《[精选]太阳电池材料及其生产基础概述.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[精选]太阳电池材料及其生产基础概述.pptx（29页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、半导体生产与洁净度太阳电池材料与生产基础微电子的开展史微电子的开展史集成电路的开展集成电路的开展1、1904年和1906年真空二极管和真空三极管的问 世；2、1950年世界上第一个结型晶体管诞生；3、1958年世界上第一块集成电路研制成功；4、公司将集成电路参 事用途带入民用领域。1.1951年在贝尔实验室诞生；2.60年代用于航天领域，转换效率为10%；3.70年代技术迅速开展，使用于民用领域；转换效率为20%；4.90年代在规模生产，效率不断提高；销售量以每年25%的速度递增。微电子的开展史微电子的开展史太阳能电池的开展太阳能电池的开展半导体基本知识半导体基本知识定义1.导体：能导电的物体
2、；如：银、铜、铝等2.绝缘体：不容易导电的物体；如：橡皮、塑料、玻璃等3.半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物体。如：锗、硅、硒等半导体的特性半导体的特性有两种载流子电子和空穴。纯洁的不含杂质的半导体称本征半导体中有一个电子就必然有一个空穴。即电子和空穴的数量相等。电子空穴本征半导体示意图半导体的导电性半导体的导电性 与导体和绝缘体不同，半导体的导电性能受温度的影响很大。当温度升级1时，它的电导率就要增加百分之几到百分之十几，这是由于半导体中的本征载流子随温度升高而增加的缘故。而导体和绝缘体的电导率随温度的变化却很小。型半导体型半导体掺入杂质锑或磷、砷之类：新产生的电子数量远远超过原来未掺
3、入杂质前的电子或空穴的数量。电子的数目以压倒多数超过空穴，导电作用主要由电子来决定，电子称为“多数载流子，空穴称“少数载流子。这种类型半导体叫电子型半导体，简称n型半导体。电子空穴n型半导体示意图型半导体型半导体掺入杂质铟或铝、硼之类：这块半导体中会产生许多新的电子和空穴。空穴的数目以压倒多数超过电子，导电作用主要由空穴来决定，空穴是多数载流子，电子是少数载流子。这种类型半导体叫空穴型半导体，简称p型半导体。电子空穴p型半导体示意图型半导体的工作原理 n型半导体的多数载流子电子在电场作用下向外加电压的“正端移动，而少数载流子空穴在电场作用下向外加电压的“负端移动，在半导体内构成电流。电流方向与
4、带负电的电子运动方向相反。n型半导体空穴移动方向电子移动方向电流方向型半导体的工作原理 p型半导体的多数载流子空穴在电场作用下向外加电压的“负端移动，而少数载流子电子在电场作用下向外加电压的“正端移动，在半导体内构成电流。电流方向与带正电的空穴运动方向相同。p型半导体电子移动方向空穴移动方向电流方向二、P-N结的单向导电性由于两边空穴和电子数量分布的不均匀：n型区域中邻近p型区域一边的薄层A中就有一局部电子扩散到p区。薄层A失去了一些电子，带正电。如图apn+薄层A(a)电子由n区扩散到p区载流子在半导体中的扩散载流子在半导体中的扩散 p型区域中邻近n型区域一边的薄层b中就有一局部空穴扩散到n
5、区。薄层B失去了一些空穴，带负电。如图bpn-薄层B(b)空穴由p区扩散到n区载流子在半导体中的扩散载流子在半导体中的扩散由于空穴和电子的扩散，使薄层A带正电，而薄层B带负电，因此在薄层A、B间产生一个电场，如以下图。这个电场的方向是由n区指向p区。这个电场会阻止电子继续往p区扩散也阻止空穴继续往n区扩散，但是刚开始电子和空穴的扩散占优势。随着电子和空穴的不断扩散，n区和p区失去的电子和空穴越来越多，薄层A和B越来越厚，形成的电场的作用越来越强。最后，电场的作完全抵消了扩散，到达了动态平衡状态。薄层A和薄层B称为“pn结，又称“阻挡层，厚度大约为10-410-5cm。B Apn+-pn结电场方
6、向电子和空穴扩散在电子和空穴扩散在pn交界处产生交界处产生的电场的电场实验：在pn结两端接上电池，电池正极接p型半导体，负极接n型半导体，如图a，电流表有读数。电池正极接n型半导体，负极接p型半导体，如图b，电流表的读数接近零。结论：pn结具有只让电流从一个方向通过的单向导通性。pn电流方向i（a）pn（b）pn结加压的实验结加压的实验分析之一外加正向电压当pn结正向连接时，即p区接电池正极，n区接电池负极，这时外加电压在pn结中产生的电场方向是由p区指向n区的，恰好与pn结原来形成的电场方向相反。pn+-pn结电场方向外加电场方向对外加电场方向对pn结的影响结的影响外加正向电压产生的电场方向
