CN102509745A - 一种晶体硅太阳能电池扩散节能减排工艺 - Google Patents

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Abstract

一种晶体硅太阳能电池扩散节能减排工艺。本发明提供一种降低太阳能电池扩散成本的工艺，包括如下步骤：(1)将制绒后的硅片放于扩散炉中，炉内各温区温度升至750-770℃，炉内环境为均匀的氮气气氛，氮气流量10slm；(2)待温度稳定后，同时通入携源气体三氯氧磷，流量为850-950sccm，及干氧，流量为350sccm，且保证炉内气体环境均匀，扩散20分钟；(3)停止通携源气体三氯氧磷，同步均匀提升炉内各区温度，升温至830℃，扩散20分钟；(4)通入氮气降温，完成扩散过程。本发明从工艺角度可以降低表面掺杂浓度，更好的保证结区的完整性，减少表面电子空穴对的复合，从而对转换效率有一定的提升。

Description

一种晶体硅太阳能电池扩散节能减排工艺
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳能电池扩散工艺，具体涉及一种晶体硅太阳能电池扩散节能减排工艺。
技术背景
太阳能电池是一种将光能直接转化为电能的器件，由于其清洁、无污染，取之不尽用之不竭，受到越来越多的关注，市场竞争也越来越剧烈，如何降低太阳能电池的成本，提高太阳能电池的转换效率已成为各光伏企业研究的重点。
三氯氧磷，一种工业化工原料，为无色透明液体，有剧毒。常规太阳能电池扩散使用三氯氧磷作为扩散源，太阳能电池扩散是核心，硅太阳能电池的表面掺杂浓度决定了太阳能电池的转换效率。影响表面掺杂浓度的有扩散温度、扩散时间、携源气体流量，通常采用调整扩散温度来调整表面掺杂浓度，得到想要的方块电阻。然而，采用这一方式调整方块电阻，对小幅度调整方块电阻非常适用，对硅片单片方块电阻均匀性无法调整，对三氯氧磷的使用量较大，不利于成本控制。
发明内容
本发明目的是提供一种降低太阳能电池扩散成本的工艺，使用该工艺能够有效的减少扩散三氯氧磷的使用量，从而降低表面掺杂浓度，有效提高太阳能电池的转换效率。
本发明采用的技术方案是提供一种降低太阳能电池扩散成本的工艺，包括如下步骤：
(1)将制绒后的硅片放于扩散炉中，炉内各温区温度升至750-770℃，炉内环境为均匀的氮气气氛，氮气流量10slm；
(2)待温度稳定后，同时通入携源气体三氯氧磷，流量为850-950sccm，及干氧，流量为350sccm，且保证炉内气体环境均匀，扩散20分钟；
(3)停止通携源气体三氯氧磷，同步均匀提升炉内各区温度，升温至830℃，扩散20分钟；
(4)通入氮气降温，完成扩散过程。
本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明可以有效的节省三氯氧磷的使用量，从而节约扩散成本，减少废气排放量；本发明从工艺角度可以降低表面掺杂浓度，更好的保证结区的完整性，减少表面电子空穴对的复合，从而对转换效率有一定的提升。本发明无须增添任何设备安装，工艺时间与常规工艺时间相同，重复性强，可推广使用。
具体实施方式
本发明采用的技术方案是提供一种降低太阳能电池扩散成本的工艺，包括如下步骤：
(1)将制绒后的硅片放于扩散炉中，炉内各温区温度升至750-770℃，炉内环境为均匀的氮气气氛，氮气流量10slm；
(2)待温度稳定后，同时通入携源气体三氯氧磷，流量为850-950sccm，及干氧，流量为350sccm，且保证炉内气体环境均匀，扩散20分钟；
(3)停止通携源气体三氯氧磷，同步均匀提升炉内各区温度，升温至830℃，扩散20分钟；
(4)通入氮气降温，完成扩散过程。
上述技术方案中，携源气体三氯氧磷的流量为850-950sccm，传统工艺中携源气体三氯氧磷流量为1000-1500sccm，本发明技术方案与传统工艺相比节约三氯氧磷流量为50-650sccm。
实施例1
将常规单晶125电池片进行制绒后按如下步骤进行扩散：(1)将制绒后的硅片放于扩散炉中，炉内各温区温度升至760℃，炉内环境为均匀的氮气气氛，氮气流量10slm；(2)待温度稳定后，同时通入携源气体三氯氧磷，流量为920sccm，及干氧，流量为350sccm，且保证炉内气体环境均匀，扩散20分钟；(3)停止通携源气体三氯氧磷，同步均匀提升炉内各区温度，升温至830℃，扩散20分钟；(4)通入氮气降温，完成扩散过程。
