眾所周知，特種氣體是微電子行業(yè)的一種重要原料，常用于半導(dǎo)體、集成電路、光纖、太陽能電池等行業(yè)。今天小編給大家介紹一下，具體特種氣體在太陽能電池中是怎么進(jìn)行應(yīng)用的？

1、太陽能電池的應(yīng)用

　　1839年法國科學(xué)家E Becquerel發(fā)現(xiàn)液體的光生伏特效應(yīng)(簡稱光伏效應(yīng)) 。1954年, 美國貝爾實驗室研制出單晶硅太陽能電池。太陽能電池的原理是基于半導(dǎo)體的光伏效應(yīng), 將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換成電能。在pn結(jié)的內(nèi)建電場作用下, n區(qū)的空穴向p區(qū)運動, 而p區(qū)的電子向n區(qū)運動, 造成在太陽能電池受光面(上表面) 有大量負(fù)電荷(電子) 積累, 而在電池背光面(下表面) 有大量正電荷(空穴) 積累。如在電池上、下表面做上金屬電極, 并用導(dǎo)線接上負(fù)載, 在負(fù)載上就有電流通過。只要太陽光照不斷, 負(fù)載上就一直有電流通過。太陽能電池的應(yīng)用首先是在太空領(lǐng)域。1958年, 美國首顆以太陽能電池作為信號系統(tǒng)電源的衛(wèi)星先鋒一號發(fā)射上天。隨后, 太陽能電池在照明、信號燈、汽車、電站等領(lǐng)域被廣泛采用。特別是與低溫與特氣LED技術(shù)的結(jié)合, 給太陽能電池的普及帶來了巨大潛力。

2、晶體硅太陽能電池生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用

　　商業(yè)化生產(chǎn)的晶體硅太陽能電池通常采用多晶硅材料。硅片經(jīng)過腐蝕制絨, 再置于擴(kuò)散爐石英管內(nèi), 用POCl3 擴(kuò)散磷原子, 以在p型硅片上形成深度約015μm 左右的n 型導(dǎo)電區(qū), 在界面形成pn結(jié)。隨后進(jìn)行等離子刻蝕刻邊, 去除磷硅玻璃。接著在受光面上通過PECVD制作減反射膜, 并通過絲網(wǎng)印刷燒結(jié)工藝制作上下電極。

　　晶體硅電池片生產(chǎn)中的擴(kuò)散工藝用到POCl3 和O2。減反射層PECVD工藝用到SiH4、NH3 , 刻蝕工藝用到CF4。其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)分別為:

　　POCl3 +O2 → P2O5 +Cl2

　　P2O5 + Si → SiO2 + P

　　SiH4 + NH3 → SiNx:H +H2

　　CF4 + O2 + Si → SiF4 + CO2

3、薄膜太陽能電池生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用

　　商業(yè)化生產(chǎn)的薄膜太陽能電池分為非晶硅( a2Si) 薄膜和非晶/微晶硅( a2Si /μc2Si) 疊層薄膜。后者對太陽光的吸收利用更充分。其生產(chǎn)工藝是在玻璃基板上制造透明導(dǎo)電膜( TCO) 。一般通過濺射或LPCVD的方法。然后再通過PECVD方法沉積p型、i型和n型薄膜。再用濺射做背電極。

　　非晶硅太陽能電池在LPCVD沉積TCO工序用到DEZn、B2H6 ; 非晶/微晶硅沉積工序用到SiH4、PH3 /H2、TMB /H2、CH4、NF3 等。其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)分別為：

　　Zn (C2H5 ) 2 + H2O → C2H6 + ZnO

　　SiH4 + CH4 → a2SiC: H + H2

       SiH4 → a2Si: H 

綜上所述，在太陽能電池的制造中，特種氣體具體應(yīng)用于P/n半導(dǎo)體的制造、擴(kuò)散工藝和CVD技術(shù)（化學(xué)氣相沉積）等方面，可以說是非常重要，但，大多數(shù)特種氣體是易燃易爆、劇毒、腐蝕性等危險氣體，所以特種氣體的需要通過超高純特氣管道系統(tǒng)來輸送使用。