7、正向电流很大（a）外加正向电压时阻挡层变薄空穴移动方向电子移动方向+分析之二外加反向电压分析之二外加反向电压当pn结反向连接时，即p区接电池负极，n区接电池正极，这时外加电压在pn结中产生的电场方向是由n区指向p区的，恰好与pn结原来形成的电场方向一致。因此，pn结中原来的电场被削弱了，阻挡层厚度减少了。P区的空穴n区的电子在这个外加电场作用下不不断走向交界处。空穴由左方向流向右方和电子由右方流左方都相当于电流由左方流向右方。由于p区空穴很多，n区电子很多，这股电流很大，这就是正向连接时出现大电流的原因。外加正向电压越大，在pn结中外加电场的作用就越强，更进一步削弱原来pn结的电场，所以电流更
8、要增加。pn外加电场方向对外加电场方向对pn结的影响结的影响（b）外加反向电压时阻挡层变厚+-pn结电场方向外加反向电压产生的电场方向反向电流很小空穴移动电子移动+因此，pn结中原来的电场被加强了，阻挡层厚度增加了。n区中的多数载流子电子和p区中的多数载流子空穴很难能过pn结向对方移动，这就是反向连接时电流极小的原因。但是，这时p区中的少数载流子电子和n区中的少数载流子空穴在反向电场帮助向交界移动，电子由左方流向右方和空穴由右方流向左方形成反向电流，但由于少数载流子数量很少，反向电流是很小的。因此，我们可以把pn结看成是电流通道上的一道开关，接上正向电压时即p型半导体接电池正极，n型半导体接电
9、池负极，开关翻开让电流通过，我们称此时pn结“导漏接上反向电压时开关关上，阻止电流通过，我们称此时pn结“截止。pn结这种只让电流单方向通过的性能称pn结的单向导电性。pn结的“导通和“截止是互相矛盾的两个方面，双方半争又互相依存着，共处于一个统一体中，这两个对立的双方在一定外加电压的条件下互相转化。当外加电压极性改变时矛盾双方各转化到相反的方面。太阳能电池材料制造以多晶硅为例Si原材料清洗将Si原材料和相应的掺杂源（B）输入石英炉进行熔化Si熔化后对石英炉慢降温，使SI缓慢结晶炉温降至室温时即制得多晶锭将Si锭四周切割去掉，因结晶过程中与石英炉接触形成的杂质层测参数、寿命、电阻率将块状的Si
10、按要求切割成SI砖切割成薄片清洗包装太阳能电池片生产工艺流程图以多晶硅为例对Si片（一般为P型掺杂）进行腐蚀以去掉切割过程中在Si片正反两面所形成的损伤层在KOH中以各向异性腐蚀将Si片表面制成增加光吸收的陷光效应的绒面结构将Si片送入高温电炉进行n型磷扩散，以形成所需要的pn结利用等离子体刻蚀去掉Si片的边缘以对电池片正反两面实现电隔离在电池片的正面沉积起减反射和钝化作用的Si3N4膜层利用丝网印刷在电池的背面制备金属铝层及焊接银点。半导体制造过程的洁净度要求半导体制造过程的洁净度要求综前所述杂质对半导体的特性有着改变或破坏其性能的作用，所以在半导体器件生产过程中对什么都必须严格控制，杂质有
11、各种各样的，如金属离子会破坏半导体器件的导电性能，灰尘粒子破坏半导体器件的外表结构等。一、生产环境洁净半导体器件生产环境要求很严，除了要求恒温、恒湿外，对生产环境洁净度要求很严，按单位体积中规定的尺寸灰尘粒子为标准分成洁净度的等级。一般分为10级、100级、1000级、10000级、100000级，联邦标准中规定了洁净室和洁净区内空气浮游粒子洁净等级。1、浮游粒子的洁净等级洁净度以每立方米每立方英尺空气中的最大允许粒子来确定。因图标单位等级名称为每立方米空气中大于等于0.5微米的最大允许粒子数的常用对数值以10为底，用英制单位时等级名称为每立方英尺空气中大于等于0.5微米的最大允许粒子数。1洁
12、净区空气浮游粒子的浓度被控制在特定的浮游粒子洁净度等级范围内某一限空间。2洁净室浮游粒子浓度被控制，包含一个或多个洁净区的房间。2、浮游粒子洁净度的检测颗粒测试仪1.采样：任何洁净区的取样点不少于2个，除受洁净区划内的设备限制外，取样点应在整个洁净区均匀分布，每个选定的取样点应至少取样一次。在一个区内总共应最少取样5次，每个取样点取样应多于一次，而不同的取样点取样次可以不同2.取样量度和取样时间：取样量不少于0.00283立方米合0.1立方英尺，并且计算所得取样量结果不得四舍五入。取样时间可以用取样量除以取样速率来计算。3、浮游粒子洁净度的监测监测方法应根据规定的浮游粒子洁净等级和为保护工艺和
13、产品免受污染物影响而控制的污染水平来制定，应确定监测频率，运行条件和粒子计算方法，取样点和取样点数量，取样量和数据处理方法也应被确定。二、工艺过程中的洁净二、工艺过程中的洁净工艺过程中的洁净必须根据工艺要求进行对于所用原材料必须符合工艺要求，对于使用设备、工夹具、器皿的清洗周期在工艺文件中必须作出规定来严格执行。1.清洗用水，对纯水的要求10-18-cm，化学药品：如氨水NH3、双氧水H2O2、氢氟酸HF、盐酸HCL等。2.工艺过程中使用的工器具：石英管、石英舟、传递夹、镊子等、清洗槽。3.工艺过程中使用的设备。4.必须改正一切不利于洁净生产的习惯。洁净区的管理进出洁净区的管理规定净化区行为规
