CN109545899A - 一种太阳能电池片生产用氮封工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池片生产用氮封工艺，包括以下步骤：S1、低温沉积：将硅片置入普通的扩散炉中，扩散炉中温度在800℃保持8分钟，在8分钟内向扩散炉内通入大氮和小氮的混合气体，大氮与小氮的体积比为12:1，且大氮的流量为12slm，小氮的流量为1slm；S2、变温沉积：将扩散炉内的温度在5分钟内提升至825℃，在该时间范围内向扩散炉内通入大氮、氧气和小氮的混合气体，大氮的流量为12slm，小氮流量为1slm，氧气的流量为0.5slm；S3、高温沉积：在825℃进行5分钟的保温，这个过程中向扩散炉内通入大氮、氧气和小氮的混合气体。该太阳能电池片生产用氮封工艺，不仅能够提升太阳能电池片的转换效率，还能降低生产成本，适合大范围的普及和推广。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池片生产技术领域，具体涉及一种太阳能电池片生产用氮封工艺。
背景技术
太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，大部分太阳能电池板的主要材料为"硅"，但因制作成本较大，以至于它普遍地使用还有一定的局限。相对于普通电池和可循环充电电池来说，太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。在太阳能电池片生产的过程中，提供P-N结是非常重要的环节，POCl3是目前磷扩散用得较多的一种杂质源。POCl3液态源扩散方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点。在磷扩散时，为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。此为氮封工艺，但是在氮封工艺过程中，氮气的比例和加入时机是非常重要的，目前的一次性的加入，使得太阳能电池片的品质不高。
因此针对这一现状，迫切需要设计和生产一种太阳能电池片生产用氮封工艺，以满足实际使用的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池片生产用氮封工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能电池片生产用氮封工艺，包括以下步骤：
S1、低温沉积：将硅片置入普通的扩散炉中，扩散炉中温度在800℃保持8分钟，在8分钟内向扩散炉内通入大氮和小氮的混合气体，大氮与小氮的体积比为12:1，且大氮的流量为12slm，小氮的流量为1slm；
S2、变温沉积：将扩散炉内的温度在5分钟内提升至825℃，在该时间范围内向扩散炉内通入大氮、氧气和小氮的混合气体，大氮的流量为12slm，小氮流量为1slm，氧气的流量为0.5slm；
S3、高温沉积：在825℃进行5分钟的保温，这个过程中向扩散炉内通入大氮、氧气和小氮的混合气体，大氮的流量为12slm，小氮流量为2slm，氧气的流量为2slm；
S4、升温：将8分钟内将扩散炉内的温度升至835℃，升温过程中向扩散炉内通入大氮，大氮的流量为10slm；
S5、高温推结：待扩散炉内在835℃温度时稳定后，在15分钟内向扩散炉内通入大氮和氧气的混合气体，大氮的流量为10slm，氧气的流量为2slm，氧气占混合气体体积的10％；
S6、冷却：在15分钟内将扩散炉内的温度降至790℃，这个过程中向扩散炉内通入大氮、氧气的混合气体，氧气占混合气体体积的10％。
优选的，所述扩散炉内的气体通入速度恒定，所述扩散炉设置为荷兰TEMPRESS扩散炉。
优选的，所述低温沉积时扩散炉的压力为8Pa,所述变温沉积时扩散炉的压力为10Pa，所述高温沉积时扩散炉的压力为12Pa，所述升温时扩散炉的压力为13Pa，所述高温推结时扩散炉的压力为15Pa，所述冷却时扩散炉的压力为10Pa。
优选的，所述扩散炉的加热设置为光照快速加热处理，光照的波长为200-2000nm，光照加热的区间为500-1000℃。
优选的，所述冷却时使用的是冷凝器外部降温，冷凝器的型号设置为格星GX-15HP。
优选的，所述硅片为多晶硅片、单晶硅片和准单晶硅片中的任意一种。
优选的，所述低温沉积前的扩散炉应为常温状态，且内部抽空空气，通入氮气，关闭炉门，使得炉内压强维持在8Pa的状态。
本发明的技术效果和优点：该太阳能电池片生产用氮封工艺，采用六次加工处理，相比一次性恒温沉积扩散可以在不增加成本的情况下，使生产的太阳能获得较高的转换效率，多次的温度变化，且温度按一定梯度逐渐增加，使得加工效果更好，进而使得电池片的效率进一步提高，采用通入大氮和小氮，使得在效果相同的情况下，氮气的总量变低，降低了生产成本，常规操作往往反应完成后，直接进行大幅度降温，由于温度骤然减低，导致气体流动速度变慢，因此会使得扩散炉内壁贴附一定量的残留物质，本氮封工艺有序降温，则降低了残留物质的产生，该太阳能电池片生产用氮封工艺，不仅能够提升太阳能电池片的转换效率，还能降低生产成本，适合大范围的普及和推广。
具体实施方式
下面将结合本发明内容，对本发明内容中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的内容仅仅是本发明一部分内容，而不是全部的内容。基于本发明中的内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他内容，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了的一种太阳能电池片生产用氮封工艺，包括以下步骤：
