不同添加剂对单晶快速制绒效果影响的研究【字数：9096】
摘 要目前太阳能电池单晶硅片的制绒工艺已比较成熟,制绒过程中最常使用的是利用低浓度碱液腐蚀硅片制备单晶硅绒面。但大多数制备方法的制绒时间都比较长,制绒工艺包括清洗以及烘干时间为40分钟到60分钟（制绒时间为15到20 分钟）。为了提高生产效率，快速制绒逐渐替代了常规制绒。在快速制绒之中添加剂起着重要的作用。本文主要研究了时创和三峰两个品牌的添加剂对单晶快速制绒效果的影响；分析采用不同添加剂所得绒面的腐蚀量和反射率、腐蚀时间、电池片成品的电性能，发现三峰添加剂制绒后的腐蚀量比时创添加剂制绒后的腐蚀量相差不多，但三峰制绒的比时创制绒后的反射率更低，腐蚀时间更短，电池片成品的电性能更好。
目录
1．绪论 1
1.1 太阳能电池的发展和现状 1
1.2 太阳能电池的前景 1
2．太阳能电池的理论基础 2
2.1太阳能电池的发电原理 2
2.2太阳能电池的生产工艺流程 2
2.2.1制绒 2
2.2.2扩散 3
2.2.3刻蚀 4
2.2.4 热氧化 5
2.2.5 PECVD 5
2.2.6激光 5
2.2.7丝网印刷 6
3.制绒工序内容 7
3.1制绒添加剂抑制原理 7
3.2制绒设备简介 7
3.3制绒各槽作用 8
3.4反射率测试设备 9
4.不同添加剂对单晶快速制绒效果的研究 11
4.1实验的设计 11
4.2两种添加剂的组合成分 11
4.3两种添加剂制绒时间的确定 12
4.4添加剂小样实验 12
4.5添加剂中样实验 13
4.6添加剂大样实验 14
4.7添加剂小中大样实验的对比结果 16
5.结论 17
参考文献 18
致谢 19
1．绪论
太阳能电池的发展和现状
现如今因为人类的无节制开采，全球有很多能源开始慢慢枯竭[1]，而太阳能无污染，并且市场还有巨大的空间可以提升，于是太阳能开始受到全球各 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
个国家的广泛重视。全球目前有很多公司开始研发和生产太阳能电池。太阳能电池在表面收集太阳光，通过太阳能利用光电效应从而进行光电变换，硅太阳能电池这种半导体电子器件可以有效地吸收太阳能并使通过内建电场将太阳能转化为电能，现在硅电池已经广泛应用在各种发电系统中。目前为止全球已有138个国家普及太阳能电池并应用相关的节能产品,在这138个国家中有95 个国家正进行大规模的太阳能电池生产以及研制开发。从光伏行业开始，我国的太阳能电池行业基本上都是产能过剩，因此，如果中国的太阳能电池行业和相关产业密切结合，挖掘太阳能电池的广阔用途，那么光伏行业就会有一个多元化的消费市场。未来几年我国太阳能电池行业产能将继续扩大，预计到2022年我国太阳能行业产能将达到100GW。
太阳能电池的前景
因为传统能源会对环境有很大的污染，环境的污染和温室效应的问题越来越严重，严重情况下还有可能对人类身体带来伤害，而且新时代对能源的需求越来越多，但是传统能源慢慢走向了枯竭，于是人类开始开发和利用对清洁能源（太阳能）。目前政府开始推行绿色发展观的理念并推出一些相应的政策来扶持发展光伏行业，在国家政府政策下，我国的光伏企业迅速发展了起来，当前光伏行业正在快速发展，规模慢慢发展壮大，逐渐取代传统能源而成为新能源的主流。
2．太阳能电池的理论基础
2.1太阳能电池的发电原理
光伏电池：利用半导体材料参杂后形成的内建电场从而形成回路的应,将太阳能转换成电能的装置[2].
