CN104120494A - 一种适用于提升晶体硅太阳能电池转换效率的扩散工艺 - Google Patents

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张伟
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Abstract

本发明公开了一种适用于提升晶体硅太阳能电池转换效率的扩散方法，使用的硅片是电阻率为1-3ohm·cm的156mm╳156mm规格的P型多晶硅片，常规酸制绒后再进行磷吸杂的扩散方法，扩散炉为荷兰的TEMPRESS，通过增加扩散炉水冷，扩散步骤后加入了快速降温磷吸杂过程，找到合适的吸杂时间、温度和降温速率，使得产生有明显优势的少子寿命，工艺简单成本低廉，同时获得良好的光电转换效率。

Description

一种适用于提升晶体硅太阳能电池转换效率的扩散工艺
技术领域
本发明涉及一种适用于提升晶体硅太阳能电池转换效率的扩散方法，属于太阳能电池领域。
背景技术
在太阳能电池领域中，扩散工艺采用快速降温磷吸杂的方式对金属的沾污有明显的吸杂作用，可以很好的恢复和提高材料的电学性能，特别在磷扩散吸杂后再结合正常的氢钝化处理可大大的改善材料性能，从而提高光电转换效率。此扩散工艺对太阳电池的光电转换效率有一定的提升。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于提升晶体硅太阳能电池转换效率的扩散方法，通过增加扩散炉水冷，扩散步骤后加入了快速降温磷吸杂过程，工艺简单成本低廉，光电转换效率提升效果好。
一种适用于提升晶体硅太阳能电池转换效率的扩散方法，使用的硅片是电阻率为1-3ohm·cm的156mm╳156mm规格的P型多晶硅片，常规酸制绒后再进行磷吸杂的扩散方法，扩散炉为荷兰的TEMPRESS，包括下列步骤：
1、进舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间8min；
2、加热阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间28min；
3、稳定阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间2min；
4、通源扩散阶段：温度800℃，大N2流量7.5slm，干O2流量300sccm，小N2流量0sccm，时间20min；
5、加热阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量950sccm，时间5min；
6、推进阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量0sccm，时间16min；
7、降温阶段：温度750℃，大N2流量7.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间10min；
8、吸杂阶段：温度750℃，大N2流量7.5slm，干O2流量1000sccm，小N2流量0sccm，时间50min；
9、出舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间16min。
本发明对扩散工艺步骤进行相关参数调整，找到合适的吸杂时间、温度和降温速率，使得产生有明显优势的少子寿命，同时获得良好的光电转换效率。
具体实施方式
实施例：
一种适用于提升晶体硅太阳能电池转换效率的扩散方法，使用的硅片是电阻率为1-3ohm·cm的156mm╳156mm规格的P型多晶硅片，常规酸制绒后再进行磷吸杂的扩散方法，扩散炉为荷兰的TEMPRESS，包括下列步骤：
1、进舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间8min；
2、加热阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间28min；
3、稳定阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间2min；
4、通源扩散阶段：温度800℃，大N2流量7.5slm，干O2流量300sccm，小N2流量0sccm，时间20min；
5、加热阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量950sccm，时间5min；
6、推进阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量0sccm，时间16min；
7、降温阶段：温度750℃，大N2流量7.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间10min；
8、吸杂阶段：温度750℃，大N2流量7.5slm，干O2流量1000sccm，小N2流量0sccm，时间50min；
9、出舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间16min。
对比例1：
普通晶体硅太阳能电池的扩散方法，使用的硅片是电阻率为1-3ohm·cm的156mm╳156mm规格的P型多晶硅片，扩散炉为荷兰的TEMPRESS，包括下列步骤：
1、进舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间8min；
2、加热阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间28min；
3、稳定阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间2min；
4、通源扩散阶段：温度800℃，大N2流量7.5slm，干O2流量300sccm，小N2流量0sccm，时间20min；
5、加热阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量950sccm，时间5min；
6、推进阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量0sccm，时间16min；
7、降温阶段：温度800℃，大N2流量7.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间30min；
8、出舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间16min。
对比例2：
一种晶体硅太阳能电池的扩散方法，使用的硅片是电阻率为1-3ohm·cm的156mm╳156mm规格的P型多晶硅片，扩散炉为荷兰的TEMPRESS，包括下列步骤：
1、进舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间8min；
2、加热阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间28min；
3、稳定阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间2min；
4、通源扩散阶段：温度800℃，大N2流量7.5slm，干O2流量300sccm，小N2流量0sccm，时间20min；
5、加热阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量950sccm，时间5min；
6、推进阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量0sccm，时间16min；
7、吸杂阶段：温度750℃，大N2流量7.5slm，干O2流量1000sccm，小N2流量0sccm，时间50min；
8、降温阶段：温度750℃，大N2流量7.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间10min；
9、出舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间16min。
对比例3：
一种晶体硅太阳能电池转换效率的扩散方法，使用的硅片是电阻率为1-3ohm·cm的156mm╳156mm规格的P型多晶硅片，扩散炉为荷兰的TEMPRESS，包括下列步骤：
1、进舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间8min；
2、加热阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间28min；
3、稳定阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间2min；
4、通源扩散阶段：温度800℃，大N2流量7.5slm，干O2流量300sccm，小N2流量0sccm，时间20min；
5、吸杂阶段：温度750℃，大N2流量7.5slm，干O2流量1000sccm，小N2流量0sccm，时间50min；
6、加热阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量950sccm，时间5min；
7、推进阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量0sccm，时间16min；
8、降温阶段：温度750℃，大N2流量7.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间10min；
9、出舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间16min。
将实施例和各个对比例扩散后测量少子寿命，如下表所示：
由上表可以看出，经过提效扩散工艺之后，本发明实施例的硅片的少子寿命比普通扩散工艺对比例1平均高1.64ms，比吸杂阶段在其他时间的对比例2和3也平均高了1.60 ms多，因此本发明采用的合适的吸杂时间，少子寿命提升比较明显。
采用实施例和各个对比例扩散工艺的多晶硅太阳电池电性能参数如下表所示：
由上表可以看出，采用本发明的提效扩散工艺，多晶硅太阳电池电性能参数明显优于普通扩散工艺对比例1和其他时间的对比例2、3，可见本发明采用的吸杂时间和温度得到的多晶硅太阳电池电性能参数最佳，电池效率有0.10%以上的提高。

