CN105914261B - 一种黑硅电池的制作方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黑硅电池的制造方法和装置，其中，制造方法包括：步骤1，采用O3部件对P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度；步骤2，对所述P型金刚线硅片进行磷扩散。所述黑硅电池的制造方法和装置，通过在磷扩散之前对P型金刚线硅片进行氧化，由于四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度，P型金刚线硅片的中心区域沉积的氧化层的厚度小于四周的氧化层的厚度，而氧化层会使得磷扩散变慢，这样使得磷扩散是的均匀性更好，表面的扩散方阻更加均匀，有利于改善黑硅电池的电学性能。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件制造领域，特别是涉及一种黑硅电池的制作方法和装置。
背景技术
由于环境污染问题的日益严重及矿石等能源的日益紧缺，太阳能光伏行业近年来得到了快速的发展。光伏行业的核心——太阳能电池主要通过高纯硅片制备而成，其包括制绒、扩散、PECVD、丝网印刷机烧结等相关工序，各工序的工艺都比较复杂，尤其是扩散，其目的是制备太阳能电池PN结，扩散工艺的均匀性及PN结的制备均对太阳能电池的转换效率有较大影响。
目前太阳能电池生产过程中，清洗后的硅片会直接进入扩散炉管，扩散工艺中主要是以N2、O2及POCl3等为原料气体，通过气体间在高温下的化学反应得到P，并在高温下推进进入P型硅片中，制备出PN结。生产中为了降低扩散过程的“死层”效应，磷扩散前会通入O2，使得硅片表面形成一层O2氧化层。不过由于扩散炉管较长导致气体的均匀性也很难控制，且炉内硅片的氧化时间等也存在差异，因此硅片氧化形成的SiO2层的均匀性也很难控制，这样很难改善扩散方阻的均匀性和转换效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种黑硅电池的制造方法和装置，使得磷扩散更加均匀，表面的扩散方阻更加均匀，改善了黑硅电池的电学性能。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种黑硅电池的制造方法，包括：
步骤1，采用O3部件对P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度；
步骤2，对所述P型金刚线硅片进行磷扩散；
其中，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的中央区域的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度高于所述P型金刚线硅片的中央的O2浓度。
其中，在所述步骤2之后，还包括：
步骤3，对经过磷扩散的所述P型金刚线硅片的背面进行刻蚀，去除所述P型金刚线硅片上的PSG和边缘pn结；
步骤4，对所述P型金刚线硅片的正面PECVD沉积两层减反射膜。
其中，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度为所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度为所述P型金刚线硅片的中心区域的O2浓度的120％。
其中，所述减反射膜为SiNx薄膜。
其中，所述对所述P型金刚线硅片进行氧化包括：
所述P型金刚线硅片的中心处沉积的氧化层的厚度为4nm，所述P型金刚线硅片的四周的氧化层的厚度为5nm。
其中，在所述步骤4之后，还包括：
步骤5，在所述P型金刚线硅片的正表面印刷银浆作为正电极、背表面印刷铝浆作为背电场以及印刷银铝浆作为背电极之后，进入烧结炉进行烧结。
其中，所述P型金刚线硅片的磷扩散，包括：
采用三氯氧磷液态源，将具有黑硅绒面的P型金刚线硅片在管式扩散炉中进行磷扩散。
其中，所述黑硅绒面的P型金刚线硅片的制作工艺包括：
步骤11，对预先选定的P型金刚线硅片进行制绒和清洗处理，形成基本制绒面；
步骤12，对具有所述基本制绒面的P型金刚线硅片进行二次制绒，获得黑硅绒面。
除此之外，本发明实施例还提供了一种黑硅电池的制造装置，包括：
O3部件，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的中央区域的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度高于所述P行金刚线硅片的中央的O2浓度。
其中，所述过滤网为使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度为所述金刚线的中央的O2浓度的120％的过滤网。
本发明实施例所提供的黑硅电池的制造装置和方法，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法，黑硅电池的制造方法，包括：
步骤1，采用O3部件对P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度；
步骤2，对所述P型金刚线硅片进行磷扩散；
其中，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的中央区域的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度高于所述P型金刚线硅片的中央的O2浓度。
除此之外，本发明实施例提供的黑硅电池的制造装置，包括：
O3部件，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的中央区域的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度高于所述P型金刚线硅片的中央的O2浓度。