太阳能电池片的定义：太阳能电池原理主要是以掺硼后的半导体材料硅为基体，利用扩散机制在硅晶体中掺入磷杂质，当掺入硼、磷之后，在硅片内部形成一个内建电场，掺硼时硅晶体中就会有空穴存在，从而形成n型半导体；掺磷以后，硅晶体中就会有电子存在，从而形成p型半导体。pn结就是p型半导体和n型半导体结合在一起而形成的，当光照照射在硅表面之后， n型半导体中的空穴就会往p型区移动，而p型半导体中的电子就会往n型区移动，从而形成了电流，在pn结中形成内建电场，内建电场存在电势差，从而形成了电源。
2.2太阳能电池的生产工艺流程
2.2.1制绒
制绒的目的一方面是为了去除切割后在硅片表面形成的机械损伤层[3]，另一方面是为了清除切割时残留在表面的油污，制绒还可以形成起伏不平的如图1的绒面，利用陷光原理，尽量多吸收太阳光，提高短路电流，金字塔状的绒面可以增加掺磷形成的N型半导体的面积，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
如图2所示当光照射到硅片表面中一定角度（金字塔理论角度70.5°）的斜面，太阳光会反射到另一角度的斜面，从而能够二次或多次吸收太阳光，增加太阳光照的吸收率。
单晶制绒的制绒原理[4]是利用低浓度碱溶液能够对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌。称为表面织构化，角锥体四面全是由<111>面包围形成。低浓度碱液和硅片的反应为硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气。
图1绒面图 图2 陷光作用
2.2.2扩散
扩散工序是光伏电池制造的核心工序[5]。之所以这么说，是因为扩散工序使得硅片由单纯的半导体变成可以发电的电池，这才使得硅片拥有利用的价值。
扩散微观上可以理解为是由磷原子通过热运动而迁移到硅片晶体里，扩散现象在宏观上表现就是指磷按一定方向运动到硅片表面。
扩散目的是为了形成内建电场从而形成PN结，如图3所示。
扩散形成的内建电场从而形成PN结的思路是使得在硅片半导体的晶体内部的一个区域中基本上是受主杂质（P型：图4），而在半导体内的另外一个区域中基本上是使施主杂质（N型：图5），这样就能在硅片半导体晶体中实现了内建电场从而使得P型半导体和N型半导体的接触 。
需要强调指出：内建电场也就是我们说的PN结，可以分离电子和空穴；但是PN结并不能理解为是简单地将两块不同的半导体触碰在一起就可以形成的。实际上PN结必须是一块完完整整的半导体，其中一部分是P型半导体，另外一部分是N型半导体，PN结内建电场的P型、N型接触是在硅晶体的内部实现的。
目录
1．绪论 1
1.1 太阳能电池的发展和现状 1
1.2 太阳能电池的前景 1
2．太阳能电池的理论基础 2
2.1太阳能电池的发电原理 2
2.2太阳能电池的生产工艺流程 2
2.2.1制绒 2
2.2.2扩散 3
2.2.3刻蚀 4
2.2.4 热氧化 5
2.2.5 PECVD 5
2.2.6激光 5
2.2.7丝网印刷 6
3.制绒工序内容 7
3.1制绒添加剂抑制原理 7
3.2制绒设备简介 7
3.3制绒各槽作用 8
3.4反射率测试设备 9
4.不同添加剂对单晶快速制绒效果的研究 11
4.1实验的设计 11
4.2两种添加剂的组合成分 11
4.3两种添加剂制绒时间的确定 12
4.4添加剂小样实验 12
4.5添加剂中样实验 13
4.6添加剂大样实验 14
4.7添加剂小中大样实验的对比结果 16
5.结论 17
参考文献 18
致谢 19
1．绪论
太阳能电池的发展和现状
现如今因为人类的无节制开采，全球有很多能源开始慢慢枯竭[1]，而太阳能无污染，并且市场还有巨大的空间可以提升，于是太阳能开始受到全球各 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
