多晶太阳能电池生产实习总结

中南大学学生实习报告

学院名称：学号：1003110101

学生姓名：全建明

能源科学与工程学院新能源系

2014年7月16日

实习总结

2014年六月我第一次真正的踏上工厂，开始了一个月的生产实习体验生涯。时间不长，体会甚多。明白了那句读万里书，不如行万里路的深刻体会。

在中电48所湖南红太阳光电科技有限公司的生产实习中，对太阳能电池的生产工艺有了更深刻的认识。

一．铸锭

目前太阳能电池产业高速发展，在所有安装的太阳能电池中，超过90％的是晶体硅太阳电池，因此，位于产业链前端的硅锭／片生产对整个太阳电池产业有着很重要的作用。太阳电池硅锭主要有单晶硅锭和多晶硅锭，这两种硅锭各有优缺点，单晶硅做成的电池效率高，但晶棒生产效率低，能耗大;多晶硅电池效率比单晶低一些，但硅锭生产效率高，在规模化生产上较有优势。

多晶硅片生产流程：

多晶硅片生产中，硅锭铸造，决定了硅片的电学性能，包括导电类型、电阻率、少子寿命、已及其它一些能级杂质含量等。因此优质、高成品率的多晶硅锭，能有效降低铸造多晶硅太阳能电池的制造成本，同时也是制备高转换效率铸造多晶硅太阳能电池的前提。要提高多晶硅锭的质量，控制好硅锭内部的电学性能，做好硅锭成产中的每一个环节是十分必要的。下图是多晶硅铸锭的工艺流程示意：

坩埚喷涂配料

坩埚烘烤硅料准备

装料

进炉

硅锭炉运行出炉

加热熔化长晶退火冷却

1、坩埚喷涂

a、喷涂目的

坩埚喷涂用纯水把粉末喷料氮化硅（氮化硅分子式为Ｓi3Ｎ4，是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损；除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应，抗腐蚀能力强，高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷冲击，有空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。）涂喷在坩埚表面，在加热作用下，使液态氮化硅均匀的吸附坩埚表面，形成粉状涂层，涂层目的是保护石英坩埚在高温下石英坩埚与硅隔离，使液态硅不与石英坩埚反应，而使石英坩埚破裂，及冷确后最终保证硅碇脱膜完整性。

b、坩埚喷涂工艺简介

坩埚喷涂是利用不同于其它喷涂技术和方法，坩埚喷涂是涂装坩埚通过加热使其液态混合物（氮化硅）迅速附着在坩埚表面。涂装坩埚的方法可分为加热喷涂与滚涂两种方法涂覆工艺，滚涂涂装其技术工艺简单，涂装涂层不均，时间长，氮化硅使用量大，成本高，所以公司现使用的是较先进工艺热喷涂技术。

加热喷涂技术是将配制好的硅液涂料用净化的压缩空气进行喷涂，喷枪压力为20psi~40psi，喷涂距离为25~30厘米，定位着落坩埚宽度为15~20厘米，在喷涂过程中一般一次喷涂厚度控制在小于0.01mm 内，否则在加热过程中易出现龟裂、

起泡、针孔等，坩埚喷涂温度在40℃~65℃控制内．喷涂完成后再进行热处理，热处理的目

的是提高涂层结晶度，避免内应力引起的涂层脱落，从而提高涂层的韧性和附着力。

坩埚检验按光源标准要求区分喷涂等级面，所有等级面涂层应没有材露底剥离等缺陷，所有表面应无起泡、龟裂、桔皮、针孔等不良现象，在眼睛距等级面的标准处以3m/min速度扫视检查。