从实验片中等间接取10片抽测方块电阻，五点测其方块电阻，结果如下：
Figure BDA0000102359680000031
Figure BDA0000102359680000041
在AM1.5、光强1000W，温度25℃条件下测得电性能
  Uoc(开路电压)   Isc(短路电流)   Rs(串联电阻)   Rsh(并联电阻)   FF(填充因子)   NCell(转换效率)
  0.630   5.710   0.005   41.064   78.598   18.246％
实施例2
将常规单晶125电池片进行制绒后按如下步骤进行扩散：(1)将制绒后的硅片放于扩散炉中，炉内各温区温度升至770℃，炉内环境为均匀的氮气气氛，氮气流量10slm；(2)待温度稳定后，同时通入携源气体三氯氧磷，流量为850sccm，及干氧，流量为350sccm，且保证炉内气体环境均匀，扩散20分钟；(3)停止通携源气体三氯氧磷，同步均匀提升炉内各区温度，升温至830℃，扩散20分钟；(4)通入氮气降温，完成扩散过程。
从实验片中等间接取10片抽测方块电阻，五点测其方块电阻，结果如下：
Figure BDA0000102359680000042
在AM1.5、光强1000W，温度25℃条件下测得电性能
  Uoc(开路电压)   Isc(短路电流)   Rs(串联电阻)   Rsh(并联电阻)   FF(填充因子)   NCell(转换效率)
  0.629   5.690   0.004   40.045   77.43   18.19％
实施例3
将常规单晶125电池片进行制绒后按如下步骤进行扩散：(1)将制绒后的硅片放于扩散炉中，炉内各温区温度升至750℃，炉内环境为均匀的氮气气氛，氮气流量10slm；(2)待温度稳定后，同时通入携源气体三氯氧磷，流量为950sccm，及干氧，流量为350sccm，且保证炉内气体环境均匀，扩散20分钟；(3)停止通携源气体三氯氧磷，同步均匀提升炉内各区温度，升温至830℃，扩散20分钟；(4)通入氮气降温，完成扩散过程。
从实验片中等间接取10片抽测方块电阻，五点测其方块电阻，结果如下：
Figure BDA0000102359680000051
在AM1.5、光强1000W，温度25℃条件下测得电性能
  Uoc(开路电压)   Isc(短路电流)   Rs(串联电阻)   Rsh(并联电阻)   FF(填充因子)   NCell(转换效率)
  0.631   5.690   0.0049   40.044   79.598   18.221％
对比例
将常规单晶125电池片进行制绒后使用传统工艺扩散，从实验片中等间接取10片抽测方块电阻，五点测其方块电阻，结果如下：
Figure BDA0000102359680000061
在AM1.5、光强1000W，温度25℃条件下测得电性能
  Uoc(开路电压)   Isc(短路电流)   Rs(串联电阻)   Rsh(并联电阻)   FF(填充因子)   NCell(转换效率)
  0.629   5.686   0.005   39.574   78.646   18.165％
从上述实施例和对比例可以看出，本发明技术方案所得到的扩散后方块电阻明显高于对比例，实施例方块电阻58-70Ω，对比例方块电阻58-60Ω，实施例方块电阻明显高于对比例，转换效率也高于对比例。
可见，采用本发明的扩散工艺可以减少三氯氧磷的使用量，提高方块电阻，降低表面掺杂浓度，一定程度上能够提升转换效率。

Claims (2)

1.一种降低太阳能电池扩散成本的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将制绒后的硅片放于扩散炉中，炉内各温区温度升至750-770℃，炉内环境为均匀的氮气气氛，氮气流量10slm；
(2)待温度稳定后，同时通入携源气体三氯氧磷，流量为850-950sccm，及干氧，流量为350sccm，且保证炉内气体环境均匀，扩散20分钟；
(3)停止通携源气体三氯氧磷，同步均匀提升炉内各区温度，升温至830℃，扩散20分钟；
(4)通入氮气降温，完成扩散过程。
2.根据权利要求1所述的一种降低太阳能电池扩散成本的工艺，其特征在于：步骤(2)中携源气体三氯氧磷流量为920sccm。
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