个国家的广泛重视。全球目前有很多公司开始研发和生产太阳能电池。太阳能电池在表面收集太阳光，通过太阳能利用光电效应从而进行光电变换，硅太阳能电池这种半导体电子器件可以有效地吸收太阳能并使通过内建电场将太阳能转化为电能，现在硅电池已经广泛应用在各种发电系统中。目前为止全球已有138个国家普及太阳能电池并应用相关的节能产品,在这138个国家中有95 个国家正进行大规模的太阳能电池生产以及研制开发。从光伏行业开始，我国的太阳能电池行业基本上都是产能过剩，因此，如果中国的太阳能电池行业和相关产业密切结合，挖掘太阳能电池的广阔用途，那么光伏行业就会有一个多元化的消费市场。未来几年我国太阳能电池行业产能将继续扩大，预计到2022年我国太阳能行业产能将达到100GW。
太阳能电池的前景
因为传统能源会对环境有很大的污染，环境的污染和温室效应的问题越来越严重，严重情况下还有可能对人类身体带来伤害，而且新时代对能源的需求越来越多，但是传统能源慢慢走向了枯竭，于是人类开始开发和利用对清洁能源（太阳能）。目前政府开始推行绿色发展观的理念并推出一些相应的政策来扶持发展光伏行业，在国家政府政策下，我国的光伏企业迅速发展了起来，当前光伏行业正在快速发展，规模慢慢发展壮大，逐渐取代传统能源而成为新能源的主流。
2．太阳能电池的理论基础
2.1太阳能电池的发电原理
光伏电池：利用半导体材料参杂后形成的内建电场从而形成回路的应,将太阳能转换成电能的装置[2].
太阳能电池片的定义：太阳能电池原理主要是以掺硼后的半导体材料硅为基体，利用扩散机制在硅晶体中掺入磷杂质，当掺入硼、磷之后，在硅片内部形成一个内建电场，掺硼时硅晶体中就会有空穴存在，从而形成n型半导体；掺磷以后，硅晶体中就会有电子存在，从而形成p型半导体。pn结就是p型半导体和n型半导体结合在一起而形成的，当光照照射在硅表面之后， n型半导体中的空穴就会往p型区移动，而p型半导体中的电子就会往n型区移动，从而形成了电流，在pn结中形成内建电场，内建电场存在电势差，从而形成了电源。
2.2太阳能电池的生产工艺流程
2.2.1制绒
制绒的目的一方面是为了去除切割后在硅片表面形成的机械损伤层[3]，另一方面是为了清除切割时残留在表面的油污，制绒还可以形成起伏不平的如图1的绒面，利用陷光原理，尽量多吸收太阳光，提高短路电流，金字塔状的绒面可以增加掺磷形成的N型半导体的面积，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
如图2所示当光照射到硅片表面中一定角度（金字塔理论角度70.5°）的斜面，太阳光会反射到另一角度的斜面，从而能够二次或多次吸收太阳光，增加太阳光照的吸收率。
单晶制绒的制绒原理[4]是利用低浓度碱溶液能够对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌。称为表面织构化，角锥体四面全是由<111>面包围形成。低浓度碱液和硅片的反应为硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气。
图1绒面图 图2 陷光作用
2.2.2扩散
扩散工序是光伏电池制造的核心工序[5]。之所以这么说，是因为扩散工序使得硅片由单纯的半导体变成可以发电的电池，这才使得硅片拥有利用的价值。
扩散微观上可以理解为是由磷原子通过热运动而迁移到硅片晶体里，扩散现象在宏观上表现就是指磷按一定方向运动到硅片表面。
扩散目的是为了形成内建电场从而形成PN结，如图3所示。
扩散形成的内建电场从而形成PN结的思路是使得在硅片半导体的晶体内部的一个区域中基本上是受主杂质（P型：图4），而在半导体内的另外一个区域中基本上是使施主杂质（N型：图5），这样就能在硅片半导体晶体中实现了内建电场从而使得P型半导体和N型半导体的接触 。
需要强调指出：内建电场也就是我们说的PN结，可以分离电子和空穴；但是PN结并不能理解为是简单地将两块不同的半导体触碰在一起就可以形成的。实际上PN结必须是一块完完整整的半导体，其中一部分是P型半导体，另外一部分是N型半导体，PN结内建电场的P型、N型接触是在硅晶体的内部实现的。
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