Claims (2)

1.一种适用于提升晶体硅太阳能电池转换效率的扩散方法，其特征为：使用的硅片是电阻率为1-3ohm·cm的156mm╳156mm规格的P型多晶硅片，常规酸制绒后再进行磷吸杂的扩散方法，扩散炉为荷兰的TEMPRESS，包括下列步骤：
(1)、进舟阶段；
(2)、加热阶段；
(3)、稳定阶段；
(4)、通源扩散阶段；
(5)、加热阶段；
(6)、推进阶段；
(7)、降温阶段；
(8)、吸杂阶段；
(9)、出舟阶段。
2.一种适用于提升晶体硅太阳能电池转换效率的扩散方法，其特征为：使用的硅片是电阻率为1-3ohm·cm的156mm╳156mm规格的P型多晶硅片，常规酸制绒后再进行磷吸杂的扩散方法，扩散炉为荷兰的TEMPRESS，包括下列步骤：
(1)、进舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间8min；
(2)、加热阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间28min；
(3)、稳定阶段：温度800℃，大N2流量6.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间2min；
(4)、通源扩散阶段：温度800℃，大N2流量7.5slm，干O2流量300sccm，小N2流量0sccm，时间20min；
(5)、加热阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量950sccm，时间5min；
(6)、推进阶段：温度845℃，大N2流量6.5slm，干O2流量500sccm，小N2流量0sccm，时间16min；
(7)、降温阶段：温度750℃，大N2流量7.5slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间10min；
(8)、吸杂阶段：温度750℃，大N2流量7.5slm，干O2流量1000sccm，小N2流量0sccm，时间50min；
(9)、出舟阶段：温度800℃，大N2流量2slm，干O2流量0sccm，小N2流量0sccm，时间16min。
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