CN103367551A - 一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺 - Google Patents

一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN103367551A
CN103367551A CN2013103380421A CN201310338042A CN103367551A CN 103367551 A CN103367551 A CN 103367551A CN 2013103380421 A CN2013103380421 A CN 2013103380421A CN 201310338042 A CN201310338042 A CN 201310338042A CN 103367551 A CN103367551 A CN 103367551A
Authority
CN
China
Prior art keywords
diffusion
passes
temperature
time spent
silicon solar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013103380421A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103367551B (zh
Inventor
付少剑
蒋文杰
何伟
刘聪
苗成祥
魏青竹
保罗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siyang Tenghui photoelectric Co.,Ltd.
Suzhou Talesun Solar Technologies Co Ltd
Original Assignee
Zhongli Talesun Solar Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongli Talesun Solar Co Ltd filed Critical Zhongli Talesun Solar Co Ltd
Priority to CN201310338042.1A priority Critical patent/CN103367551B/zh
Publication of CN103367551A publication Critical patent/CN103367551A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103367551B publication Critical patent/CN103367551B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺，主要涉及晶体硅太阳能电池生产过程中液态磷源扩散法P-N结的制备，其特征在于，进舟后首先在扩散工序的升温的过程中通少量氧气，形成一层二氧化硅薄层，使得沉积在硅片表面的磷原子必须通过二氧化硅层这层薄膜才能扩散进入硅片，从而达到均匀扩散的效果，然后先高温通源沉积，可以快速有效的溶解金属沉淀和金属复合体，再进行降温仅通氮气，再进行补源二次低温通源沉积，极大地增加了吸杂的驱动力，最后再进行推进、冷却，采用本发明工艺，能够有效提升太阳能电池的光电转换效率，极大缩短生产时间，提升生产产能，节省磷源使用量，降低生产成本，且工艺简单可行，不需要增加额外工序步骤和物料。