所述黑硅电池的制造方法和装置，通过在磷扩散之间采用O3部件对P型金刚线硅片进行氧化，由于P型金刚线硅片四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度，使得P型金刚线硅片的中心区域沉积的氧化层的厚度小于四周的氧化层的厚度，而氧化层会使得磷扩散变慢，这样使得磷扩散是的均匀性更好，表面方阻更加均匀，有利于改善黑硅电池的电学性能。
综上所述，本发明实施例所提供的黑硅电池的制造方法和装置，通过在磷扩散之间采用O3部件对P型金刚线硅片进行氧化，使得磷扩散是的均匀性更好，表面方阻更加均匀，有利于改善黑硅电池的电学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法的一种具体实施方式中的步骤流程示意图；
图2为本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法的另一种具体实施方式中的步骤流程示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，目前太阳能电池生产过程中，由于扩散炉管较长导致气体的均匀性也很难控制，且炉内硅片的氧化时间等也存在差异，因此硅片氧化形成的SiO2层的均匀性也很难控制，这样很难改善扩散方阻的均匀性和转换效率。
基于此，本发明实施例所提供了一种黑硅电池的制造方法，包括：
步骤1，采用O3部件对P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度；
步骤2，对所述P型金刚线硅片进行磷扩散；
其中，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的中央区域的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度高于所述P型金刚线硅片的中央的O2浓度。
除此之外，本发明实施例提供了一种黑硅电池的制造装置，包括：
O3部件，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的中央区域的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度高于所述P行金刚线硅片的中央的O2浓度。
综上所述，本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法和装置，通过在磷扩散之前采用O3部件对P型金刚线硅片进行氧化，由于P型金刚线硅片四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度，使得P型金刚线硅片的中心区域沉积的氧化层的厚度小于四周的氧化层的厚度，而氧化层会使得磷扩散变慢，这样使得磷扩散是的均匀性更好，表面方阻更加均匀，有利于改善黑硅电池的电学性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参考图1-2，图1为本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法的一种具体实施方式中的步骤流程示意图；图2为本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法的另一种具体实施方式中的步骤流程示意图。
在一种具体实施方式中，所述黑硅电池的制造方法，包括：
步骤1，采用O3部件对P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度；
步骤2，对所述P型金刚线硅片进行磷扩散；
其中，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的中央区域的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度高于所述P型金刚线硅片的中央的O2浓度。
所述黑硅电池的制造方法，通过在磷扩散之前采用O3部件对P型金刚线硅片进行氧化，由于P型金刚线硅片四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度，使得P型金刚线硅片的中心区域沉积的氧化层的厚度小于四周的氧化层的厚度，而氧化层会使得磷扩散变慢，这样使得磷扩散是的均匀性更好，表面方阻更加均匀，有利于改善黑硅电池的电学性能其中，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度为所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度为所述P型金刚线硅片的中心区域的O2浓度的120％。
所述P型金刚线硅片的磷扩散一般是在管式扩散炉中进行的，一般在所述步骤2之后，还包括：
步骤3，对经过磷扩散的所述P型金刚线硅片的背面进行刻蚀，去除所述P型金刚线硅片上的PSG和边缘pn结；
步骤4，对所述P型金刚线硅片的正面PECVD沉积两层减反射膜。
本发明中P型金刚线硅片的磷扩散，具体包括：
采用三氯氧磷液态源，将具有黑硅绒面的P型金刚线硅片在管式扩散炉中进行磷扩散。
具体的，所述减反射膜一般为SiNx薄膜。本发明对所述PECVD的具体的工艺参数不做具体限定。
为使得金刚线硅片的扩散方阻达到最佳，所述对所述P型金刚线硅片进行氧化包括：
所述P型金刚线硅片的中心处沉积的氧化层的厚度为4nm，所述P型金刚线硅片的四周的氧化层的厚度为5nm。
在对金刚线硅片的表面进行PECVD沉积氧化膜之后，黑硅电池的本体基本制作完成，下一步需要进行电极的制作，即在所述步骤4之后，还包括：
