù)是保證絲網(wǎng)印刷電結(jié)可靠工作的主要因素。降低發(fā)射結(jié)的擴(kuò)散濃度能提高電池在短波段的光譜響應(yīng)，但是，由于接觸電阻可能增大，從而導(dǎo)致電池轉(zhuǎn)換效率一致性的下降，為此，選擇性擴(kuò)散（即電池電極下的擴(kuò)散濃度較濃）便顯得尤為重要，這種方法也許不能增加電池的轉(zhuǎn)換效率，但是會(huì)降低電池的接觸電阻，從而保證產(chǎn)品有較好的一致性。表面絨面對(duì)提高電池的轉(zhuǎn)換效率起著重要的作用，它不但降低了表面反射，并且增加了光陷阱以及光生載流子的收集。由于各向異性化學(xué)腐蝕不能在多晶硅片的表面形成有效的絨面，人們采用了各種方法試圖有效地減少多晶硅電池表面的反射。如機(jī)械刻槽、離子反應(yīng)腐蝕、多孔硅、低成本選擇性干腐或濕腐以及各向同性化學(xué)腐蝕等。其中各向同性酸腐蝕方法最為簡單，且在不增加任何工藝步驟的情況下形成有效的低成本的絨面，比較適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的要求。圖9顯示了各向同性酸腐蝕形成的絨面。

圖9多晶硅材料隨著其供應(yīng)商的不同而差異很大，這對(duì)電池生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量的控制帶來很多不便。然而減少電池表面的復(fù)合率和改善體內(nèi)質(zhì)量是提高電池轉(zhuǎn)換效率的重要手段。等離子體化學(xué)氣相沉積（PECVD）氮化硅薄膜是很理想的電池表面減反射膜，同時(shí)也提供了較為理想的電池表面和體內(nèi)鈍化。目前，有兩種等離子體化學(xué)沉積技術(shù)被廣泛用于氮化硅的淀積工藝，一種是遠(yuǎn)程PECVD，另外一種是直接PECVD。前者在淀積氮化硅的過程中，對(duì)電池表面的損傷幾乎可以忽略。因此對(duì)電池表面的鈍化效果較為理想，而直接PECVD對(duì)電池表面的損傷較大，所以對(duì)表面的鈍化效果不佳，但是電池表面損傷層能增強(qiáng)氫原子在硅材料體內(nèi)的擴(kuò)散，從而加強(qiáng)了電池體內(nèi)鈍化效果，然而直接PECVD對(duì)電池表面損傷在高溫處理中（700℃）能得到恢復(fù)。

電池鋁背場已被很多電池制造商應(yīng)用于絲網(wǎng)印刷太陽能電池制造技術(shù)。大約20μm厚的鋁漿通過絲網(wǎng)印刷方法沉積到電池的背面，在高溫?zé)Y(jié)過程中，鋁和硅形成共晶合金，如果燒結(jié)溫度高于800℃，鋁在硅內(nèi)的摻雜濃度會(huì)高達(dá)5×1018/cm3,而硅片襯底的摻雜濃度只在2×1016/cm3左右，從而在鋁背場和襯底之間形成高/低結(jié)，有效地阻止了少數(shù)載流子向電池的背面擴(kuò)散，降低了電池背表面的復(fù)合速率。鋁背場可將電池背面的復(fù)合速率降低到200cm/s以下，此外，硅鋁合金能對(duì)硅片進(jìn)行有效地吸雜。綜合以上的工藝，大規(guī)模生產(chǎn)的多晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)14%以上，已接近單晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率。四、工藝介紹高效單晶硅太陽電池工藝流程如下：

去除損傷層表面絨面化發(fā)射區(qū)擴(kuò)散邊緣結(jié)刻蝕PECDV沉積SiN

絲網(wǎng)印刷正背面電極漿料共燒形成金屬接觸電池片測試。

4.1絨面制備硅片采用0.5~2Ω.cm，P型晶向?yàn)椋?00）的單晶硅片。利用氫氧化鈉溶液對(duì)單晶硅片進(jìn)行各向異性腐蝕的特點(diǎn)來制備絨面。當(dāng)各向異性因子=10時(shí)（所謂各向異性因子就是（100）面與（111）面單晶硅腐蝕速率之比），可以得到整齊均勻的金字塔形的角錐體組成的絨面。絨面具有受光面積大，反射率低的特點(diǎn)?？商岣邌尉Ч杼栯姵氐亩搪冯娏?，從而提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率。(見圖13)圖(13)單晶硅片絨面形狀

金字塔形角錐體的表面積S0等于四個(gè)邊長為a正三角形S之和S0=4S=4×a×a=a2由此可見有絨面的受光面積比光面提高了倍即1.732倍。（見圖14）圖（14）a當(dāng)一束強(qiáng)度為E0的光投射到圖中的A點(diǎn)，產(chǎn)生反射光Φ1和進(jìn)入硅中的折射光Φ2。反射光Φ1可以繼續(xù)投射到另一方錐的B點(diǎn)，產(chǎn)生二次反射光Φ3和進(jìn)入半導(dǎo)體的折射光Φ4；而對(duì)光面電池就不產(chǎn)生這第二次的入射。經(jīng)計(jì)算可知還有11%的二次反射光可能進(jìn)行第三次反射和折射，由此可算得絨面的反射率為9.04%。（見圖15）圖（15）20多年來單晶硅太陽電池商品化過程中，為提高太陽電池效率和降低制造成本優(yōu)化絨面工藝一直沒有停止過。以致出現(xiàn)了晶片絨面化的材料供應(yīng)商。尚德太陽能電力有限公司在制絨過程中，對(duì)傳統(tǒng)制絨工藝進(jìn)行改革，有所創(chuàng)新，所制絨面顏色均勻一致無花籃印、白邊、雨點(diǎn)印跡，反射率曲線（見圖16）。

圖（16）

4.2發(fā)射區(qū)擴(kuò)散采