CN103618032B - 一种高开路电压多晶太阳能电池片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高开路电压的多晶太阳能电池片的制备方法。扩散过程采用变温沉积高温推结工艺，并且印刷正极过程中的正极印刷图形采用90根细栅的密栅设计。变温沉积就是将温度升高至860℃，在升温过程中对硅片进行10min的变温沉积，通入大N2、O2和小N2的混合气体，小N2比例以体积百分计为7%；高温推结是在860℃维持温度稳定，停止通小N2，通入大N2、O2进行杂质再分布，控制时间再17min，O2比例以体积百分计为15%。本发明方法使硅片的方块电阻控制在90-95Ω/□，相比一次恒温沉积扩散可以在不增加成本的情况下使生产的多晶太阳能电池获得高的开路电压。
Description
技术领域
本发明属于多晶硅太阳能电池技术领域，特别是涉及一种高开路电压的多晶太阳能电池片的制备方法。
背景技术
传统多晶太阳能电池的生产工序主要为：制绒、扩散、湿法刻蚀、PE镀膜、烘干、印刷背场、烘干、印刷背极、印刷正极、烧结和测试分选。扩散工序直接影响着多晶太阳能电池的开路电压，其主要影响因素为扩散浓度，多晶太阳能电池要求一定的扩散浓度以确保因载流子横向传输所经过的电阻造成的损失较小。由于掺杂浓度高会极大地降低少数载流子的寿命，而结太深又会增加少数载流子在扩散到PN结地过程中的复合损失。当扩散方块电阻值低于90Ω/□时，太阳电池表面会不可避免地存在一个区域，在该区域中由于光被吸收所产生地载流子会因为寿命太短而在扩散到PN结之前就被复合，从而对电池效率没有贡献，该特殊区域被成为“死层”。
由于“死层”里的复合速率非常高，在表面和“死层”里所产生的光生载流子对短路电流和复合电流均没有贡献，因此为了提高开路电压，需要高的方块电阻。
常规多晶太阳能电池扩散一般采用一步扩散法，方阻在70-80Ω/□，正极印刷图形栅线在80-85根，多晶太阳能电池开路电压在0.627-0.628V。
发明内容
本发明为克服上述现有技术存在的不足，提出了一种高开路电压多晶太阳能电池片的制备方法，使硅片的方块电阻控制在90-95Ω/□。
本发明解决技术问题所采取的技术方案是，一种高开路电压多晶太阳能电池片的制备方法，包括制绒、扩散、湿法刻蚀、PE镀膜、烘干、印刷背场、烘干、印刷背极、印刷正极、烧结和测试分选过程，其特征在于，所述扩散过程采用变温沉积高温推结工艺，并且所述的印刷正极过程中的正极印刷图形采用90根细栅的密栅设计。
优选地，所述变温沉积高温推结工艺是采用液态POCl3磷源，在对硅片进行预氧后，先在较低温度下进行有源扩散化，再进行变温有源扩散，然后在更高的温度进行有氧沉积，具体步骤如下：
⑴预氧化：对硅片在800℃进行13min的预氧化，O2比例以体积百分计为10%；
⑵低温沉积：在800℃对硅片进行10-20min的低温沉积，通入大N2、O2和小N2的混合气体，小N2比例以体积百分计为7%；
⑶变温沉积：将温度升高至860℃，在升温过程中对硅片进行10min的变温沉积，通入大N2、O2和小N2的混合气体，小N2比例以体积百分计为7%；
⑷高温推结：在860℃维持温度稳定，停止通小N2，通入大N2、O2进行杂质再分布，控制时间再17min，O2比例以体积百分计为15%；
⑸冷却：将温度由860℃降至800℃，时间10min，停止通小N2、O2，仅通大N2。
优选地，所述正极印刷图形由3根分段主栅和90根细栅组成。
更优选地，所述3根分段主栅的间距为52mm；所述分段主栅的宽度为1.4mm，分为8段，其中中间6段每段长度为8mm，边缘2段每段长度为13mm；所述90根细栅的间距为1.719mm；所述细栅的宽度为0.035mm，其中周边4根细栅长度为151mm，其余细栅长度为153mm。
更优选地，所述分段主栅边缘2段从第7根细栅开始收尖头，尖头宽度为0.5mm。
本发明中，所述的大N2用于保持炉管的压力，以防止外界气体进入，同时起混合反应气体的作用；所述的小N2主要用来携带POCl3磷源，参与沉积反应。
