多晶太陽能電池制絨工藝優化

閆英麗 寇繼成

1．英利能源（中國）有限公司 河北保定 071051 2．通威太陽能（成都）有限公司 四川成都 610000

在分析多晶硅電池絨面性質的時候，主要就是借助酸溶液腐蝕法來進行分析，具體包括對于腐蝕液中化學藥液比例的調整，反應時間的控制，借助先進的設施和技術來分析腐蝕液的改變對于電池性能的影響。通過實驗可以看出，生產多晶硅片，酸腐蝕液體刻蝕可以發揮一個良好的效果，要是超出了固定的范圍，就需要進行維護或者是重新配置藥液，防止影響到電池的性能。

1 太陽能電池用多晶硅材料生產現狀

1.1 多晶硅材料工藝技術現狀

近些年來，國內各個多晶硅企業不斷加大多晶硅工藝技術的研發力度，通過工藝優化和技術改造，很好地解決了多晶硅生產過程中遇到的一些瓶頸，大大降低了多晶硅材料生產成本以及大大提升了多晶硅材料的生產能力。根據相關數據信息顯示，截至2017 年上半年，多晶硅光伏產業的平均還原電耗由2009 年的120 千瓦時/公斤降至目前的45 千瓦時/公斤以下，下降幅度達到了62．5%;平均綜合電耗由180 千瓦時/公斤降至目前的70千瓦時/公斤以下，下降幅度達到了61．1%。而部分多晶硅企業的還原電耗和綜合電耗甚至下降到了40 千瓦時/公斤和60 千瓦時/公斤以下，這些數據都體現出了我國目前的多晶硅工藝技術已經處于國際領先水平[1-2]。

1.2 多晶硅材料產品品質現狀

伴隨多晶硅企業不斷加大多晶硅工藝技術的研發力度，如今國內多晶硅材料的產品品質也不斷提升。國內諸多企業不論是生產規模、生產技術，還是生產成本、生產質量等各個方面都已經接近甚至代表了國際多晶硅行業的領先水平。比如目前國內生產的太陽能級多晶硅產品就可以完全滿足國內單晶硅片、多晶硅片的品質需求。

2 多晶硅太陽能電池制絨實驗

2.1 多晶硅制絨實驗理論

多晶硅和酸的腐蝕理論屬于各向同性腐蝕，和晶體的晶向有著一定的聯系，酸刻蝕制絨能夠顯著提升VOC 值，借助酸刻蝕溶劑能夠去除掉表面損傷的部分，可以發揮一個良好的制絨面效果，常見的酸腐蝕溶液主要成分包括氟化氫和硝酸混合溶液，在反應的過程中，硅表面產生氧化反應生成二氧化硅，之后被氟化氫腐蝕，不過氟硅酸屬于一種絡合物，不溶于水，主要的表面就是一層透明薄膜。

3 藥液周期壽命對比

3.1 實驗過程

取原硅片按照晶向均分6 組，在生產線中按不同時期投入，維持溫度、傳輸帶速等條件不變，硅片放入RINA 制絨設備制絨，隨后將多晶硅片放入（三氯氧磷）溫度950℃高溫爐中90min，其間通入氧氣，通過擴散工藝形成PN 結，發射極方塊電阻約95Ω／cm2；利用濕法刻蝕槽清洗硅片，以去除磷硅酸鹽玻璃，并用大量去離子水沖洗；利用PECVD 工藝進行氮化硅薄膜沉積，在硅片表面形成減反層；最后利用銀鋁漿印刷背電極、鋁漿印刷背電場、銀漿印刷正面電極，并進行烘干與燒結，使硅片表面與印刷電極之間形成歐姆接觸[3]。

3.2 結果分析

通過分析能夠看出，要是電池的產量小于120 萬片，制絨藥液不會對電池造成較大的影響，其中藥液制絨量大于140 萬片的時候，電池填充因子會顯著減少，整體的效率會受到較大的影響。由于多晶硅片在接受酸溶液制絨之后，會產生亞硝酸，多晶硅片反應次數的增加，溶液硅酸濃度會顯著提升，溶液里面化合物比較容易產生難以控制的氧化反應[4]。

其中腐蝕電池量在60-120 萬片左右的時候，電池效率最高，大于這個數值，電池效率就會降低。由于藥液里面的反應僅僅剩下雜質，這些雜質不溶于酸，而且不溶于水，制絨效果很難滿足工業多晶硅片制絨的需求。因為酸腐蝕槽中藥液要是放置的時間較長，酸液會揮發，酸性很難保持一開始的狀態，如此整體的制絨效果較差，電池性能會受到較大的影響。因此車間制絨藥液需要經過一定數量制絨之后，要再次進行配置[5-6]。

4 結語

總的來說，現階段國民經濟持續進步，我國太陽能電池用多硅晶材料的生產技術變得越來越完善，相關的產品質量也在不斷提升，一部分多晶硅企業甚至具備了世界領先的水平。不過在這個時期雖然獲得了一定的成就，還是需要積極地進行創新，增強對于制絨工作的重視，確保可以促進多晶硅電池的發展和進步，確保能夠有效地應對能源危機問題。