CN106206861A - 一种太阳能电池片扩散工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池片扩散工艺。包括如下步骤：将硅片放入扩散炉；将扩散炉温度加热至设定的第一温度，待加热的温度值稳定在第一温度的范围值后通入O2、POCL3，并保持设定的第一时间；将扩散炉温度加热至设定的第二温度，待加热的温度值稳定在第二温度的范围值后保持设定的第二时间；将扩散炉温度再进行冷却至第三温度，待冷却的温度值稳定在第三温度的范围值后通入O2、POCL3，并保持设定的第三时间；停止通入POCL3，继续通入O2，然后将扩散炉降温退火取出硅片即可。本发明在扩散工艺中，杂质P的扩散深度较浅，从而使硅表面形成重掺杂的N+区域，与银电极易于形成好的欧姆接触，增大电池片的短路电流，提高电池转换效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池片领域，尤其涉及一种太阳能电池片扩散工艺。
背景技术
太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。目前的太阳能电池片的生产过程可以分为以下几个主要步骤：
1、损伤层的去除及绒面制备，通过化学反应除去硅片表面的切割损伤层，同时得到合理的粗糙表面，以增强光的吸收。
2、扩散制作PN结，将P型的硅片放入扩散炉内，通过硅原子之间的空隙使N型杂质原子由硅片表面层向硅片内部扩散，形成PN结，使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样便形成电流，也就使硅片具有光伏效应。
3、表面PSG(Phosphate Silicate Glass,即磷娃玻璃)的去除,去除娃片在扩散的过程中表面生成的PSG，避免因玻璃层的存在而影响金属电极与硅片的接触，从而提高电池的转换效率。
4、周边PN的去除，去除扩散过程中在硅片边缘形成的将PN结短路的导电层。
5、减反射层的制备，在硅片表面沉积一层氮化硅减反射层，利用薄膜干涉原理，减少光的反射，起到钝化作用，增大电池的短路电流和输出功率，提高转换效率。
6、金属化过程，即背电极、背电场和正电极的印刷和烧结过程，采用银浆印刷正电极和背电极，采用铝浆印刷背电场，以收集电流并起到导电的作用，烧结是在高温下使印刷的电极与硅片之间形成欧姆接触。
其中，扩散制作PN结是太阳能电池生产的关键步骤，PN结的质量则直接决定着太阳能电池的转换效率。现有的扩散方法中(如图1所示)，扩散工艺采用一次扩散和两次扩散的方法。如下是两次扩散实例：
1、将硅片放入扩散炉。
2、将扩散炉温度升至第一温度(750℃-820℃)，温度稳定后通入O2、POCL3，其中O2为流量100-500sccm，POCL3流量为800-1300sccm，保持第一时间(6-9min)。
3、将扩散炉温度升至第二温度(800℃-900℃)，温度稳定后，保持第二时间(4-10min)。
4、停止通POCL3，只通O2流量为300-500sccm，将扩散炉降温退火(退火时间为30-60min)，取出硅片。具体流程见图1。
缺点：1、PN结的方阻较大；
2、PN结表面与银电极难以形成好的欧姆接触，影响太阳能电池效率。
发明内容
本发明的目的是针对现有太阳能电池片扩散工艺中PN结的方阻较大、PN结表面与银电极难以形成好的欧姆接触，影响太阳能电池效率而提供的一种太阳能电池片扩散工艺。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种太阳能电池片扩散工艺，包括如下步骤：
步骤一，将硅片放入扩散炉；
步骤二，将扩散炉温度加热至设定的第一温度，待加热的温度值稳定在第一温度的范围值后通入O2、POCL3，并保持设定的第一时间；
步骤三，将扩散炉温度加热至设定的第二温度，待加热的温度值稳定在第二温度的范围值后保持设定的第二时间；
步骤四，将扩散炉温度再进行冷却至第三温度，待冷却的温度值稳定在第三温度的范围值后通入O2、POCL3，并保持设定的第三时间；
步骤五，停止通入POCL3，继续通入O2，然后将扩散炉降温退火，退火后取出硅片即可。
所述的步骤二中的第一温度为750℃-820℃之间的任一数值，第一时间为6min-9min之间的任一数值，所述的步骤二中的O2通入流量为100-500sccm，步骤二中POCL3流量为800-1300sccm。
所述的步骤三中的第二温度为800℃-900℃之间的任一数值，第二时间为4min-10min之间的任一数值。
所述的步骤四中的第三温度为800℃-840℃之间的任一数值，所述的步骤四中的O2通入流量为300-500sccm，步骤四中POCL3流量为500-900sccm，第三时间为3min-8min之间的任一数值。
所述的步骤五中O2通入流量为400-800sccm，退火时间为30-60min。
本发明的有益效果：本发明在扩散工艺中在步骤4中，杂质P的扩散深度较浅，从而使硅表面形成重掺杂的N+区域，与银电极易于形成好的欧姆接触，增大电池片的短路电流，提高电池转换效率。
附图说明
图1为背景技术的温度及时间的折线图；
图2为本发明的温度及时间的折线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例
如图2所示的一种太阳能电池片扩散工艺，包括如下步骤：
步骤一，将硅片放入扩散炉(扩散炉为本领域内通用的加热炉，且与解决的技术问题没有关系，因此在此不做详细阐述)；
步骤二，将扩散炉温度加热至设定的第一温度，待加热的温度值稳定在第一温度的范围值后通入O2(氧气)、POCL3(三氯氧磷)，并保持设定的第一时间；
步骤三，将扩散炉温度加热至设定的第二温度，待加热的温度值稳定在第二温度的范围值后保持设定的第二时间；
步骤四，将扩散炉温度再进行冷却至第三温度，待冷却的温度值稳定在第三温度的范围值后通入O2、POCL3，并保持设定的第三时间；
步骤五，停止通入POCL3，继续通入O2，然后将扩散炉降温退火，退火后取出硅片即可。
