多晶硅太阳能电池制作工艺概述

摘　要

大规模开发和利用光伏太阳能发电

, 提高电池的光电转换效率和降低生产成本

是其核心所在，由于近十年人们对太阳电池理论认识的进一步深入、生产工艺的改

进、

IC 技术的渗入和新电池结构的出现，电池的转换效率得到较大的提高，大规

模生产上，多晶硅电池的转换效率已接近单晶硅电池，在非晶硅电池稳定性问题未

取得较大进展时，多晶硅电池受到人们的关注，其世界产量已接近单晶硅，本文对

目前多晶硅太阳电池的工艺发展分别从实验室工艺和规模化生产两个方面作了比较

系统的描述。

                                                   

1 绪论

      众所周知，利用太阳能有许多优点，光伏发电将为人类提供主要的能源，但目

前来讲，要使太阳能发电具有较大的市场，被广大的消费者接受，提高太阳电池的

光电转换效率，降低生产成本应该是我们追求的最大目标，从目前国际太阳电池的

发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料（包括微晶硅

基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。从工业化发展来看，重心已由单晶向多晶方

向发展，主要原因为；

[1]可供应太阳电池的头尾料愈来愈少；[2] 对太阳电池来

讲，方形基片更合算，通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材

料；

[3]多晶硅的生产工艺不断取得进展，全自动浇铸炉每生产周期（50 小时）可

生产

200 公斤以上的硅锭，晶粒的尺寸达到厘米级；[4]由于近十年单晶硅工艺的

研究与发展很快，其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产，例如选择腐蚀发射结、

背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极，采用丝网印刷技术可使栅电

极的宽度降低到

50 微米，高度达到 15 微米以上，快速热退火技术用于多晶硅的

生产可大大缩短工艺时间，单片热工序时间可在一分钟之内完成，采用该工艺在

100 平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过 14％。据报道，目前在 50

～

60 微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过 16％。利用机械刻槽、丝网印刷技术

在

100 平方厘米多晶上效率超过 17％，无机械刻槽在同样面积上效率达到

16％，采用埋栅结构，机械刻槽在 130 平方厘米的多晶上电池效率达到

15.8％。