c、喷涂准备及喷涂

坩埚喷涂前需做好喷涂前准备工作，磨料前用电子称准确取出280g（450kg坩埚420g）氮化硅用尼龙网纱网住桶口，用塑料勺子慢慢研磨使氮化硅通过砂网网眼，达到工艺要求颗粒而落入小桶中直至研磨完为止，再视检坩埚是否达到工艺要求，将视检合格坩埚记录序号并放置旋转台内，用80psi~90psi的压缩空气吹扫坩埚表面，再用百洁布沾纯水来擦试坩埚表面打开电源①顺时针旋转45度，再顺时针旋转②45度启动③开始加热。测温枪测试温度，坩埚温度达到40℃时，用量筒取1升(450kg坩埚1.6升)纯水放置喷涂台搅拌下打开搅拌器阀气阀。慢慢搅拌并加入研磨好氮化硅，氮化硅加完后高速搅拌数分钟，当坩埚温度达到40℃小于65℃开始喷涂并记录好开始喷涂时间，喷涂时温度，开始喷涂时先调试喷在纸板上最终标准保证喷出的混合液体在坩埚上足够密度而且分布均匀，喷枪流量应人而定，流量的大小均匀直接影响坩锅喷涂质量。打开蠕动泵排气阀于ON（开）位置。校正压力表（30psi）定位喷枪的1/4圈左右，宽度调节随着压力大小而变化，在定位不动时喷枪压力越大就宽度越宽，反之喷枪压力越小宽度越窄。将喷嘴设为水平面，校正喷枪压力表喷枪压表为20psi~40psi。如果压力越大，喷涂时气流就越大，吹掉氮化硅就多，吹掉过多，粘埚比例就越高。按每坩埚280g 计算每平方厘米的氮化硅约0.00173克，目前不提倡过快的速度，因为条件还不完全成熟，所以喷枪减压阀最高为40psi，如果操作流量过大喷涂棵粒大而且分散不均，这时，操作员应当调小流量（顺时针调节流量）直到氮硅液体密度分布均匀，当流量小而流量调节到流量不可调节时，这时操作员应检查蠕动泵逆流硅胶管是否有满管氮化硅流出，如果是满管氮化硅液流出，说明逆流阀过松，这时操作员调节逆流阀（顺时针旋转直到逆流阀硅胶管满管流出，且硅胶管不抖动，反之硅胶管抖动严重时逆针旋转），如果逆流阀逆流管还没有氮化硅液流出，这时操作员应该检查蠕动泵硅胶管是否正常（正常硅胶管有弹性，并且比较圆）如果不正常操作员应该更换硅胶管，在喷涂时喷涂雾花闪闪可见，一会大一会小时说明蠕动泵压力小或逆流阀过松，这时操作员检查蠕动泵压力或调节逆流阀(如上)。当加热到40℃时，喷涂开始，高于65℃时暂停喷涂，因为温度过低易龟裂．起泡．针孔等，温度过高氮化硅液雾态在没有着附坩埚就已干燥产生粉末而浪费过多。在喷涂过程中喷枪离所需要喷涂表面垂直距离25~30厘米，先喷底部喷枪不间断的来回喷涂7~10次，其表现四周来回3~4次且边缘3~5厘米须见坩锅本色，直至喷完所有氮化硅硅混合液，喷射速度匀速“弓”字形运动，时间、间距平均分配，每次停留时间不的超过一秒，否则混合液聚在一起，出现起泡、龟裂，影响喷涂质量。

d、气泡的特征

气泡是涂层表面出现的细小的肉眼可见至数毫米直径的泡，它是外力作用下进入涂料中，并被液体互相隔离的一个非均相体系。涂料中的气泡是气体在涂料液体中的分散形式，它是一种典型的热力学不稳定两相体系：气泡的存在增加了涂料体系的表面积，即增加了体系的能量；当气泡破灭后，体系的总表面积大大减少，于是能量也相应降低。所以，存在气泡的涂料体系始终处于热力学的不稳定状态中。

在涂料生产过程中，气泡作为干扰因素出现，使涂料在应用时产生缺陷，影响涂膜。气泡通常是涂膜附着力不足的体现，对于脱膜涂料而言，它往往是其脱膜能力不足的最先外观表征。气泡有大小，泡内含有蒸汽、其它气体物。泡的尺寸多依赖于涂料对基材表面的附着力、泡内气体的压力以及为了跟涂料基材的附着力保持平衡而将涂膜拉伸反向顶起的程度。

e 气泡产生的原因

起泡通常是伴随涂层干固过程发生的，从此意义上说，起泡为膨胀起泡。水溶型涂料在涂布成膜后，都残留有一定的水，这些在涂膜可以认为是一种半透膜，水、水汽等小分子可以透过，而对一些溶质则不易透过，因而会产生渗透压。当温度升高时，它们膨胀产生应力，促使附近的涂层附着破坏，从而导致泡的产生、扩大。大多认为涂膜起泡的原因。溶于水涂料内的气体随温度升高释放经涂装形成的湿膜中尚有约10％的挥发，其它约90％的已在涂装过程中挥发到大气中。综上所述，涂层的起泡原因比较复杂，我们应尽量避免在生产和使用中气泡的产生，从而得到一个完美的涂层。