Description

一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳能电池生产领域，具体涉及一种晶体硅太阳能电池扩散工艺。
背景技术
晶体硅电池最重要特性就是其p-n结，虽然电池的其它特性也会影响转换效率，但p-n结却是电池的基本功能。扩散是在一块基体材料上生成导电类型不同的p—n层，它是电池制造过程中的核心工序，是电池片的心脏。
当前的工业化生产中，形成p—n层的方式主要有三种：1.液态源扩散，在一定温度下（>600℃）三氯氧磷（POCl3）、氧气与硅片反应生成磷原子进行扩散；2.固态源扩散，氮化硼片预先在扩散温度下通氧30分钟使氮化硼表面的三氧化二硼与硅发生反应，形成硼硅玻璃沉积下在硅表面，硼向硅内部扩散；3.涂布源扩散，杂质源预先涂于硅片表面，涂布的杂质源与硅反应生成杂质元素，杂质元素向硅中扩散。
在晶体硅太阳能电池生产中主要用方块电阻和方块电阻均匀性（R值）这两个参数来控制和评价P-N结的质量，其中硅片的方块电阻通过温度、时间来控制，方块电阻均匀性则通过调节源与辅助气体气流量比来控制。
太阳能晶体电池主要为多晶硅和单晶硅，多晶硅由于其低廉的成本已成为太阳能电池的重要原材料，但与单晶硅相比具有较高密度的晶界、位错、微缺陷等结构缺陷和大量的金属杂质等，这些缺陷相互作用极大降低了器件的电学性能。
目前多晶硅电池片生产上采用液态磷源法扩散制备P-N结，是整个流程中加工时间最长的工序，其中包括长时间恒温通入POCl3、O2以及N2的沉积步骤，主要目的通过反应在硅片表面形成磷硅玻璃及磷原子混合体，为下一步磷原子均匀进入硅片做准备过程，但单一长时间高温过程不仅会对硅片表面造成损伤，也不利于晶体硅中杂质的置换；再而多晶硅由于微缺陷等结构缺陷导致扩散不均匀，最终影响电池片的转换效率。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种晶体硅太阳能电池扩散工艺，能够有效提升太阳能电池的光电转换效率，极大缩短生产时间，提升生产产能，节省磷源使用量，降低生产成本，且工艺简单可行，不需要增加额外工序步骤和物料。
本发明所采用的技术方案是：低温通氧，首先将温度升至800-820℃，通入O2，用时7.8-8.8min；（2）升温通源沉积，继续升温至835-855℃，并通入POCl3、O2以及N2，用时3.5-4.5min；（3）高温通源沉积，保持温度在835-855℃，继续通入POCl3、O2以及N2，用时6.2-7.2min；第二步扩散：（1）降温通氮，将温度降低至815-835℃，仅通入N2，用时2.5-3.5min；（2）低温通源沉积，保持上述降低后的温度，并通入POCl3、O2以及N2，用时5.5-6.5min；第三步推进、冷却：（1）推进用时6.2-7.2min；（2）冷却用时2.8-3.8min。
优选地，上述通入的O2流量为150-250mL/min。
优选地，上述通入的POCl3流量为750-850mL/min。
优选地，上述通入的N2流量为14000-16000mL/min。
本发明采用先高温，后补源低温再次沉积、推进之法，先高温吸杂，可以快速有效的溶解金属沉淀和金属复合体，使杂质原子从不同的形态变为可以快速移动的间隙原子，但此高温下，在多晶衬底和在重磷扩散区域的分凝系数差异不大，而进行补源二次低温吸杂后，极大地增加了吸杂的驱动力，使得金属在不同区域的分凝系数得到改善，显著的改善了材质的性能，从而最终提升转换效率约0.1%，同时大大减少了通气过程时间，减少了磷源等气体的用量。
附图说明
图1为本发明一种晶体硅太阳能电池扩散工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
实施例1
如图1所示，本发明将硅片装入石英舟中，进行第一步扩散：（1）首先通入200mL/min的O2，并将温度升至810℃，继续恒温8.3分钟，使得硅片表面与O2反应生成SiO2氧化层；（2）继续升温至845℃，然后通入流量为800mL/min的POCl3与流量为200mL/min的O2以及15000mL/min的N2，用时4分钟；（3）保持温度在845℃，继续通入流量为800mL/min的POCl3与流量为200mL/min的O2以及15000mL/min的N2，并保持6.7分钟；第二步扩散：（1）将温度降低至825℃，仅通入流量为15000mL/min的N2，用时3分钟；（2）保持温度在825℃，通入流量为800Ml/Min的POCl3、流量为200mL/min的O2以及流量为15000mL/min的N2，并持续6分钟；再推进6.7分钟；最后进行冷却 3.3分钟。
采用本技术方案的有益效果是：本发明采用先高温，后补源低温再次沉积、推进之法，先高温吸杂，可以快速有效的溶解金属沉淀和金属复合体，使杂质原子从不同的形态变为可以快速移动的间隙原子，但此高温下，在多晶衬底和在重磷扩散区域的分凝系数差异不大，而进行补源二次低温吸杂后，极大地增加了吸杂的驱动力，使得金属在不同区域的分凝系数得到改善，显著的改善了材质的性能，从而最终提升转换效率约0.1%，同时大大减少了通气过程时间，减少了磷源等气体的用量。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺，采用液态磷源扩散方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步扩散：硅片装入石英舟内，（1）升温通氧，将温度升至800-820℃，同时通入O2，用时7.8-8.8min；（2）升温通源沉积，继续升温至835-855℃，并通入POCl3、O2以及N2，用时3.5-4.5min；（3）恒温通源沉积，保持温度在835-855℃，继续通入POCl3、O2以及N2，用时6.2-7.2min；第二步扩散：（1）低温通氮，将温度降至815-835℃，仅通入N2，用时2.5-3.5min；（2）低温通源沉积，保持温度至降低后的815-835℃，并通入POCl3、O2以及N2，用时5.5-6.5min；第三步推进、冷却：（1）推进用时6.2-7.2min；（2）冷却用时2.8-3.8min。
2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池的扩散工艺，其特征在于，所述通入的O2流量为150-250mL/min。
3.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池的扩散工艺，其特征在于，所述通入的POCl3流量为750-850mL/min。
4.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池的扩散工艺，其特征在于，所述通入的N2流量为14000-16000mL/min。
CN201310338042.1A 2013-08-06 2013-08-06 一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺 Active CN103367551B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310338042.1A CN103367551B (zh) 2013-08-06 2013-08-06 一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310338042.1A CN103367551B (zh) 2013-08-06 2013-08-06 一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103367551A true CN103367551A (zh) 2013-10-23
CN103367551B CN103367551B (zh) 2015-08-19

