CN115172518A - 一种太阳能电池的多次氧化扩散方法、制备方法 - Google Patents
一种太阳能电池的多次氧化扩散方法、制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115172518A CN115172518A CN202210800881.XA CN202210800881A CN115172518A CN 115172518 A CN115172518 A CN 115172518A CN 202210800881 A CN202210800881 A CN 202210800881A CN 115172518 A CN115172518 A CN 115172518A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxidation
- cell
- doping source
- temperature
- depositing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 163
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 163
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 20
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 10
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 50
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 29
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 29
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 25
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 7
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 5
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
- H01L21/0223—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
- H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本申请公开了一种太阳能电池的多次氧化扩散方法、制备方法,涉及光伏领域,用于电池制备。扩散方法包括:在电池片的正面沉积掺杂源;推进掺杂源,并对沉积有掺杂源的电池片进行两次及两次以上氧化,氧化过程中的氧化温度逐渐升高,以持续推进掺杂源并氧化掺杂源形成介质层,得到扩散后电池片。本申请对掺杂源推进后,对电池片在进行多次氧化处理,可以进一步推进掺杂源,且在进行氧化时每次氧化的温度逐渐升高,可以改善掺杂源的浓度分布,提升扩散的均匀性,同时氧化处理还可以使得掺杂源氧化形成介质层,由于介质层是在氧化温度逐渐升高的过程中形成,减少了高温的作用时间,从而延长密封圈以及石英器件的使用寿命,降低太阳能电池的制造成本。
Description
技术领域
本申请涉及光伏领域,特别是涉及一种太阳能电池的多次氧化扩散方法、制备方法。
背景技术
TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触太阳能电池技术,具有更高的电池转换效率、与PERC(PassivatedEmitterand Rear Cell)电池产线兼容性高等优势,成为国内外研究的热点之一。
TOPCon电池进行扩散时,需要一定的厚度的介质层(如硼硅玻璃、磷硅玻璃)对正面的扩散进行保护,介质层由对掺杂源进行氧化形成,介质层厚度直接影响掺杂的表面浓度均匀性,从而影响扩散方阻的均匀性。为了改善扩散均匀性,将介质层的厚度沉积的比较厚,较厚的介质层需要较长的氧化时间或较高的氧化温度,导致密封圈以及石英器件的使用寿命缩短,进一步增加电池的制造成本。
因此,如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。
发明内容
本申请的目的是提供一种太阳能电池的多次氧化扩散方法、制备方法,以改善电池片扩散均匀性,提升电池效率,同时降低电池的制造成本。
为解决上述技术问题,本申请提供一种太阳能电池扩散方法,包括:
在电池片的正面沉积掺杂源;
推进所述掺杂源,并对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行两次及两次以上氧化,氧化过程中的氧化温度逐渐升高,以持续推进所述掺杂源并氧化所述掺杂源形成介质层,得到扩散后电池片。
可选的,氧化过程中的氧化时间逐渐延长。
可选的,所述在电池片的正面沉积掺杂源之前,还包括:
预氧化所述电池片,以在所述电池片的正面形成氧化层。
可选的,所述在电池片的正面沉积掺杂源之前,还包括:
检测扩散炉腔真空性能;
若所述扩散炉腔的真空性能满足预设条件,则进行在电池片的正面沉积掺杂源的步骤。
可选的,还包括:
在相邻两次氧化之间,将温度在预设时间内快速升至下一次氧化所需温度。
可选的,对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行两次及两次以上氧化,氧化过程中的氧化温度逐渐升高包括:
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第一次氧化,第一次氧化的温度在950℃~980℃,氧化时间在10min~20min;
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第二次氧化,第二次氧化的温度在980℃~1000℃,氧化时间在10min~20min;
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第三次氧化,第三次氧化的温度在1020℃~1030℃,氧化时间在20min~30min;