2、坩埚装料

a、原料简介：

硅是一各化学元素，它的化学符号是Si，原子序数14，相对原子质量

28.09，有无定形和晶体两面三刀种同素异形体，同素异形体有无定形硅和结晶硅。属于元素周期表上1VA 族的类金属元素。

晶体硅为钢灰色，无定形硅为黑色，密度2.4/cm3，熔点1420℃，沸点2355℃，晶体硅属于原子晶体，硬而有光泽，有半导体性质。硅在高温下能与氧气等多种无素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，用于造制合金如硅铁、硅钢等，单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。硅在自然分布极广，地壳中约含27.6%，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。

结晶型的硅是暗黑蓝色的，很脆，是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下，除氟化氢以外，很难与其他物质发生反应。

硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素。如果说碳是组成一切有机生合的基础，那么硅对于地壳来说，占有同样的位置，因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层构成的。这些岩石几乎全部是由硅石和各种硅酸盐组成。

b、坩埚装料：

检验坩埚按光源标准要求区分喷涂等级面，所有等级面涂层应没有材露底剥离等缺陷，所有表面应无起泡、龟裂、桔皮、针孔等不良现象，在眼睛距等级面的标准处以3m/min速度扫视检查。

操作员戴好手套用吸尘器吸去石墨板上、推车上的灰尘，在推车上放块石墨板，摆放整齐（石墨平面与车板平行）。

将坩埚轻放在干净的石墨板正中（即坩埚四个外表面到石墨板边垂直等距离±0.2cm），校正好石墨板与小车各面位置（即推车两侧边到石墨板等距离±0.2cm，正对推车扶手一面的边缘距石墨板为6~7cm）。把坩埚推入装料室中摆放好。

开始装料操作员在装料前须确保带好口罩、帽子、一次性胶皮手套用吸尘器吸去坩埚中氮化硅粉末。先把粒子状、粉末状的硅料轻轻铺好底部，如果只有wafer 而没有其它较平的材料,就用大块的头尾料装填坩埚的底部。使用大块的头尾料再加上一整层较小颗粒的材料平均分配力量因为尖锐的地方可能会对坩埚造成太大的压力,大块料摆放在底层，不要平铺叠在一起，避免横向膨胀，也不要直接贴在坩埚边部，与坩埚内壁之间空出5cm±2空隙。

再加入小颗料或平坦的材料在硅粉层的上方,如果小颗料的材料及wafer 都可取得的话,则先加入小颗粒的材料然后在其上方加入一整层的wafer。如果只有chunk 和potscrap 可取得,则先将大块的部分取出,将袋内较小的材料来填充,如此一来坩埚的底部可阻隔硅粉的渗入，不要扔、投，避免刮破喷涂层；再放入较大块和较小块(如有可能)的混合料以清除空气和气泡。坩埚的底部及墙边需使用大块的头尾料小心填充以避免撞伤Si3N4涂层。装填时需保留空隙并且勿多挤压多晶硅材料。在坩埚四周装填较大的材料,以致看起来像盘子一样,轻轻的在空隙间装填较小颗料的材料,然后再倒入硅粉进入盘型坩锅内。在装填硅粉的时候需尽可能的降低袋子的高度并轻微的搅动以减少硅粉飘入空气中，顺序重复第七及第八步骤六次直到所有的硅粉被用完,每次以整块的回收料装填于坩埚的墙边以增加坩埚的高度。分散但不要太过近坩埚的墙边,以10公分为限。再装填剩余较小及较平整的材料,直到完全覆盖最上层的硅粉层,最上层的材料尺寸最少需10公分以上,在大块材料间装填较小颗粒的材料以完全覆盖坩埚底部。如果所能取得的小颗料材料只有granular 的话,则装填，如果wafer 可取得的话则用小颗粒的材料再加上一整层的wafer 来覆盖大材料，不可放置粉末在坩埚的底部及墙边因坩埚底部较冷,粉末可能未完,全熔解,可能陈积氧化物在坩埚的底部及墙边会影响固化,粉末氧化物在坩埚的墙边会作为绝热体,会增加坩埚壁温度。注意：装料过程注意防尘，不接触金属，轻拿轻放，不要碰坏喷涂层，当装料装至整个坩埚高度1/2时，加入掺杂物质，均匀摆放在硅料表面。继续装料直到距坩埚顶部处将硅料摆在中间位置以防掉落，（450kg不得高于8厘米）直至装完。