步骤5，在所述P型金刚线硅片的正表面印刷银浆作为正电极、背表面印刷铝浆作为背电场以及印刷银铝浆作为背电极之后，进入烧结炉进行烧结。
在对金刚线硅片进行氧化之前一般还需要对其进行表面制绒，所述黑硅绒面的P型金刚线硅片的制作工艺包括：
步骤11，对预先选定的P型金刚线硅片进行制绒和清洗处理，形成基本制绒面；
步骤12，对具有所述基本制绒面的P型金刚线硅片进行二次制绒，获得黑硅绒面。
在对黑硅绒面进行清洗后，才对会其进行氧化操作。需要说明的是，对金刚线硅片的制绒操作必须是发生在对其氧化之前。
对金刚线硅片进入烧结炉进行烧结之后，黑硅电池已经制作完成，但是在使用之前还需要对其进行电学性能的检测和测试，之后，才能进行批量生产。
除此之外，本发明实施例还提供了一种黑硅电池的制造装置，包括：
O3部件，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的中央区域的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度高于所述P型金刚线硅片的中央的O2浓度。
需要说明的是，黑硅电池的制造装置是在首先对P型金刚线硅片进行制绒，获得黑硅绒面之后，再使用O3部件进行氧化，使得金刚线硅片的中心处沉积的氧化层的厚度大于四周的氧化层的沉积厚度。由于氧化过程中，是O2是从竖直方向流过硅片的，与在长度较长的扩散炉中的氧化过程不同，氧化层的厚度很容易控制，即硅片氧化形成的二氧化硅层的厚度的均匀性容易控制，有利于改善扩散方阻的均匀性和转换效率。
具体的，所述过滤网为使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度为所述金刚线的中央的O2浓度的120％的过滤网。
综上所述，本发明实施例提供的黑硅电池的制造方法和装置，通过在磷扩散之间采用O3部件对P型金刚线硅片进行氧化，由于P型金刚线硅片四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度，使得P型金刚线硅片的中心区域沉积的氧化层的厚度小于四周的氧化层的厚度，而氧化层会使得磷扩散变慢，这样使得磷扩散是的均匀性更好，表面方阻更加均匀，有利于改善黑硅电池的电学性能。
以上对本发明所提供的黑硅电池的制造方法和装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种黑硅电池的制造方法，其特征在于，包括：
步骤1，采用O3部件对P型金刚线硅片进行氧化，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度；
步骤2，对所述P型金刚线硅片进行磷扩散；
其中，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的中央区域的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度高于所述P型金刚线硅片的中央的O2浓度。
2.如权利要求1所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，在所述步骤2之后，还包括：
步骤3，对经过磷扩散的所述P型金刚线硅片的背面进行刻蚀，去除所述P型金刚线硅片上的PSG和边缘pn结；
步骤4，对所述P型金刚线硅片的正面PECVD沉积两层减反射膜。
3.如权利要求2所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，所述P型金刚线硅片的四周的O2流过的浓度高于中心区域的O2流过的浓度为所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度为所述P型金刚线硅片的中心区域的O2浓度的120％。
4.如权利要求3所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，所述减反射膜为SiNx薄膜。
5.如权利要求4所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，所述对所述P型金刚线硅片进行氧化包括：
所述P型金刚线硅片的中心处沉积的氧化层的厚度为4nm，所述P型金刚线硅片的四周的氧化层的厚度为5nm。
6.如权利要求5所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，在所述步骤4之后，还包括：
步骤5，在所述P型金刚线硅片的正表面印刷银浆作为正电极、背表面印刷铝浆作为背电场以及印刷银铝浆作为背电极之后，进入烧结炉进行烧结。
7.如权利要求1所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，所述P型金刚线硅片的磷扩散，包括：
采用三氯氧磷液态源，将具有黑硅绒面的P型金刚线硅片在管式扩散炉中进行磷扩散。
8.如权利要求7所述的黑硅电池的制造方法，其特征在于，所述黑硅绒面的P型金刚线硅片的制作工艺包括：
步骤11，对预先选定的P型金刚线硅片进行制绒和清洗处理，形成基本制绒面；
步骤12，对具有所述基本制绒面的P型金刚线硅片进行二次制绒，获得黑硅绒面。
9.一种黑硅电池的制造装置，其特征在于，包括：
O3部件，所述O3部件用于对P型金刚线硅片进行氧化，包括设置在所述P型金刚线硅片流过处的中央区域的过滤网，所述过滤网用于使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度高于所述P型金刚线硅片的中央的O2浓度。
10.如权利要求9所述的黑硅电池的制造装置，其特征在于，所述过滤网为使得所述P型金刚线硅片的四周的O2浓度为所述P型金刚线硅片的中央的O2浓度的120％的过滤网。
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