太陽能設備-太陽能光伏擴散制結設備

太陽能設備-太陽能光伏擴散制結設備
在太陽電池制備中，擴散是太陽能設備一道重要工藝，其主要目的就是形成Ｐ－Ｎ結。對矽進行擴散的典型做法是將矽片置于高溫石英管中（通常爲８００℃～１２００℃範圍），並通入含有待擴散元素的混合氣體。在目前的太陽電池工藝中，通常采用已經摻雜了一定量的硼的Ｐ型矽片作爲原料，在矽片的一面通過擴散磷來形成Ｐ－Ｎ結，采用三氯氧磷（ＰＯＣｌ３）作爲擴散源提供磷原子。常用的擴散方法爲石英管中進行的閉管液態源（ＰＯＣｌ３）方式的擴散。經過國內科研人員近幾年的努力，目前國內廠家生産的擴散爐已達到或接近國際先進水平，性價比優勢明顯，占據了國內太陽能行業擴散爐的大部分市場。本章將著重介紹擴散制結設備的工作原理、結構、操作、維護及發展方向。

4．1擴散工藝的原理
擴散是一種由微粒的熱運動所引起的物質輸運過程，可以由一種或多種物質在氣、液或固體的同一相內或不同相間進行。在固體中，擴散粒子可以是雜質原子或離子，也可以是基質原子（即爲自擴散）。擴散主要由濃度梯度或溫度梯度引起，而以前者較爲常見，一般從濃度較高處向較低處擴散，直到相內各部分的濃度達到均勻或兩相間的濃度達到平衡爲止。擴散的驅動力實質是化學勢梯度。
4．1．1有關擴散的物理基礎
固體中擴散的微觀機制即擴散機制可以概括爲３種：填隙原子機制、空位機制、交換機制。不同情況下，擴散主要采取的機制是不一樣的。實驗表明，如果雜質原子的半徑比基質原子小得多，則總是以填隙方式存在于晶體中，並依靠熱漲落在間隙之間跳躍構成填隙式擴散，擴散系數較大。對于替代式原子（基質原子、替代式固溶體中的溶質原子），一般認爲，最常見的是空位式擴散。交換式擴散涉及一些原子的合作運動，在一般情況下可能性很小。

空位機制指當雜質原子大小與矽原子大小差別不大，雜質原子沿著矽晶體內晶格空位跳躍前進擴散，雜質原子擴散時占據晶格格點的正常位置，不改變原來矽材料的晶體結構。硼、磷、砷等就是以此種方式在矽中進行擴散的。

填隙原子機制指當雜質原子大小與矽原子大小差別較大，雜質原子進入矽晶體後，不占據晶格格點的正常位置，而是從一個矽原子間隙向另一個矽原子間隙逐次跳躍前進。矽中的鎳、鐵等重金屬元素原子就是以填隙原子機制進行擴散的。
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