所述的步骤二中的第一温度为750℃-820℃之间的任一数值，第一时间为6min-9min之间的任一数值，所述的步骤二中的O2通入流量为100-500sccm，步骤二中POCL3流量为800-1300sccm。
所述的步骤三中的第二温度为800℃-900℃之间的任一数值，第二时间为4min-10min之间的任一数值。
所述的步骤四中的第三温度为800℃-840℃之间的任一数值，所述的步骤四中的O2通入流量为300-500sccm，步骤四中POCL3流量为500-900sccm，第三时间为3min-8min之间的任一数值。
所述的步骤五中O2通入流量为400-800sccm，退火时间为30-60min。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本领域内普通的技术人员的简单更改和替换都是本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种太阳能电池片扩散工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，将硅片放入扩散炉；
步骤二，将扩散炉温度加热至设定的第一温度，待加热的温度值稳定在第一温度的范围值后通入O2、POCL3，并保持设定的第一时间；
步骤三，将扩散炉温度加热至设定的第二温度，待加热的温度值稳定在第二温度的范围值后保持设定的第二时间；
步骤四，将扩散炉温度再进行冷却至第三温度，待冷却的温度值稳定在第三温度的范围值后通入O2、POCL3，并保持设定的第三时间；
步骤五，停止通入POCL3，继续通入O2，然后将扩散炉降温退火，退火后取出硅片即可。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片扩散工艺，其特征在于：所述的步骤二中的第一温度为750℃-820℃之间的任一数值，第一时间为6min-9min之间的任一数值，所述的步骤二中的O2通入流量为100-500sccm，步骤二中POCL3流量为800-1300sccm。
3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池片扩散工艺，其特征在于：所述的步骤三中的第二温度为800℃-900℃之间的任一数值，第二时间为4min-10min之间的任一数值。
4.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池片扩散工艺，其特征在于：所述的步骤四中的第三温度为800℃-840℃之间的任一数值，所述的步骤四中的O2通入流量为300-500sccm，步骤四中POCL3流量为500-900sccm，第三时间为3min-8min之间的任一数值。
5.根据权利要求3所述的一种太阳能电池片扩散工艺，其特征在于：所述的步骤四中的第三温度为800℃-840℃之间的任一数值，所述的步骤四中的O2通入流量为300-500sccm，步骤四中POCL3流量为500-900sccm，第三时间为3min-8min之间的任一数值。
6.根据权利要求4所述的一种太阳能电池片扩散工艺，其特征在于：所述的步骤五中O2通入流量为400-800sccm，退火时间为30-60min。
7.根据权利要求5所述的一种太阳能电池片扩散工艺，其特征在于：所述的步骤五中O2通入流量为400-800sccm，退火时间为30-60min。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109841516A (zh) * | 2017-11-29 | 2019-06-04 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种用于igbt产品的磷扩散方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102691107A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-26 | 上海超日(洛阳)太阳能有限公司 | 一种太阳能电池制备扩散工艺 |
| US20130104972A1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-02 | Korea Institute Of Science And Technology | Se OR S BASED THIN FILM SOLAR CELL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130104972A1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-02 | Korea Institute Of Science And Technology | Se OR S BASED THIN FILM SOLAR CELL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
| CN102691107A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-26 | 上海超日(洛阳)太阳能有限公司 | 一种太阳能电池制备扩散工艺 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109841516A (zh) * | 2017-11-29 | 2019-06-04 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种用于igbt产品的磷扩散方法 |
| CN109841516B (zh) * | 2017-11-29 | 2020-10-23 | 株洲中车时代半导体有限公司 | 一种用于igbt产品的磷扩散方法 |
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