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第四次氧化,第四次氧化的温度在1030℃~1050℃,氧化时间在20min~30min。
本申请还提供一种太阳能电池制备方法,包括:
采用上述任一种所述的太阳能电池的多次氧化扩散方法对电池片进行扩散,得到扩散后电池片;
在所述扩散后电池片的背面沉积氧化硅层和掺杂多晶硅层;
在所述扩散后电池片的正面沉积第一钝化层;
在所述掺杂多晶硅层背离所述氧化硅层的表面沉积第二钝化层;
制作正面电极和背面电极,得到太阳能电池。
可选的,对电池片进行扩散之前,还包括:
对所述电池片制绒。
可选的,所述对所述电池片制绒包括:
利用碱液对所述电池片制绒。
可选的,在所述扩散后电池片的正面沉积第一钝化层包括:
在所述扩散后电池片的正面沉积氧化铝层;
在所述氧化铝层背离所述扩散后电池片的表面沉积氮化硅层。
本申请所提供的一种太阳能电池扩散方法,包括:在电池片的正面沉积掺杂源;推进所述掺杂源,并对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行两次及两次以上氧化,氧化过程中的氧化温度逐渐升高,以持续推进所述掺杂源并氧化所述掺杂源形成介质层,得到扩散后电池片。
可见,本申请中的扩散方法在电池片的正面沉积掺杂源并进行推进后,对电池片在进行多次氧化处理,可以进一步推进掺杂源,且在进行氧化时每次氧化的温度逐渐升高,可以改善掺杂源的浓度分布,提升扩散的均匀性,同时,氧化处理还可以使得掺杂源氧化形成介质层,降低掺杂源的表面复合,提升太阳能电池的效率,由于介质层是在氧化温度逐渐升高的过程中形成,减少了高温的作用时间,从而延长密封圈以及石英器件的使用寿命,降低太阳能电池的制造成本。
此外,本申请还提供一种具有上述优点的太阳能电池的制备方法。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案,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的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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为本申请实施例所提供的一种太阳能电池扩散方法的流程图;
图2为本申请实施例所提供的一种太阳能电池制备方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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实施例,都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他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例的限制。
以硼扩散为例,目前在对电池片进行扩散时的工艺包括:
步骤1:开扩散炉门进舟,氮气流量1000~3000sccm(Standard Cubic Centimeterper Minute,每分钟标准毫升),温度700~800℃;
步骤2:抽真空,压力100~300mbar(毫巴),温度700~800℃;
步骤3:对扩散炉腔进行漏率检测;
步骤4:升温,氮气流量1000~3000sccm,温度850~900℃;
步骤5:沉积掺杂源,氮气流量1000~3000sccm,温度850~900℃,BCl3流量100~160sccm,氧气流量100~600sccm,沉积时间10~15min;
步骤6:升温至960~990℃,氮气流量1000~3000sccm,时间10~20min;
步骤7:推结,氮气流量1000~3000sccm,温度960~990℃,推结时间2~10min;
步骤8:升温氧化形成硼硅玻璃介质层,温度1010~1050℃,氧气流量10~20slm(Standard Liter per Minute,每分钟标准升),氧化时间50~100min;
步骤9:降温,温度800~850℃,氮气流量5~10slm,时间20~35min
步骤10:出舟,氮气流量2000~5000sccm。
正如背景技术部分所述,介质层需要较长的氧化时间,或较高的氧化温度,现有技术中时间在50~100min,温度在1010~1050℃,导致密封圈以及石英器件的使用寿命缩短,进一步增加电池的制造成本。
有鉴于此,本申请提供了一种太阳能电池扩散方法,请参考图1,包括:
步骤S101:在电池片的正面沉积掺杂源。
本申请中对掺杂源的沉积条件不做具体限定,视情况而定。例如,沉积掺杂源的条件可以为:氮气流量在1000sccm~3000sccm,温度在850℃~900℃,BCl3流量在100sccm~160sccm,氧气流量在100sccm~600sccm,沉积时间在10min~15min。
掺杂源根据电池片的类型而定,当电池片为N型电池片时,掺杂源可以为硼,当电池片为P型电池片时,掺杂源可以为磷。为了获得更高的电池效率,电池片优选为N型电池片。
可选的,在本申请的一个实施例中,所述在电池片的正面沉积掺杂源之前,还包括:
预氧所述化电池片,以在所述电池片的正面形成所述氧化层。其中,预氧化时氧气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在850℃~900℃,氧化时间可以在5min~10min。
步骤S102:推进所述掺杂源,并对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行两次及两次以上氧化,氧化过程中的氧化温度逐渐升高,以持续推进所述掺杂源并氧化所述掺杂源形成介质层,得到扩散后电池片。
推结(推进掺杂源)时的条件可以为:氮气流量在1000sccm~3000sccm,温度在950℃~980℃,时间在2~10min。
推进掺杂源的温度高于沉积掺杂源的温度,有利于掺杂源的扩散,加深PN结。
推结温度高于沉积掺杂源时的温度,在沉积掺杂源之后、推结之前,还可以进行升温过程,以利于掺杂源向电池片中扩散,升温过程中氮气流量在1000sccm~3000sccm,时间在10~20min。
介质层根据掺杂源的类型而定,例如,当掺杂源为B(硼)时,介质层为BSG(硼硅玻璃),当掺杂源为P(磷)时,介质层为PSG(磷硅玻璃)。