3进炉

3.1目的：将装满原料的坩埚，准确、平稳的放置到炉内交换快上。

3.2物料：装好料的坩埚、无尘纸、酒精、真空油脂。

3.3工具：专用电动叉车、手电、钢直尺。

3.4作业步骤：

a.由一人仔细地移动电动叉车，叉住坩埚底板（保证坩埚底板位于叉车中间）,使它慢慢地离开支架。

b.当叉车距离地面适当高度时(坩埚底板高

于热交换块)，小心地驱动叉车，开始进炉操作。

c.调节上升下降控制器，将速度调到最小值，慢慢地降低坩埚，距离热交换块3cm 高时，两人在炉子两侧（前左侧和前右侧）监测坩埚装置的位置，两人协调指挥，指引叉车控制者控制好叉车。石墨底板边沿与DS 助凝块边沿之距四边均为

10.2cm，要求误差

d.慢慢地降低叉车，小心将坩埚放到热交换块上，继续降低叉车，直到叉车离开坩埚底板，慢慢地开出叉车，放到安全的地方。

e.塞入四侧的碳纤维隔热板条并让其紧贴着坩埚底板，放置完成后，用吸尘器将坩埚、交换块四周清理干净，一切处理完成后，操作人员用沾有酒精的无尘纸将下炉腔与炉体接触的两个面擦拭干净，然后均匀地涂上一层真空脂，油脂适量即可，切忌过多，否则会影响抽真空且又造成浪费。

f.在手动屏幕上按下炉体提升按钮，合上下炉体。

3.4注意事项：

驱动叉车时，必须匀速行驶，运行平稳；放置坩埚位置时进行微操作，不可用力过猛，造成很大惯性，要注意小心轻放，以防损坏底部热电耦TC2及石墨支杆。当“需要”时，在下炉体快接触到上炉体时要注意人为地减速（即松下按钮），以防限位出现故障而导致下炉体撞到上炉体。

4. 铸锭炉运行

4.1目的：通过铸锭炉电阻加热技术，对硅原料进行熔化、定向凝固，生产高品质、大规格多晶硅铸锭。

4.2物料：氩气、压缩空气、循环冷却水、不间断电源。

工、治具：铸锭炉

4.3作业步骤：

a.慢速抽真空：手动启动慢速抽真空过程，机械泵和出气阀打开，出气流量比例阀开度设为100%开，其它阀门自动关闭。腔体压力减小到200mbar 时，出气阀关闭，闸板阀打开，以增大抽气量。继续抽气，腔体压力下降到50mbar 以下，罗茨泵会自动启动，继续将炉内压力抽到更低的程度。设置慢速抽真空主要是为了防止突然从炉腔内抽出大量空气的同时，会将部分粉末料一起抽出，导致真空泵组损坏。

b.加热：加热的目的是提高石墨部件和硅料的温度。温度控制在1000℃以下是不稳定的，约要在1000℃以上才能动作，所以这个步骤里采用功率控制模式来控制炉内温度。加热刚开始的几个步骤都是在真空下执行，以让所有的石墨部件及隔热笼装置吸附的湿气和硅料表面的湿气被蒸发掉。当PM2主控温度达到1100多℃时，采用进气控制，让炉内的气压上升，并稳定在60KPA。当PM2温度达到1500℃时，程序将结束加热阶段而进入熔化阶段。

c.熔化：采用温度控制模式，PM2温度从1500℃上升至最后的熔化温度(约1550℃)，然后维持此温度，以完成硅料的熔化。而功率是呈线性的慢慢降低，以稳定之前升温步骤时的温度变化。在熔化结束的特殊功能里，当功率曲线改变，会触发熔化结束的工艺报警，然后通过操作者到顶部观察窗实际确认硅料是否完全熔化而转入下一模式。在接下来的步骤里，慢慢地降低温度，为硅锭生长做好准备。d.长晶：在长晶开始的两三个步骤里，温度逐渐的下降，为长晶做好准备，随后的长晶步骤里，隔热笼开启至所选择的高度，而温度的设定则会慢慢地降低。在第四或第五个步骤里，交换台的温度会迅速下降至1350℃，硅液则从坩埚底部开始

成长，成长的方向则取决于坩埚底部至液面得温度梯度。在接下来的步骤里，继续慢慢地打开隔热笼至选择的高度，温度是维持不变或慢慢地降低，以维持每小时的长晶速率在1.5-2.5cm 之间。在倒数第二个步骤里，高温计利用中心的硅液变成固体时放射率的改变，发现明显的温度改变。操作者需进一步实际确认硅锭中间是否透顶完成。在最后一个步骤里，温度会下降6-8℃，以加速边角长晶的完成。当功率曲线斜率变化达到设定值时，则会触发长角完成工艺报警，一般此过程需耗时3小时左右，操作者一般都会拒绝和屏蔽此报警，以走完最后长角配方所设定的时间。

