什麼是太陽能電池的背結?

01-21

看太陽能電池製作流程中有一個叫去除背結的工序，但是什麼是背結，為什麼要去除都沒有解釋。這裡有產業內的達人知道嘛？

這裡的「結」就是pn結，目前一般晶硅電池採用p型矽片，在磷擴散工藝中，矽片的兩面和邊緣都會被磷摻雜。光入射的那一面一般約定為正面，普通p型電池正面的pn結是最終需要使用的，而背面的則稱為背結。

在後續的金屬化工藝中，負正電極需要分別與正反兩面的n型硅和p型硅接觸。如果將擴散後的矽片直接金屬化，相當於低電阻的高摻雜n型硅聯通了正反兩面的金屬，太陽能電池本身被短路。為了解決這一問題，需要在擴散後將這一短路通路切斷。

在「去背結」出現前，採用的方法是edge isolation刻邊，用高能的等離子去掉矽片邊緣的薄薄一層，這時正反兩面還是都有n型擴散區，但背面的n型去會被後來的燒結進入硅中的鋁「中和」，重新變為p+型。

由於等離子刻邊自身的一些問題，後來schmid和rena陸續推出了濕法單面刻蝕的設備，在擴散後，用化學溶液腐蝕掉矽片背面和邊緣的一層，在edge isolation的同時去掉了背結。這樣做的優勢在於對矽片的損傷小於等離子刻邊；同時背面p+的鋁因為不需要去「中和」n型的磷，相對p摻雜的濃度會更高，鋁背場質量會更好；最後，去背結的同時會把背面刻蝕的相對平整，便於背面的金屬化。

(高陽回答的太詳細了，很專業，贊一把，作為業內菜鳥我也現下身吧，吼吼)

比較普遍的擴散工藝是雙面擴散，在矽片的兩面四邊都會摻入磷(N層)，與原矽片襯底(P型)形成PN結。通常把鍍PECVD膜的那一面叫正面，背面的PN結就叫背結。

現在也開始流行了單面擴散的工藝，將兩面電池片背靠背緊貼放置進行擴散，只會在矽片的一面和四邊形成PN結，背面基本沒有PN結或者只在邊緣有少量PN結。

因為現在的晶硅電池片主要是PN結構的，只有兩層，一層P，一層N，最終要構成電池的正負極，所以要除去背結。

以前(和現在)的等離子干法刻蝕只是將邊緣的PN結去除，背結沒有刻意去除掉，是通過背面印刷一層鋁漿經過高溫燒結工藝，鋁的重摻雜將背面(磷原子濃度遠遠小於鋁原子的濃度)直接反型形成了很強的P層，這樣也就把背結給去掉了。實際上背結是在燒結過程中除去的。

現在主流的濕法刻蝕工藝，是在擴散後通過濕法刻蝕(如Rena設備)把正面邊沿、四周、背面的PN結一次性除個乾淨。

這是針對量產的主流工藝。不針對一些新的工藝架構設計電池片不需要除去背結的、多結的電池片。謝謝！

我們管這個工序叫刻蝕，簡單地說就是將邊緣腐蝕至基層，防止正反面導通，避免電子空穴發生複合；刻蝕未刻透會造成逆電流過高，對日後太陽能組件安全帶來極大隱患。