推结之后进行氧化,一方面继续推进掺杂源进入电池片,改善掺杂浓度分布,另一方面将掺杂源氧化形成介质层,氧化过程中的氧化温度逐渐升高,可以使得扩散更加均匀,形成均匀的低表面浓度掺杂,同时降低掺杂源的表面复合,减少缺陷,提升太阳能电池的效率。
氧化次数在两次以上,例如两次、三次、四次等,本申请中对氧化次数不做限定。
氧化温度可以在950℃~1050℃,氧化时间可以在10min~30min。
需要指出的是,本申请中对氧化时间不做限定,可自行设置。例如,每次氧化的时间相等;或者,每次氧化的时间逐渐延长;或者,前几次氧化次数的氧化时间相等,后几次氧化次数的氧化的时间相等,后几次氧化次数的氧化的时间大于前几次氧化次数的氧化时间,等等。
优选地,在本申请的一个实施例中,氧化过程中的氧化时间逐渐延长,以保证介质层的形成厚度,降低介质层表面浓度。
在本申请的一个实施例中,当氧化次数为四次时,对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行两次及两次以上氧化,氧化过程中的氧化温度逐渐升高包括:
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第一次氧化,第一次氧化的温度在950℃~980℃,氧化时间在10min~20min;
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第二次氧化,第二次氧化的温度在980℃~1000℃,氧化时间在10min~20min;
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第三次氧化,第三次氧化的温度在1020℃~1030℃,氧化时间在20min~30min;
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第四次氧化,第四次氧化的温度在1030℃~1050℃,氧化时间在20min~30min。
可以理解的是,进行氧化的电池片已经有掺杂源推进。
需要说明的是,在电池片的正面沉积掺杂源之前,还需进行如下步骤:
开扩散炉门进舟,扩散炉中氮气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在750℃~790℃;
抽真空,扩散炉中压力可以在100mbar~300mbar,温度可以在750℃~790℃;
升温,氮气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在850~900℃。
对形成有PN结的电池片进行两次及两次以上氧化之后,还需进行如下步骤:
降温氧化,温度可以在800℃~850℃,氧气流量可以在5000sccm~10000sccm,时间可以在15min~25min。
出舟,氮气流量可以在2000sccm~5000sccm。
本申请中的扩散方法在电池片的正面沉积掺杂源并进行推进后,对电池片在进行多次氧化处理,可以进一步推进掺杂源,且在进行氧化时氧化过程中的氧化温度逐渐升高,可以改善掺杂源的浓度分布,提升扩散的均匀性,同时,氧化处理还可以使得掺杂源氧化形成介质层,降低掺杂源的表面复合,提升太阳能电池的效率,由于介质层是在氧化温度逐渐升高的过程中形成,减少了高温的作用时间,从而延长密封圈以及石英器件的使用寿命,降低太阳能电池的制造成本。
在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述在电池片的正面沉积掺杂源之前,还包括:
检测扩散炉腔真空性能;
若所述扩散炉腔的真空性能满足预设条件,则进行在电池片的正面沉积掺杂源的步骤。
若不满足预设条件,则需要对扩散炉进行维修,以满足预设条件。预设条件本申请中不进行具体限定,可自行设置。
可以通过漏率检测检验扩散炉腔的真空性能(保压能力),具体操作可参考相关技术,本申请中不再详细赘述。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,太阳能电池扩散方法还包括:
在相邻两次氧化之间,将温度在预设时间内快速升至下一次氧化所需温度。
在相邻两次氧化之间进行快速升温时,还可以继续通入氧气,氧气的流量可以在5000sccm~20000sccm。
快速升温一方面可以将温度快速提升至下次氧化所需的温度,节省工艺时间,提升扩散效率,另一方面,还可以延长氧化时间,使得掺杂浓度分布更均匀。
例如,当氧化次数为四次时,快速升温过程进行三次,氧化和快速升温的过程可以包括:
对形成有PN结的电池片进行第一次氧化,第一次氧化的温度在950℃~980℃,氧化时间在10min~20min;
在第一时间内将温度升至980℃~1000℃,所述第一时间在3min~5min;
对形成有PN结的电池片进行第二次氧化,第二次氧化的温度在980℃~1000℃,氧化时间在10min~20min;
在第二时间内将温度升至1000℃~1020℃,所述第二时间在2min~4min;
对形成有PN结的电池片进行第三次氧化,第三次氧化的温度在1020℃~1030℃,氧化时间在20min~30min;
在第三时间内将温度升至1030℃~1050℃,所述第三时间在2min~5min;
对形成有PN结的电池片进行第四次氧化,第四次氧化的温度在1030℃~1050℃,氧化时间在20min~30min。
下面以电池片为N型电池片、掺杂源为硼为例,对本申请中的扩散方法进行阐述。
步骤1、开扩散炉门进舟,扩散炉中氮气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在750℃~790℃;
步骤2、抽真空,扩散炉中压力可以在100mbar~300mbar,温度可以在750℃~790℃;
步骤3、漏率检测;
步骤4、升温,氮气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在850~900℃;
步骤5、预氧化,氧气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在850℃~900℃,氧化时间可以在5min~10min,在电池片的正面形成所述氧化层;
步骤6、在电池片的正面沉积掺杂源,氮气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在850℃~900℃,BCl3流量可以在100sccm~160sccm,氧气流量可以在100sccm~600sccm,沉积时间可以在10min~15min;