Family

ID=49368494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310338042.1A Active CN103367551B (zh) 2013-08-06 2013-08-06 一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103367551B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103646995A (zh) * 2013-11-29 2014-03-19 奥特斯维能源（太仓）有限公司 一种可改善p型硅太阳电池电性能的双面扩散方法
CN103715303A (zh) * 2013-12-24 2014-04-09 衡水英利新能源有限公司 一种提高太阳能电池填充的扩散制结方法
CN104157732A (zh) * 2014-07-31 2014-11-19 江苏荣马新能源有限公司 一种太阳能电池扩散工艺
CN104766909A (zh) * 2015-04-24 2015-07-08 英利集团有限公司 Pn结制作方法及太阳能电池片
TWI601297B (zh) * 2015-02-10 2017-10-01 三菱電機股份有限公司 太陽能電池的製造方法及太陽能電池
CN108091554A (zh) * 2017-12-27 2018-05-29 福建安特微电子有限公司 一种浅pn结扩散技术
CN110190153A (zh) * 2019-05-31 2019-08-30 江苏顺风光电科技有限公司 高效选择性发射极太阳能电池扩散工艺
CN110544726A (zh) * 2019-07-24 2019-12-06 浙江利博能源有限公司 一种高光电转换效率的多晶硅太阳能电池片及其制备方法
CN111370302A (zh) * 2019-12-30 2020-07-03 横店集团东磁股份有限公司 一种增加低压扩散炉源瓶压力计使用寿命的系统及方法
CN113161446A (zh) * 2021-02-07 2021-07-23 福建新峰二维材料科技有限公司 一种铸造单晶或多晶类硅片的两步扩散预处理方法
CN113206002A (zh) * 2021-03-13 2021-08-03 普乐新能源科技(徐州)有限公司 一种用于制备高均匀性的超薄氧化层的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050133084A1 (en) * 2003-10-10 2005-06-23 Toshio Joge Silicon solar cell and production method thereof
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
CN101499501A (zh) * 2009-03-02 2009-08-05 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种制造掺镓单晶硅太阳能电池的磷扩散方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050133084A1 (en) * 2003-10-10 2005-06-23 Toshio Joge Silicon solar cell and production method thereof
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
CN101499501A (zh) * 2009-03-02 2009-08-05 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种制造掺镓单晶硅太阳能电池的磷扩散方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103646995A (zh) * 2013-11-29 2014-03-19 奥特斯维能源（太仓）有限公司 一种可改善p型硅太阳电池电性能的双面扩散方法
CN103715303A (zh) * 2013-12-24 2014-04-09 衡水英利新能源有限公司 一种提高太阳能电池填充的扩散制结方法
CN103715303B (zh) * 2013-12-24 2016-06-01 衡水英利新能源有限公司 一种提高太阳能电池填充的扩散制结方法
CN104157732A (zh) * 2014-07-31 2014-11-19 江苏荣马新能源有限公司 一种太阳能电池扩散工艺
CN104157732B (zh) * 2014-07-31 2016-05-04 江苏荣马新能源有限公司 一种太阳能电池扩散工艺
TWI601297B (zh) * 2015-02-10 2017-10-01 三菱電機股份有限公司 太陽能電池的製造方法及太陽能電池
CN104766909A (zh) * 2015-04-24 2015-07-08 英利集团有限公司 Pn结制作方法及太阳能电池片
CN108091554A (zh) * 2017-12-27 2018-05-29 福建安特微电子有限公司 一种浅pn结扩散技术
CN110190153A (zh) * 2019-05-31 2019-08-30 江苏顺风光电科技有限公司 高效选择性发射极太阳能电池扩散工艺
