光生伏*應(yīng)是指半導(dǎo)體在受到光照射時產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象,當(dāng)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合時,在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域里會形成一個特殊的薄層,界面的P型一側(cè)帶負(fù)電,N型一側(cè)帶正電。這是由于P型半導(dǎo)體多空穴,N型半導(dǎo)體多自由電子,出現(xiàn)了濃度差。N區(qū)的電子會擴散到P區(qū),P區(qū)的空穴會擴散到N區(qū)。達(dá)到平衡后,特殊的薄層之間就形成電勢差,終形成P-N結(jié)。P-N結(jié)光生伏*應(yīng)可被用于制作太陽能電池,沒有P-N結(jié)就不能將光能裝換為電能,因此P-N結(jié)是光伏發(fā)電系統(tǒng)中重要的部分。
晶體太陽能電池中的擴散工藝
擴散是太陽能電池片生產(chǎn)工藝中的核心步驟,主要是通過擴散摻雜磷源形成PN結(jié),PN結(jié)是太陽能電池的核心部分,所以擴散工藝步驟是控制太陽能電池品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
對于傳統(tǒng)的常壓擴散,主要是采用管口或者管尾進氣,通過氮氣流將磷源帶到另一端,但是常壓下氣體分子自由程比較小,無法保證磷元素均勻的摻雜在硅片上。
作為當(dāng)前主流的低壓工藝擴散爐具有*的優(yōu)勢,由于在擴散爐工作腔內(nèi)使用真空反應(yīng)環(huán)境(50-200 mbar),氣體分子自由程變大,避免湍流產(chǎn)生,從而提高材料擴散方阻均勻性,為晶硅太陽電池效率進一步提升奠定了基礎(chǔ)。此外,低壓擴散過程中化學(xué)品的利用效率提高,工藝過程中化學(xué)品的用量大幅降低,節(jié)省成本。
低壓擴散中用到的化學(xué)反應(yīng)原理:
4POCl3+3O2=2P2O5+6Cl2↑
2P2O5+5Si=5SiO2+4P↓
接下來給你們看兩個低壓擴散原理圖:
通過真空泵作用,使反應(yīng)腔體處于真空狀態(tài),再通入工藝氣體,擴散過程腔體維持恒定的真空狀態(tài),可以保證腔體內(nèi)磷離子濃度不變。
圖2 工藝氣及載氣通入示意圖
低壓擴散工藝中的關(guān)鍵技術(shù)
從上文擴散工藝的化學(xué)反應(yīng)原理中可以看出,過程中會有中間產(chǎn)物P2O5的生成,它是磷酸的酸酐,極易吸濕潮解而生產(chǎn)偏磷酸,進而生成磷酸,具有很強的腐蝕性,因此對用于不斷抽取含有該腐蝕性工藝氣體的真空泵,提出了很高的耐腐蝕性要求。VACUUBRAND的化學(xué)隔膜泵所有與抽氣介質(zhì)接觸的部件都是由氟塑料或者氟橡膠制成,可以對強酸或者是其他腐蝕性溶劑的起到防護作用。
三明治夾層結(jié)構(gòu)隔膜;泵頭蓋和加緊盤均采用厚壁、鑄造的氟塑料用以支持穩(wěn)定的金屬內(nèi)核;機械部件精密剖光;內(nèi)部管路及連接件加工精度高;這些均確保了可重復(fù)的VACUUBRAND品質(zhì)。
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