步骤7、升温,温度可以在950℃~980℃,氮气流量可以在1000~3000sccm,时间可以在10~20min;
步骤8、推进所述掺杂源,氮气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在950℃~980℃,时间可以在2~10min;
步骤9、对推进掺杂源后的电池片进行第一次氧化,第一次氧化的温度可以在950℃~980℃,氧化时间可以在10min~20min,氧气流量可以在5000~15000sccm;
步骤10、在第一时间内将温度升至980℃~1000℃,所述第一时间在3min~5min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤11、对推进掺杂源后的电池片进行第二次氧化,第二次氧化的温度在980℃~1000℃,氧化时间在10min~20min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤12、在第二时间内将温度升至1000℃~1020℃,所述第二时间在2min~4min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤13、对推进掺杂源后的电池片进行第三次氧化,第三次氧化的温度在1020℃~1030℃,氧化时间在20min~30min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤14、在第三时间内将温度升至1030℃~1050℃,所述第三时间在2min~5min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤15、对推进掺杂源后的电池片进行第四次氧化,第四次氧化的温度在1030℃~1050℃,氧化时间在20min~30min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤16、降温氧化,温度可以在800℃~850℃,氧气流量可以在5000sccm~10000sccm,时间可以在15min~25min,氧气流量可以在5000~10000sccm;
步骤17、出舟,氮气流量可以在2000sccm~5000sccm。
本申请还提供一种太阳能电池制备方法,请参考图2,包括:
步骤S201:采用上述任一实施例所述的太阳能电池的多次氧化扩散方法对电池片进行扩散,得到扩散后电池片。
步骤S202:在所述扩散后电池片的背面沉积氧化硅层和掺杂多晶硅层。
步骤S203:在所述扩散后电池片的正面沉积第一钝化层。
为了提升第一钝化层的钝化效果,提升电池转换效率,在本申请的一个实施例中,在所述扩散后电池片的正面沉积第一钝化层包括:
在所述扩散后电池片的正面沉积氧化铝层;
在所述氧化铝层背离所述扩散后电池片的表面沉积氮化硅层。
其中,氧化铝层的厚度可以在3nm~10nm,氮化硅层的厚度可以在70nm~90nm。
步骤S204:在所述掺杂多晶硅层背离所述氧化硅层的表面沉积第二钝化层。
第二钝化层可以为氮化硅层,第二钝化层的厚度可以在70nm~90nm。
步骤S205:制作正面电极和背面电极,得到太阳能电池。
正面电极和背面电极采用丝网印刷、烧结而成。
本实施例中的太阳能电池制备过程中,在对电池片进行扩散过程中,在电池片的正面沉积掺杂源并进行推进后,对电池片在进行多次氧化处理,可以进一步推进掺杂源,且在进行氧化时氧化过程中的氧化温度逐渐升高,可以改善掺杂源的浓度分布,提升扩散的均匀性,同时,氧化处理还可以使得掺杂源氧化形成介质层,降低掺杂源的表面复合,提升太阳能电池的效率,由于介质层是在氧化温度逐渐升高的过程中形成,减少了高温的作用时间,从而延长密封圈以及石英器件的使用寿命,降低太阳能电池的制造成本。
在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,对电池片进行扩散之前,还包括:
对所述电池片制绒,电池片反射率在9%~12%。
可选的,在本申请的一个实施例中,所述对所述电池片制绒包括:利用碱液对所述电池片制绒。但是本申请对此并不做限定,在本申请的另一个实施例中,利用酸性溶液对电池片进行制绒。
本实施例中对电池片制绒可以提升电池片的陷光效果,提升太阳能电池的转换效率。
下面以N型TOPCon电池为例,对本申请中的太阳能电池制备方法进行阐述。
步骤1、对N型电池片制绒,制绒反射率在9%~12%;
步骤2、对制绒后电池片进行硼扩散,形成PN结:
步骤a、开扩散炉门进舟,扩散炉中氮气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在750℃~790℃;
步骤b、抽真空,扩散炉中压力可以在100mbar~300mbar,温度可以在750℃~790℃;
步骤c、漏率检测;
步骤d、升温,氮气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在850~880℃;
步骤e、预氧化,氧气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在850℃~900℃,氧化时间可以在5min~10min,在电池片的正面形成所述氧化层;
步骤f、在电池片的正面沉积掺杂源,氮气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在850℃~900℃,BCl3流量可以在100sccm~160sccm,氧气流量可以在100sccm~600sccm,沉积时间可以在10min~15min;
步骤g、升温,温度可以在950℃~980℃,氮气流量可以在1000~3000sccm,时间可以在10~20min;
步骤h、推进掺杂源,以在电池片的正面形成PN结,氮气流量可以在1000sccm~3000sccm,温度可以在950℃~980℃,时间可以在2~10min;
步骤i、对形成有PN结的电池片进行第一次氧化,第一次氧化的温度可以在950℃~980℃,氧化时间可以在10min~20min,氧气流量可以在5000~15000sccm;