14、则环境颗粒管理规定净化度管理规定P.H值管理规定纯水管理规定生产用气体管理规定9、静夜四无邻，荒居旧业贫。4月-234月-23Monday,April 17,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。22:52:2422:52:2422:524/17/2023 10:52:24 PM11、以我独沈久，愧君相见频。4月-2322:52:2422:52Apr-2317-Apr-2312、故人江海别，几度隔山川。22:52:2422:52:2422:52Monday,April 17,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。4月-234月-2322:52:2422:52:24April 17,202314
15、、他乡生白发，旧国见青山。17 四月 202310:52:24 下午22:52:244月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。四月 2310:52 下午4月-2322:52April 17,202316、行动出成果，工作出财富。2023/4/17 22:52:2422:52:2417 April 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。10:52:24 下午10:52 下午22:52:244月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。4月-234月-23Monday,April 17,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有
16、。22:52:2422:52:2422:524/17/2023 10:52:24 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。4月-2322:52:2522:52Apr-2317-Apr-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。22:52:2522:52:2522:52Monday,April 17,202313、不知香积寺，数里入云峰。4月-234月-2322:52:2522:52:25April 17,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。17 四月 202310:52:25 下午22:52:254月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。四
17、月 2310:52 下午4月-2322:52April 17,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/4/17 22:52:2522:52:2517 April 202317、空山新雨后，天气晚来秋。10:52:25 下午10:52 下午22:52:254月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。4月-234月-23Monday,April 17,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。22:52:2522:52:2522:524/17/2023 10:52:25 PM11、越是没有本领的就越加自命非凡。4月-2322:52:2522:52Apr-2317-Apr-231
18、2、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。22:52:2522:52:2522:52Monday,April 17,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。4月-234月-2322:52:2522:52:25April 17,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。17 四月 202310:52:25 下午22:52:254月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。四月 2310:52 下午4月-2322:52April 17,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/4/17 22:52:2522:52:2517 April 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。10:52:25 下午10:52 下午22:52:254月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