CN102969405A - 一种高效浅结太阳能电池的扩散工艺 - Google Patents

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鲁伟明
初仁龙
费存勇
王志刚
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Abstract

本发明公开了一种高效浅结太阳能电池的扩散工艺，包括以下步骤：a.将清洗制绒后的硅片放入管式扩散炉中；b.升温至800-860oC，通入携带有POCl3的N2和O2，保持一定的时间；c.控制温度在800-860oC，停止通入携带有POCl3的N2，保持一定的时间；d.降低温度至室温，取出硅片，扩散完毕。这种高效浅结太阳能电池的扩散工艺，通过调整携带有磷源的氮气和氧气之间的流量，温度和时间，提高了方块电阻，大大降低了发射极中非活性P原子的浓度，从而大大降低了发射极饱和电流密度，显著提高太阳能电池的短波响应，提高太阳能电池的开路电压和短路电流。

Description

一种高效浅结太阳能电池的扩散工艺
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池的扩散工艺，尤其涉及一种高效浅结太阳能电池的扩散工艺。
背景技术
随着人类对气候问题的关注，可再生能源迅速发展。其中光伏作为重要的可再生能源，近十年得到跨越式的发展，是目前发达国家积极开发的新能源，具有无尽的发展潜力。
生产太阳能电池的核心步骤是制备p-n结，而目前工业规模化生产太阳电池仍然是用热扩散法来制结的。热扩散制 p-n 结法是采用加热方法使 V 族杂质掺入 p 型硅或Ⅲ族杂质掺入 n 型硅中。杂质元素在高温时由于热扩散运动进入基体，它在基体中的分布视杂质元素种类、初始浓度及扩散温度而异，这种分布方式对电池的电性能影响很大。目前硅太阳电池中最常用的 V 族杂质元素为磷，III 族杂质元素为硼。
对扩散的要求是获得适合于太阳电池 p-n 结需要的结深和扩散层方块电阻。并且在扩散中所用的磷源往往超过磷原子在硅中的饱和值，变成非活性的磷原子存在于发射极中，造成严重的复合和比较差的短波响应，常规扩散工艺造成发射极中非活性P原子浓度比较高，发射极饱和电流密度比较大，效率不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种发射极中非活性P原子浓度比较低，发射极饱和电流密度比较小，效率高的高效浅结太阳能电池的扩散工艺。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种高效浅结太阳能电池的扩散工艺，其特征是，包括以下步骤：a.将清洗制绒后的硅片放入管式扩散炉中；b.升温至800-860 oC，通入携带有POCl3的N2和O2，保持一定的时间；c.控制温度在800-860 oC，停止通入携带有POCl3的N2，保持一定的时间；d.降低温度至室温，取出硅片，扩散完毕。
进一步地，所述步骤b中，携带POCl3的N2和O2的流量比为6:1-1:3，时间为10-60min。
再进一步地，所述步骤c中时间为0-60min。
更进一步地，所述扩散后的方块电阻为80Ω-120Ω/口，结深为0.1-0.25μm， 磷原子的表面浓度为1.0x1020cm-3至10.0×1020 cm-3。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：这种高效浅结太阳能电池的扩散工艺，通过调整携带有磷源的氮气和氧气之间的流量，温度和时间，提高了方块电阻，大大降低了发射极中非活性P原子的浓度，从而大大降低了发射极饱和电流密度，显著提高太阳能电池的短波响应，提高太阳能电池的开路电压和短路电流。
具体实施方式：
下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述。
实施方案1：
硅片经过正常清洗，在810oC下，通入携带POCl3的氮气和氧气，流量比为6:1，保持15min，将温度升高至840 oC，停止通入携带POCl3的氮气，保持15分钟；降温至室温，扩散完毕，将硅片取出。扩散后方块电阻为80Ω/口，结深为0.25μm，磷原子的表面浓度为4.0x1020cm-3。
实施方案2：
硅片经过正常清洗，在800oC下，通入携带POCl3的氮气和氧气，流量比为5:1，保持20min，保持温度不变，停止通入携带POCl3的氮气，保持60分钟；降温至室温，扩散完毕，将硅片取出。扩散后方块电阻为85Ω/口，结深为0.23μm，磷原子的表面浓度为4.5x1020cm-3。
实施方案3：
硅片经过正常清洗，在830oC下，通入携带POCl3的氮气和氧气，流量比为4:1， 保持10min，保持温度不变，停止通入携带POCl3的氮气，保持30分钟；降温至室温，扩散完毕，将硅片取出。扩散后方块电阻为90Ω/口，结深为0.2μm， 磷原子的表面浓度为3.5x1020cm-3。
实施方案4：
硅片经过正常清洗，在840oC下，通入携带POCl3的氮气和氧气，流量比为1:1，保持10min，将温度升高至860 oC，停止通入携带POCl3的氮气，保持20分钟；降温至室温，扩散完毕，将硅片取出。扩散后方块电阻为95Ω/口，结深为0.2μm，磷原子的表面浓度为3.8x1020cm-3。
实施方案5：
硅片经过正常清洗，在840oC下，通入携带POCl3的氮气和氧气，流量比为1:2，保持30min; 降温至室温，扩散完毕，将硅片取出。扩散后方块电阻为100Ω/口，结深为0.18μm，磷原子的表面浓度为3.2x1020cm-3。
实施方案6
硅片经过正常清洗，在860oC下，通入携带POCl3的氮气和氧气，流量比为1:3，保持20min; 降温至室温，扩散完毕，将硅片取出。扩散后方块电阻为110Ω/口，结深为0.15μm，磷原子的表面浓度为3.0x1020cm-3。
实施方案7：
硅片经过正常清洗，在830oC下，通入携带POCl3的氮气和氧气，流量比为1:3，保持20min; 降温至室温，扩散完毕，将硅片取出。扩散后方块电阻为120Ω/口，结深为0.10μm，磷原子的表面浓度为1.0x1020cm-3。
本发明一种高效浅结太阳能电池的扩散工艺与常规工艺相比，其电池性能数据如下：
  Uoc Isc Rs Rsh FF NCell
高效浅结工艺 0.6269 8.6981 0.0027 93.938 78.192 0.1752
常规工艺 0.6221 8.5562 0.00287 205.685 77.9470 0.1705
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 