步骤j、在第一时间内将温度升至980℃~1000℃,第一时间在3min~5min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤k、对形成有PN结的电池片进行第二次氧化,第二次氧化的温度在980℃~1000℃,氧化时间在10min~20min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤l、在第二时间内将温度升至1000℃~1020℃,所述第二时间在2min~4min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤m、对形成有PN结的电池片进行第三次氧化,第三次氧化的温度在1020℃~1030℃,氧化时间在20min~30min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤n、在第三时间内将温度升至1030℃~1050℃,所述第三时间在2min~5min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤o、对形成有PN结的电池片进行第四次氧化,第四次氧化的温度在1030℃~1050℃,氧化时间在20min~30min,氧气流量可以在5000~20000sccm;
步骤p、降温氧化,温度可以在800℃~850℃,氧气流量可以在5000sccm~10000sccm,时间可以在15min~25min,氧气流量可以在5000~10000sccm;
步骤q、出舟,氮气流量可以在2000sccm~5000sccm。
步骤3、刻蚀:去除边缘BSG和抛光电池片背面;
步骤4、在电池片背面沉积氧化硅层和多晶硅层;
步骤5、背面磷扩散;
步骤6、去PSG和RCA清洗,去除正面绕镀;
步骤7、正面沉积氧化铝钝化层,氧化铝钝化层厚度3~10nm;
步骤8、正面沉积氮化硅钝化层,氮化硅钝化层厚度70~90nm;
步骤9、背面沉积氮化硅钝化层,氮化硅钝化层厚度70~90nm;
步骤10、丝网印刷电极、烧结。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的太阳能电池扩散方法、制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请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,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池的多次氧化扩散方法,其特征在于,包括:
在电池片的正面沉积掺杂源;
推进所述掺杂源,并对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行两次及两次以上氧化,氧化过程中的氧化温度逐渐升高,以持续推进所述掺杂源并氧化所述掺杂源形成介质层,得到扩散后电池片。
2.如权利要求1所述的多次氧化扩散方法,其特征在于,氧化过程中的氧化时间逐渐延长。
3.如权利要求1所述的多次氧化扩散方法,其特征在于,所述在电池片的正面沉积掺杂源之前,还包括:
预氧化所述电池片,以在所述电池片的正面形成氧化层。
4.如权利要求1所述的多次氧化扩散方法,其特征在于,所述在电池片的正面沉积掺杂源之前,还包括:
检测扩散炉腔真空性能;
若所述扩散炉腔的真空性能满足预设条件,则进行在电池片的正面沉积掺杂源的步骤。
5.如权利要求1至4任一项所述的多次氧化扩散方法,其特征在于,还包括:
在相邻两次氧化之间,将温度在预设时间内快速升至下一次氧化所需温度。
6.如权利要求5所述的多次氧化扩散方法,其特征在于,对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行两次及两次以上氧化,氧化过程中的氧化温度逐渐升高包括:
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第一次氧化,第一次氧化的温度在950℃~980℃,氧化时间在10min~20min;
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第二次氧化,第二次氧化的温度在980℃~1000℃,氧化时间在10min~20min;
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第三次氧化,第三次氧化的温度在1020℃~1030℃,氧化时间在20min~30min;
对沉积有所述掺杂源的所述电池片进行第四次氧化,第四次氧化的温度在1030℃~1050℃,氧化时间在20min~30min。
7.一种太阳能电池制备方法,其特征在于,包括:
采用如权利要求1至6任一项所述的太阳能电池多次氧化扩散方法对电池片进行扩散,得到扩散后电池片;
在所述扩散后电池片的背面沉积氧化硅层和掺杂多晶硅层;
在所述扩散后电池片的正面沉积第一钝化层;
在所述掺杂多晶硅层背离所述氧化硅层的表面沉积第二钝化层;
制作正面电极和背面电极,得到太阳能电池。
8.如权利要求7所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,对电池片进行扩散之前,还包括:
对所述电池片制绒。
9.如权利要求8所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,所述对所述电池片制绒包括:
利用碱液对所述电池片制绒。
10.如权利要求7至9任一项所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,在所述扩散后电池片的正面沉积第一钝化层包括:
在所述扩散后电池片的正面沉积氧化铝层;
在所述氧化铝层背离所述扩散后电池片的表面沉积氮化硅层。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210800881.XA CN115172518B (zh) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | 一种太阳能电池的多次氧化扩散方法、制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210800881.XA CN115172518B (zh) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | 一种太阳能电池的多次氧化扩散方法、制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115172518A true CN115172518A (zh) | 2022-10-11 |