S1、低温沉积：将硅片置入普通的扩散炉中，扩散炉中温度在800℃保持8分钟，在8分钟内向扩散炉内通入大氮和小氮的混合气体，大氮与小氮的体积比为12:1，且大氮的流量为12slm，小氮的流量为1slm；
S2、变温沉积：将扩散炉内的温度在5分钟内提升至825℃，在该时间范围内向扩散炉内通入大氮、氧气和小氮的混合气体，大氮的流量为12slm，小氮流量为1slm，氧气的流量为0.5slm；
S3、高温沉积：在825℃进行5分钟的保温，这个过程中向扩散炉内通入大氮、氧气和小氮的混合气体，大氮的流量为12slm，小氮流量为2slm，氧气的流量为2slm；
S4、升温：将8分钟内将扩散炉内的温度升至835℃，升温过程中向扩散炉内通入大氮，大氮的流量为10slm；
S5、高温推结：待扩散炉内在835℃温度时稳定后，在15分钟内向扩散炉内通入大氮和氧气的混合气体，大氮的流量为10slm，氧气的流量为2slm，氧气占混合气体体积的10％；
S6、冷却：在15分钟内将扩散炉内的温度降至790℃，这个过程中向扩散炉内通入大氮、氧气的混合气体，氧气占混合气体体积的10％。
具体的，所述扩散炉内的气体通入速度恒定，所述扩散炉设置为荷兰TEMPRESS扩散炉。
具体的，所述低温沉积时扩散炉的压力为8Pa,所述变温沉积时扩散炉的压力为10Pa，所述高温沉积时扩散炉的压力为12Pa，所述升温时扩散炉的压力为13Pa，所述高温推结时扩散炉的压力为15Pa，所述冷却时扩散炉的压力为10Pa。
具体的，所述扩散炉的加热设置为光照快速加热处理，光照的波长为200-2000nm，光照加热的区间为500-1000℃。
具体的，所述冷却时使用的是冷凝器外部降温，冷凝器的型号设置为格星GX-15HP。
具体的，所述硅片为多晶硅片、单晶硅片和准单晶硅片中的任意一种。
具体的，所述低温沉积前的扩散炉应为常温状态，且内部抽空空气，通入氮气，关闭炉门，使得炉内压强维持在8Pa的状态。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选内容而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述内容对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各内容所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种太阳能电池片生产用氮封工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、低温沉积：将硅片置入普通的扩散炉中，扩散炉中温度在800℃保持8分钟，在8分钟内向扩散炉内通入大氮和小氮的混合气体，大氮与小氮的体积比为12:1，且大氮的流量为12slm，小氮的流量为1slm；
S2、变温沉积：将扩散炉内的温度在5分钟内提升至825℃，在该时间范围内向扩散炉内通入大氮、氧气和小氮的混合气体，大氮的流量为12slm，小氮流量为1slm，氧气的流量为0.5slm；
S3、高温沉积：在825℃进行5分钟的保温，这个过程中向扩散炉内通入大氮、氧气和小氮的混合气体，大氮的流量为12slm，小氮流量为2slm，氧气的流量为2slm；
S4、升温：将8分钟内将扩散炉内的温度升至835℃，升温过程中向扩散炉内通入大氮，大氮的流量为10slm；
S5、高温推结：待扩散炉内在835℃温度时稳定后，在15分钟内向扩散炉内通入大氮和氧气的混合气体，大氮的流量为10slm，氧气的流量为2slm，氧气占混合气体体积的10％；
S6、冷却：在15分钟内将扩散炉内的温度降至790℃，这个过程中向扩散炉内通入大氮、氧气的混合气体，氧气占混合气体体积的10％。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片生产用氮封工艺，其特征在于：所述扩散炉内的气体通入速度恒定，所述扩散炉设置为荷兰TEMPRESS扩散炉。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片生产用氮封工艺，其特征在于：所述低温沉积时扩散炉的压力为8Pa,所述变温沉积时扩散炉的压力为10Pa，所述高温沉积时扩散炉的压力为12Pa，所述升温时扩散炉的压力为13Pa，所述高温推结时扩散炉的压力为15Pa，所述冷却时扩散炉的压力为10Pa。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片生产用氮封工艺，其特征在于：所述扩散炉的加热设置为光照快速加热处理，光照的波长为200-2000nm，光照加热的区间为500-1000℃。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片生产用氮封工艺，其特征在于：所述冷却时使用的是冷凝器外部降温，冷凝器的型号设置为格星GX-15HP。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片生产用氮封工艺，其特征在于：所述硅片为多晶硅片、单晶硅片和准单晶硅片中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片生产用氮封工艺，其特征在于：所述低温沉积前的扩散炉应为常温状态，且内部抽空空气，通入氮气，关闭炉门，使得炉内压强维持在8Pa的状态。
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