本发明采用变温沉积高温推结扩散工艺，并且印刷正极过程中的正极印刷图形采用90根细栅的密栅设计，使得成品开路电压比常规多晶太阳能电池高2mv。同时避免了由于扩散方阻提升而导致的串联电阻上升，其电池片平均转换效率不低于常规多晶太阳能电池，并且在封装组件时能降低由于短波吸收损失而导致的封装损耗。下表为列出了本发明制备方法生产的高开路电压电池与常规太阳能电池的电性能数据。
本发明方法使硅片的方块电阻控制在90-95Ω/□，相比一次恒温沉积扩散可以在不增加成本的情况下使生产的多晶太阳能电池获得高的开路电压。
附图说明
图1为本发明一种具体实施方式扩散工艺示意图。
图2为本发明一种具体实施方式电池片正面正极印刷图形示意图。
具体实施方式
一种高开路电压多晶太阳能电池片的制备方法，制绒、扩散、湿法刻蚀、PE镀膜、烘干、印刷背场、烘干、印刷背极、印刷正极、烧结和测试分选。扩散过程采用变温沉积高温推结工艺，并且所述的印刷正极过程中的正极印刷图形采用90根细栅的密栅设计。其它过程与常规方法相同。
扩散过程具体步骤如下：
⑴预氧化：对硅片在800℃进行13min的预氧化，O2比例以体积百分计为10%；
⑵低温沉积：在800℃对硅片进行10-20min的低温沉积，通入大N2、O2和小N2的混合气体，小N2比例以体积百分计为7%；
⑶变温沉积：将温度升高至860℃，在升温过程中对硅片进行10min的变温沉积，通入大N2、O2和小N2的混合气体，小N2比例以体积百分计为7%；
⑷高温推结：在860℃维持温度稳定，停止通小N2，通入大N2、O2进行杂质再分布，控制时间再17min，O2比例以体积百分计为15%；
⑸冷却：将温度由860℃降至800℃，时间10min，停止通小N2、O2，仅通大N2。
正极印刷图形由3根分段主栅和90根细栅组成。3根分段主栅的间距为52mm；所述分段主栅的宽度为1.4mm，分为8段，其中中间6段每段长度为8mm，边缘2段每段长度为13mm并且从第7根细栅开始收尖头，尖头宽度为0.5mm；所述90根细栅的间距为1.719mm；所述细栅的宽度为0.035mm，其中周边4根细栅长度为151mm，其余细栅长度为153mm。
Claims (4)
1. 一种高开路电压多晶太阳能电池片的制备方法，包括制绒、扩散、湿法刻蚀、PE镀膜、烘干、印刷背场、烘干、印刷背极、印刷正极、烧结和测试分选过程，所述扩散过程采用变温沉积高温推结工艺，并且所述的印刷正极的印刷图形采用90根细栅的密栅设计；其特征在于：所述变温沉积高温推结工艺是采用液态POCl3磷源，在对硅片进行预氧后，先在较低温度下进行有源扩散化，再进行变温有源扩散，然后在更高的温度进行有氧沉积，具体步骤如下：
⑴预氧化：对硅片在800℃进行13min的预氧化，O2比例以体积百分计为10%；
⑵低温沉积：在800℃对硅片进行10-20min的低温沉积，通入大N2、O2和小N2的混合气体，小N2比例以体积百分计为7%；
⑶变温沉积：将温度升高至860℃，在升温过程中对硅片进行10min的变温沉积，通入大N2、O2和小N2的混合气体，小N2比例以体积百分计为7%；
⑷高温推结：在860℃维持温度稳定，停止通小N2，通入大N2、O2进行杂质再分布，控制时间再17min，O2比例以体积百分计为15%；
⑸冷却：将温度由860℃降至800℃，时间10min，停止通小N2、O2，仅通大N2。
2.根据权利要求1所述的高开路电压多晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于，所述正极印刷图形由3根分段主栅和90根细栅组成。
3.根据权利要求2所述的高开路电压多晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于，所述3根分段主栅的间距为52mm；所述分段主栅的宽度为1.4mm，分为8段，其中中间6段每段长度为8mm，边缘2段每段长度为13mm；所述90根细栅的间距为1.719mm；所述细栅的宽度为0.035mm，其中周边4根细栅长度为151mm，其余细栅长度为153mm。
4.根据权利要求3所述的高开路电压多晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于，所述分段主栅边缘2段从第7根细栅开始收尖头，尖头宽度为0.5mm。
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