CN115172518B CN115172518B (zh) | 2024-07-30 |
Family
ID=83493101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210800881.XA Active CN115172518B (zh) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | 一种太阳能电池的多次氧化扩散方法、制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115172518B (zh) |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4604150A (en) * | 1985-01-25 | 1986-08-05 | At&T Bell Laboratories | Controlled boron doping of silicon |
KR19990034774A (ko) * | 1997-10-30 | 1999-05-15 | 윤종용 | 확산로 내의 온도조절방법 |
US6235563B1 (en) * | 1989-02-14 | 2001-05-22 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
US20020151153A1 (en) * | 2001-04-11 | 2002-10-17 | Texas Instruments Incorporated | Carbon doped epitaxial layer for high speed CB-CMOS |
CN103022229A (zh) * | 2011-09-22 | 2013-04-03 | 浚鑫科技股份有限公司 | 一种制作太阳能电池的扩散方法 |
WO2013131868A2 (de) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. | Verfahren zum erzeugen eines dotierbereiches in einer halbleiterschicht |
CN105070654A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-11-18 | 上饶光电高科技有限公司 | 一种提高晶体硅太阳能电池效率的扩散工艺 |
CN108321255A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-07-24 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 应用于多晶黑硅太阳能电池的低压扩散工艺 |
CN108597994A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-09-28 | 通威太阳能(合肥)有限公司 | 一种降低氧气使用量的磷吸杂扩散工艺 |
CN108766874A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-06 | 通威太阳能(安徽)有限公司 | 一种可以增加少子寿命并提高转换效率的扩散工艺 |
CN111128697A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-08 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法 |
CN111341649A (zh) * | 2020-02-03 | 2020-06-26 | 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 | 一种n型太阳能电池硼扩散方法 |
CN111739794A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-02 | 浙江晶科能源有限公司 | 硼扩散方法、太阳能电池及其制作方法 |
CN111933752A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-13 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种太阳能电池及其制备方法 |
CN112510112A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-03-16 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 一种高致密性氧化层的扩散工艺方法 |
CN113437182A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-24 | 东莞南玻光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池的扩散工艺、制备方法及硅片 |
CN114050105A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-02-15 | 海宁正泰新能源科技有限公司 | 一种TopCon电池的制备方法 |
CN114447140A (zh) * | 2020-10-30 | 2022-05-06 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 一种单晶太阳能电池片的扩散工艺 |
-
2022
- 2022-07-08 CN CN202210800881.XA patent/CN115172518B/zh active Active
