CN103066163A - 一种晶体硅太阳能电池扩散方法 - Google Patents

一种晶体硅太阳能电池扩散方法 Download PDF

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任现坤
李秉霖
姜言森
张春艳
程亮
贾河顺
徐振华
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Abstract

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池扩散方法。它具体有如下步骤：1）将制绒后的硅片表面制作发射极；2）将步骤1所得硅片采用HF酸溶液进行磷硅玻璃去除；3）将步骤2所得硅片表面制作二氧化硅层。本发明使得硅片表面浓度降低，从而降低了表面复合及缺陷浓度，氧化硅的钝化作用减少了硅悬空键，减少表面态，提高少数载流子寿命，使短路电流密度提高；同时，PN结区的拓宽，使开路电压得到提高，本发明不仅可以有效的提高电池的转化效率，还可以提高扩散方阻的均匀性。

Description

一种晶体硅太阳能电池扩散方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池制作技术领域，具体涉及一种晶体硅太阳能电池扩散方法。 
背景技术
在各种太阳电池中，晶体硅电池一直占据着最重要的地位。近年来，在晶体硅太阳电池提高效率和降低成本方面取得了巨大成就和进展，进一步提高了它在未来光伏产业中的优势地位。
发射极作为太阳能电池的核心组成部分，其表面掺杂浓度将直接影响太阳电池的转化效率。太阳电池对发射极有两个要求：1.掺杂浓度不能过高，2.表面浓度不能过低。
目前，常规的扩散方式制作的发射极无法同时兼顾以上两种要求。通常，如果掺杂浓度不能过高，俄歇复合会大大增加，在发射区形成的少数载流子很容易复合，造成短波响应下降；如果降低表面浓度，结深也会变浅，，薄层电阻较高，发射极的电阻必然加大，从而增加了在发射区中向栅线电极运动电流的电阻，在后续的电极烧结过程中增加了PN结烧穿的几率，降低了电池良率。 
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供的一种晶体硅太阳能电池扩散方法，采用该方法可以有效的提高电池的光电转化效率。
本发明的一种晶体硅太阳能电池扩散方法采用的技术方案，步骤包括：
（1）将制绒后的硅片表面制作结深为0.1-0.3微米的发射极，方阻为50-90ohm/sq；
（2）将步骤1所得硅片置于盛有1~10%氢氟酸中，反应时间30~100s，除去硅片表面上的磷硅玻璃；
（3）将步骤2所得硅片表面制作一层1-10nm的二氧化硅层。
步骤1中发射极制作过程为将硅片置入扩散炉中，同时通入大氮、小氮、氧气，保持温度750-850℃，时间为10-30min；将扩散炉温度升至800-900℃，温度稳定后，扩散结推进5-30min。
步骤3中氧化过程为将硅片置入氧化炉中，同时通入大氮、氧气，保持温度800-900℃，时间为5-10min。
所述的硅片为单晶硅、多晶硅或者准单晶硅；优选为为单晶硅或者准单晶硅。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种可以形成低高低掺杂浓度的发射极结构，既保证了掺杂浓度的同时，实现了较低的表面掺杂浓度，有效的提高扩散方阻的均匀性，提高少数载流子寿命；另外，氧化硅的钝化作用减少了硅悬空键，减少表面态，提高了电池的开路电压以及短路电流。本发明不仅适合各种晶体硅电池，能够有效提高太阳能电池的转换效率，适用于工业应用。
附图说明：
图1所示为本发明的工艺路线图；
图2所示为本发明的扩散掺杂示意图。
图中，1. 硅片，2. P原子，3. 氧化硅。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面结合实例来说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
实施例1：
选择单晶硅片；硅片1经过常规的清洗工艺和制绒，将硅片1放入扩散炉中，升温至810℃，并通入大氮(8L/min)、小氮(1.7L/min)、氧气(1L/min)进行扩散10min，升温至855℃之后扩散结推进7min；扩散后的硅片1放入盛有2%氢氟酸中，反应时间90s；所得硅片1再放入氧化炉中，通入大氮(7L/min)、氧气(1L/min)，保持温度870℃，时间为5min。将本发明实施例1所得硅片方阻与现有技术的硅片方阻均匀性进行比较，结果如下：
Figure 2013100268171100002DEST_PATH_IMAGE001
。
实施例2：
选择准单晶硅片；硅片1经过常规的清洗工艺和制绒，将硅片1放入扩散炉中，升温至785℃，并通入大氮(6.5L/min)、小氮(1L/min)、氧气(0.25L/min)进行扩散15min，升温至830℃之后扩散结推进15min；扩散后的硅片1放入盛有5%氢氟酸中，反应时间50s；所得硅片1再放入氧化炉中，通入大氮(7L/min)、氧气(0.25L/min)，保持温度820℃，时间为10min。将本发明实施例2所得电池片与现有技术的电池片进行比较，结果如下：
Figure 2013100268171100002DEST_PATH_IMAGE002
。 

Claims (5)

1. 一种晶体硅太阳能电池扩散方法，步骤包括：
（1）将制绒后的硅片表面制作结深为0.1-0.3微米的发射极，方阻为50-90ohm/sq；
（2）将步骤1所得硅片置于盛有1~10%氢氟酸中，反应时间30~100s，除去硅片表面上的磷硅玻璃；
（3）将步骤2所得硅片表面制作一层1-10nm的二氧化硅层。
2. 根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池扩散方法，其特征在于：步骤（1）中发射极制作过程为将硅片置入扩散炉中，同时通入大氮、小氮、氧气，保持温度750-850℃，时间为10-30min；将扩散炉温度升至800-900℃，温度稳定后，扩散结推进5-30min。
3. 根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池扩散方法，其特征在于：步骤3过程为将硅片置入氧化炉中，同时通入大氮、氧气，保持温度800-900℃，时间为5-10min。
4. 根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池扩散方法，其特征在于：所述的硅片为单晶硅、多晶硅或者准单晶硅中的一种。
5. 根据权利要求4所述的一种晶体硅太阳能电池扩散方法，其特征在于：所述的硅片为单晶硅或者准单晶硅。
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