CN110544726A (zh) * 2019-07-24 2019-12-06 浙江利博能源有限公司 一种高光电转换效率的多晶硅太阳能电池片及其制备方法
CN111370302A (zh) * 2019-12-30 2020-07-03 横店集团东磁股份有限公司 一种增加低压扩散炉源瓶压力计使用寿命的系统及方法
CN113161446A (zh) * 2021-02-07 2021-07-23 福建新峰二维材料科技有限公司 一种铸造单晶或多晶类硅片的两步扩散预处理方法
CN113206002A (zh) * 2021-03-13 2021-08-03 普乐新能源科技(徐州)有限公司 一种用于制备高均匀性的超薄氧化层的方法
CN113206002B (zh) * 2021-03-13 2024-01-12 普乐新能源科技(泰兴)有限公司 一种用于制备高均匀性的超薄氧化层的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103367551B (zh) 2015-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103367551A (zh) 一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺
CN100536177C (zh) 晶体硅太阳能电池的热处理方法
CN105280484B (zh) 一种晶硅高效高方阻电池片的扩散工艺
CN104505426B (zh) 一种改善晶体硅太阳能电池组件光致衰减的方法及装置
CN101241952A (zh) 高效低成本薄片晶体硅太阳能电池片工艺
CN105470351B (zh) 一种减少晶体硅太阳能电池片衰减的方法
JP2016525276A (ja) 効率が安定した光起電力素子の製造方法および製造装置
CN104404626B (zh) 物理冶金多晶硅太阳能电池的磷扩散方法
CN101414647A (zh) 一种高效太阳能电池局域深浅结扩散方法
CN103500774B (zh) 一种利用p型硅球作为硼源制备局部背场的方法
CN101597790B (zh) 氮气下融硅掺氮制备铸造多晶硅的方法
CN103361724A (zh) 硼-镓共掺高效多晶硅及其制备方法
CN103201857A (zh) 用于生产衰减lid现象的太阳能电池的方法
CN102586884A (zh) 一种多晶硅硅片两次扩散的制造方法
CN103290374A (zh) 一种晶体硅太阳能电池片镀膜工艺
CN101591807A (zh) 掺氮的定向凝固铸造单晶硅及其制备方法
CN102544238B (zh) 一种多晶硅硅片多重扩散的制造方法
CN109616543A (zh) 太阳能电池片扩散工艺
CN101425549A (zh) 晶体硅太阳能电池钝化与发射极(pn结)生产工艺
CN102336409A (zh) 降低多晶硅金属杂质的方法
CN101220507A (zh) 一种用于太阳能电池的硅晶片的制备方法
CN103426976B (zh) 一种利用可重复使用的衬底制备多晶硅薄膜的方法
CN104009114B (zh) 准单晶硅太阳能电池片的制造方法
CN101597792A (zh) 在氮气下铸造氮浓度可控的掺氮多晶硅的方法
CN101510576A (zh) 提高太阳电池用非晶氢化碳氮化硅薄膜钝化性能的热处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 215542 Jiangsu city of Suzhou province Changshou City Shajiabang Changkun Industrial Park Teng Hui Road No. 1

Patentee after: Suzhou Tenghui Photovoltaic Technology Co., Ltd.

Address before: 215542 Jiangsu city of Suzhou province Changshou City Shajiabang Changkun Industrial Park Teng Hui Road No. 1

Patentee before: Zhongli Talesun Solar Technology Co., Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211026

Address after: 223800 No. 211, Zhongxing East Road, economic development zone, Siyang County, Suqian City, Jiangsu Province

Patentee after: Siyang Tenghui photoelectric Co.,Ltd.

Patentee after: SUZHOU TALESUN SOLAR TECHNOLOGIES Co.,Ltd.

Address before: 215542 No.1, Tenghui Road, Changkun Industrial Park, Shajiabang, Changshu City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: SUZHOU TALESUN SOLAR TECHNOLOGIES Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right