f.退火：长晶完成的硅锭，从底部到至顶部存在温度梯度的情况，温度梯度会导致硅锭产生内部应力，造成差排以及较小的裂痕等。假如成长完的硅锭就这样冷却至室温，则在剖锭和线切的制程里，将可能产生明显的裂纹。退火过程把温度提高到1300℃或是稍高的温度，则可以把成长完硅锭的内部应力消除，把差排从晶格间移到自然地边角或边缘，使得硅锭的品质更趋完美。退火第一步骤里，把隔热笼关闭，使硅锭的温度更加趋于一致。这样的温度会维持1-3个小时左右以消除硅锭成长完成的应力，然后将温度控制模式将会改变至功率控制模式，功率会慢慢地降低至第三步骤里的功率设定值，这使得硅锭底部至顶部从较高的温度冷却下来时保持在相同的温度。

g.冷却：在冷却的第一个步骤里，将功率输出逐渐降为0，采用进气控制维持Ar 气压力在600mbar，隔热笼缓慢的打开到80。此步骤里硅锭的温度在1000℃以上，冷却进行较缓和，避免硅锭的上面部分冷却的比下面部分还要快。在接下来几个步骤里，隔热笼继续缓慢的打开，Ar气压力上升到700mbar，硅锭的温度继续缓慢的降低。当TC2检测到交换台中间温度低于450℃时，则冷却步骤完成。一般情况下，为了避免硅锭表面出现氧化，建议温度降到350℃以下出炉。

4.4注意事项：

铸锭炉运行时，操作者对炉子运行进行监控，记录运行数据，随时掌握各项数值的变化情况，做好对各工艺报警的处理。当有紧急情况发生时，操作者应做好各项紧急应对措施，正确判别报警原因，做出最佳处理，确保安全。

5出炉脱锭

5.1目的:通过安全、规范的操作，将硅锭从炉体内取出、放置，防止过程中对出炉的硅锭造成质量上的影响。

5.2物料：口罩、面罩、耐高温手套。

5.3工具：叉车、小车、吸尘器、吊装夹具。

5.4作业步骤：

5.4.1、硅锭出炉：出炉温度为400-450摄氏度。当自动生产过程结束时（自动生产周期约为62h），炉子会报警提示（热电偶失效除外），此时只需点充气增压按钮，压增到980mbar 以上时，打开多晶炉下炉腔，切记！启动打开炉腔前要确认四个腔夹已打开。操作员工戴口罩、面罩和耐高温手套，将坩埚下DS 板上的四块碳纤板取出并放在DS 板下，然后用叉车将硅锭取出，并运移到冷却专区进行冷却。

5.4.2、硅锭冷却：硅锭放在指定冷却区冷却，冷却6小时以后，拆四侧护板。

5.4.3、石墨护板拆卸：硅锭冷却到规定的温度以下后，拆下石墨护板，并把护板放到专用小车上，而后把护板送到装料区。拆卸过程中至少需要2个人，拆下的将

石墨护板放在小车上，等下次装料用，并确保石墨护板不受损坏。取碎坩埚时须避免外力对硅锭的影响，同时将坩埚拆下来放入中转箱中集中处理，将硅锭移入仓，并做好相关记录。

5.5.硅锭检测:包括对硅锭表面外形完整，裂纹，电阻率的检测。硅锭尺寸一般为845×845×365mm，重600kg 。

二.切片

1切片原理及过程

利用切割钢丝带动砂浆，利用砂浆中SiC 微粒与晶棒进行摩擦，达到切割的目的。并不是钢丝切割晶棒，钢丝的摩尔硬度为5.5左右，单晶硅的摩尔硬度为6.5左右，而SiC 的摩尔硬度为9.25-9.5左右，因此钢丝是切割不了晶棒的.

2生产工艺

粘胶

胶水是为了让硅棒通过切割垫块（如：玻璃基板）牢固的粘接到工件连接件上，保证在切片过程中不掉棒（整根硅棒可能报废），不松动（会严重影响硅片的质量）。粘胶结构图如下：