Claims (4)

1.一种高效浅结太阳能电池的扩散工艺，其特征是，包括以下步骤：
a.将清洗制绒后的硅片放入管式扩散炉中；
b.升温至800-860 oC，通入携带有POCl3的N2和O2，保持一定的时间；
c.控制温度在800-860 oC，停止通入携带有POCl3的N2，保持一定的时间；
d.降低温度至室温，取出硅片，扩散完毕。
2.根据权利要求1 所述的高效浅结太阳能电池的扩散工艺，其特征是，所述步骤b中，携带POCl3的N2和O2的流量比为6:1-1:3，时间为10-60min。
3.根据权利要求1 所述的高效浅结太阳能电池的扩散工艺，其特征是，所述步骤c中时间为0-60min。
4.根据权利要求1 所述的高效浅结太阳能电池的扩散工艺，其特征是，所述扩散后的方块电阻为80Ω-120Ω/口，结深为0.1-0.25μm， 磷原子的表面浓度为1.0x1020cm-3至10.0×1020 cm-3。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104480532A (zh) * 2014-12-30 2015-04-01 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理方法和制绒预处理硅片及其应用
CN104638058A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 江苏天宇光伏科技有限公司 一种降低成本提高转换效率的高方阻扩散工艺方法
CN111564529A (zh) * 2020-06-09 2020-08-21 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种晶硅电池常压氧化工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101404309A (zh) * 2008-11-14 2009-04-08 中国科学院电工研究所 一种硅太阳电池发射极的扩散工艺
US20110162716A1 (en) * 2006-03-21 2011-07-07 Universitat Konstanz Device for fabricating a photovoltaic element with stabilised efficiency
CN102593262A (zh) * 2012-03-14 2012-07-18 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种多晶硅选择性发射极太阳能电池的扩散方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110162716A1 (en) * 2006-03-21 2011-07-07 Universitat Konstanz Device for fabricating a photovoltaic element with stabilised efficiency
CN101404309A (zh) * 2008-11-14 2009-04-08 中国科学院电工研究所 一种硅太阳电池发射极的扩散工艺
CN102593262A (zh) * 2012-03-14 2012-07-18 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种多晶硅选择性发射极太阳能电池的扩散方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104638058A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 江苏天宇光伏科技有限公司 一种降低成本提高转换效率的高方阻扩散工艺方法
CN104480532A (zh) * 2014-12-30 2015-04-01 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理方法和制绒预处理硅片及其应用
CN104480532B (zh) * 2014-12-30 2017-03-15 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理方法和制绒预处理硅片及其应用
CN111564529A (zh) * 2020-06-09 2020-08-21 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种晶硅电池常压氧化工艺

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