鸠尾座

AB 胶毛玻璃

硅锭

切片机线切割

将固定好的连接件同硅锭安装至切片机进行切割，时刻监视切片机的各项参数，保证在正常的工作状况下。切割时间大约为10h。切成180 m

脱胶

脱胶是对切割后的硅片进行脱胶剥离清洗，主要流程为：喷淋清洗→乳酸脱胶→水洗。脱胶清洗后在插片机上对硅片插片。

超声波清洗

A.上料浸泡槽→B.超声清洗槽→C.超声碱洗槽→D.超声漂洗→E.酸洗→F.超声漂洗→G.慢拉脱水。

超声波清洗设备整个清洗分成3道工序，一般持续时间为3~5min。

第一道（A.B ）：超声波水洗——去除残留杂质。

第二道（C.D ）：超声波碱洗——去除脂类杂质。

第三道（E.F ）：超声波酸洗——去除残留碱，漂洗干净。

超声波清洗后甩干，通过硅片旋转冲洗甩干机高速旋转，内部脱干加热温度为小于等于120℃，通入氮气，空气按一定比例。使硅片快速干燥。

包装

三.电池片工艺

生产工艺主要分为以下过程：

1制绒

与单晶硅绒面制备采用碱液和异丙醇腐蚀工艺不同，多晶硅绒面制备采用氢氟酸和硝酸配成的腐蚀液对多晶硅体表面进行腐蚀。一定浓度的强酸液对硅表面进行晶体的各相异性腐蚀，使得硅表面成为无数个小“金字塔”组成的凹凸表面，也就是所谓的“绒面”，以增加了光的反射吸收，提高电池的短路电流和转换效率。从

电镜的检测结果看，小“金字塔”的底边平均约为10um。主要反应式为：

这个过程在硅片表面形成一层均匀的反射层（制绒），作为制备P-N 结衬底。处理后对硅片进行碱洗、酸洗、纯水洗，此过程在封闭的酸蚀刻机中进行。碱洗是为了清洗掉硅片未完全反应的表面腐蚀层，因为混酸中HF 比例不能太高，否则腐蚀速度会比较慢，其反应式为：。之后再经过酸洗中和表面的碱液，使表面的杂质清理干净，形成纯净的绒面多晶硅片。

酸蚀刻机内设置了一定数量的清洗槽，各股废液及废水均能单独收集。此过程中的废酸液（L1，主要成分为废硝酸、氢氟酸和H 2SiF 6）、废碱液（L2，主要成分

为废KOH、K2SiO 3）、废酸液（L3，主要成分为废氢氟酸以及盐酸）均能单独收集，

酸碱洗后均由少量纯水洗涤，纯水预洗废液（S1、S2、S3）和两级纯水漂洗废水

（W1），收集后排入厂区污水预处理设施，处理达标后通过专管接入清流县市政污

水管网。

此过程中使用的硝酸、氢氟酸均有一定的挥发性，产生的酸性废气（G1-1、G1-2），经设备出气口进管道收集系统，经厂房顶的碱水喷淋系统处理达标后排放。

G 1-2与后序PECVD 工序产生的G 5（硅烃、氨气）合并收集后经过两级水吸收处理后

经排气筒排放。

2磷扩散

此过程是使气体沉积在硅片表面，再利用高温制造出晶硅片P-N 接面所需的N 层。将硅片放入扩散炉管，通以氮气、氧气和POCl 3气体，高温（电加热）下分

解，在硅片表面形成较稳定的P-N 结。磷扩散中通氮气的目的：使三氯氧磷有效导入至硅芯片上，以减少三氯氧磷之消耗。

其扩散原理可用下式表示：

反应过程中Si 和O 2足量与POCl 3反应生成P 后附着于芯片上，过程中反应温度

为800℃~900℃。

磷原子通过扩散进入硅片。反应过程中Si 和O 2均过量，POCl3完全反应，反应

过程中有废气Cl 2（G2）以及P 2O 5烟气产生，由专管收集，与表面处理工序产生的

G 1-1、G1-2一起经厂房顶的碱水喷淋系统处理达标后排放。

3等离子刻蚀（边缘刻蚀）

在扩散时，硅片的正面和周边都形成了P-N 结，为了减少漏电流、提高效率，要把硅片周边的p-n 结刻蚀掉，四氟化碳为惰性气体，在高频电场的作用下与硅反应形成四氟化硅，这样就把周边的P-N 结刻蚀掉。刻蚀在专门刻蚀机内进行，将硅片边角刻蚀，以便电路板的连通，刻蚀后的CF 4、SiF4（G3）废气抽出排放。

①工艺过程

装充片气抽真空卸片检测送反应气起辉

②技术规格

四面边缘均匀刻透，边缘PN 类型检测为P 型。

4去磷硅玻璃

在扩散时，硅片的正面形成一层很薄的磷硅玻璃层，为使电池表面颜色均匀一致，正反电极与电池形成良好的欧姆接触，利用49％的氢氟酸和稀HCl

混合在室温

下把磷硅玻璃腐蚀掉，反应式为：SiO2+6HF→H2SiF 6+2H2O。氢氟酸的作用是溶解二

氧化硅。

此过程有酸性废气（G4）、漂洗废水（W2）、废酸液（L4：主要成分为废氢氟

酸、HCl）、纯水预洗废水（S4）产生，废气中主要污染物为氟化物和HCl 气体，

酸性废水主要含氟化物。说明：纯水废液(S4)和漂洗废水(W2) 收集后排入厂污水预

处理设施，处理达标后通过专管接入清流县市政污水管网。

5PECVD 镀膜

此过程采用PEVCD 镀膜方式，利用高频电源辉光放电使气体电离，促进反应活性基团的生成，从而降低沉积温度，PECVD在200℃～500℃范围内可以成氮化硅薄膜。氮化硅膜不仅仅有优良的光学性能如折射率接近太阳电池所需的最佳折射率，且有良好的绝缘性、致密性、稳定性和对杂质离子的掩蔽能力。沉积的氮化硅膜中含有大量的氢，能起到钝化作用。尾气（G5)中的硅烷和空气接触后发生如下反应：SiH4+O2（空气）→SiO2+H2O，以SiO 2粉尘的形式排放。另外，尾气中少量未反

应的氨气经过两级水吸收处理后经排气筒排放。

①工艺过程

装片进舟抽真空通气

起辉放电

积SiN薄膜沉退舟

②技术规格

A、膜厚：~80nm（对抛光片来说厚度~100nm），折射率~2.05；

B、成膜均匀性：批内≤5%，批间≤5%；

C、表观：深蓝色，色调均一性好。

6丝印

电池背面二次印刷，正面一次印刷，共三次印刷；背面烘烤二次，正面烘干烧结一次，共三次。铝背场（指芯片的背面部分，主要功能为后续工艺流程的接触电极使用）是为了提高电子寿命，提高效率，利用铝和硅形成失配位错，把硅片体内的缺陷吸收到铝背场上来。正反面的栅线收集电子和空穴，形成负载电流。使用微电子检测设备（AOI）自动确认方式，确保网印结果正确。

烧结使芯片上的胶干燥，胶与芯片结合。

本工序中在印刷和烘干过程中会有少量的有机气体产生（G6)。有机废气经活

性碳吸附后排气筒排放。

①工艺过程上料印刷背电极

自动转面烘干印刷背场下料烘干印刷正面栅

极

②技术规格

A、背电极：Ag/Al浆料，~0.05g；

B、背场：Al浆料，~1.6g；

C、正栅线：Ag浆料，~0.16g；宽度：次栅线60~80um；主栅线~1.5mm；

D、金属电极遮光面积：~6-7%；

7分选

电池片分选主要是为了检出不合格的电池片，同时，电池片的颜色一般呈蓝褐色、蓝紫色、蓝色、浅兰色等几种不同档次的蓝色，对电池片进行颜色分选并分档放置，保证单个组件所用到的电池片为同档次的颜色，从而使单个组件生产出来后颜色外观美观，各电池单片之间无明显色差现象。若电池片不经过色差分选就直接做组件，做出来的组件外表颜色“参差不齐”，不美观。因此，为了保证电池片的质量、外观和生产顺利高效率的运行，通过初选将缺角、栅线印刷不良、裂片、色差等电池片筛选出来。

电池片在太阳能电池片分档机上被逐片测试电参数及转换效率，并将不同光电转换效率的电池片分十档归类堆码，剔除不合格电池片。将合格电池组件分档包装、入库。

四电池组件工艺

组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。

流程：

1、电池检测(分片)——2、正面焊接—检验—3、背面串接—检验—4、叠层（玻璃清洗、材料（TPT、EVA）检验、玻璃预处理、敷设）——5、中道检验（过程检验）——6、层压（去毛边）——7、装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）——8、焊接接线盒——9、高压测试——10、组件测试—11、外观检验—

12、包装入库

1.电池检验：由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。

2.正面焊接：是将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源

为一个红外灯（利用红外线的热效应）。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。

3.背面串接：背面焊接是将72片电池串接在一起形成一个组件串，我们目前采用的工艺是手动的，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有72个放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次将72片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。

4.叠层：背面串接好且经过检验合格后，将组件串、钢化玻璃和切割好的EVA、背板（TPT）按照一定的层次敷设好，准备层压。玻璃事先涂一层试剂（primer）以增加玻璃和EVA 的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上：玻璃、EVA、电池、EVA、背板TPT）

5中间测试：叠层完成后,整个组件的内部电路已经连通,中测的目的是检验组件的电性能，检验结果将反映前面工序单片焊接、串接、叠层质量，如有无虚焊、短路等。之后利用红外测试仪(EL)，对电池片组件进行红外测试，防止电池片组件内部有电池片破裂、隐裂、黑心片、烧结断栅严重等情况下进入下道工序。•层压前检验人员负责对层叠好后待压组件进行100%目检

•检验范围在观察架区域。要求在观察架上无组件检验时可在层叠区域观察层叠员工是否按标准操作（存在过程检验）

•发现问题时，请在“中检工序检查记录表”上清楚记录。如有异常问题，请及时反馈,并使相关人员进行返工处理

•保质保量的完成赋予的生产任务（检验）

电池片组件红外测试原理图

6、组件层压：将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA 熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA 的性质决定。我们使用快速固化EVA 时，层压循环时间约为22分钟。固化温度为145℃左右，层压时EVA 熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。

层压过程中上、下室气压状态进料

真空状态

充气状态抽空真空状态真空状态层压充气状态真空状态开盖充气状态充气状态出料真空状态充气状态上室下室

7装框：类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂（1527硅胶）填充。给层压后的半成品玻璃组件装上铝框，增加组件的机械强度，方便运输、安装，通过在铝边框槽内和背板与边框接缝处注入硅胶（硅酮树脂），进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命，各边框间用角键连接。完成后，利用硅胶将电流输出设备接线盒安装好。

8、焊接接线盒：在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。焊接面积大于总面积的80%，接线盒用1521(A、B)硅胶一定比例填

充。1521硅胶配对比例

•A：B=6：1（质量）

•A：B=3：1（体积）

硅胶：别名硅橡胶，是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2·nH2O。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点，吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。

接线盒：接线盒是光伏组件的一个重要部件。主要作用是将光伏组件产生的电流导出并提供与负载或其他光伏系统的便捷连接，并能利用旁路二极管正向导通，反向击穿的特性，保护电池组件在极端环境下不受损。在户外应用中，接线盒作为发电装置外露且传导电流的部分，其可靠性好坏将对组件安全产生重大影响。目前可通过硅胶方式与组件密封在一起，也可以采用更美观的胶带粘贴在组件上。

9.组件清洗：好的产品不仅有好的质量和好的性能，而且要有好的外观，所以次工序保证组件清洁度，铝边框边上的毛刺要去掉，确保组件在使用减少对人体的损伤

10.组件测试：测试的目的是对电池的输出功率等参数进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。

11.组件EL 测试：太阳能电池组件缺陷检测（EL）全自动测试仪利用晶体硅的电致发光原理，利用高分辨率的CCD 相机拍摄组件的近红外图像，获取并判定组件的缺陷。具有灵敏度高、检测速度快、结果直观形象等优点，是提升光伏组件品质的关键设备；红外检测可以全面掌握太阳电池内部问题，为改进生产工艺提供依据，提升产品质量，可以对问题组件进行及时返修，尽可能的降低损失。原装进口日本TDK-LAMBDA 可编程电源，从100VAC到240VAC大范围的工作输入电压，保证了工作状态稳定性；其输出电压、电流和其它各功能操作的切换和调节可通过人工和控制软件界面控制，输出精确度到千分位；其带载输出功率最大可到760瓦，且自带过载保护，避免了误操作对电池片的损坏。全封闭光学系统和恒温冷却系统使测试环境保持在全暗室和恒温环境下，保证了整个系统运行的稳定性；避免了因外界杂光和温度不均造成测试成像噪点，保证了测试的直观性和准确性。专业PC 控制软件，监控整个测试流程，并可与客户系统对接，满足不同应用需求。

组件EL 图像

12. 成品检验：为了使组件产品质量满足相关要求，使组件的最终检验操作过程规范化，主要对组件成品的全面检验：型号、类别、清洁度、各种电性能的参数的确认，以及对组件优劣等级的判定和区分。

13.包装入库：对产品信息的记录和归纳，便于使用和今后查找和数据调用。实习是学生大学学习完成全部课程后的最重要的实践环节。通过这次的实习，我对自己的专业有了更为详尽而深刻的了解，也是对这几年大学里所学知识的巩固与运用。从这次实习中，我体会到了实际的工作与书本上的知识是有一定距离的，并且需要进一步的再学习。在这次会计实习中，我可谓受益非浅。仅仅的一个月实习，我将受益终生。通过此次实习，不仅培养了我的实际动手能力，增加了实际的操作经验，缩短了抽象的课本知识与实际工作的距离，对实际的工作的有了一个新的开始。实习是每一个学生必须拥有的一段经历，它使我们在实践中了解社会，让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识，打开了视野，增长了见识，为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础。