Patent Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4604150A (en) * | 1985-01-25 | 1986-08-05 | At&T Bell Laboratories | Controlled boron doping of silicon |
US6235563B1 (en) * | 1989-02-14 | 2001-05-22 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
KR19990034774A (ko) * | 1997-10-30 | 1999-05-15 | 윤종용 | 확산로 내의 온도조절방법 |
US20020151153A1 (en) * | 2001-04-11 | 2002-10-17 | Texas Instruments Incorporated | Carbon doped epitaxial layer for high speed CB-CMOS |
CN103022229A (zh) * | 2011-09-22 | 2013-04-03 | 浚鑫科技股份有限公司 | 一种制作太阳能电池的扩散方法 |
WO2013131868A2 (de) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. | Verfahren zum erzeugen eines dotierbereiches in einer halbleiterschicht |
CN105070654A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-11-18 | 上饶光电高科技有限公司 | 一种提高晶体硅太阳能电池效率的扩散工艺 |
CN108321255A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-07-24 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 应用于多晶黑硅太阳能电池的低压扩散工艺 |
CN108597994A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-09-28 | 通威太阳能(合肥)有限公司 | 一种降低氧气使用量的磷吸杂扩散工艺 |
CN108766874A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-06 | 通威太阳能(安徽)有限公司 | 一种可以增加少子寿命并提高转换效率的扩散工艺 |
CN111128697A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-08 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法 |
CN111341649A (zh) * | 2020-02-03 | 2020-06-26 | 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 | 一种n型太阳能电池硼扩散方法 |
CN111739794A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-02 | 浙江晶科能源有限公司 | 硼扩散方法、太阳能电池及其制作方法 |
CN111933752A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-13 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种太阳能电池及其制备方法 |
CN114447140A (zh) * | 2020-10-30 | 2022-05-06 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 一种单晶太阳能电池片的扩散工艺 |
CN112510112A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-03-16 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 一种高致密性氧化层的扩散工艺方法 |
CN113437182A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-24 | 东莞南玻光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池的扩散工艺、制备方法及硅片 |
CN114050105A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-02-15 | 海宁正泰新能源科技有限公司 | 一种TopCon电池的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115172518B (zh) | 2024-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108666393B (zh) | 太阳能电池的制备方法及太阳能电池 | |
TWI459577B (zh) | 具改良表面保護膜之結晶矽太陽電池的製造方法 | |
CN110061096B (zh) | 制造太阳能电池的方法 | |
CN111640823B (zh) | 一种n型钝化接触电池及其制备方法 | |
CN115000246B (zh) | P型钝化接触电池制备方法及钝化接触电池 | |
CN115458612B (zh) | 一种太阳电池及其制备方法 | |
CN111952153B (zh) | 隧穿氧化层的制备方法、太阳能电池及其制备方法 | |
WO2024066207A1 (zh) | 一种新型太阳能电池及其制作方法 | |
CN110676160A (zh) | 一种太阳能电池及其制作方法 | |
CN114975643A (zh) | N-TOPCon光伏太阳能电池制备方法及太阳能电池 | |
CN115148856A (zh) | 一种太阳能电池选择性掺杂方法和制作方法 | |
CN112466960A (zh) | 太阳能电池结构及其制备方法 | |
CN115207136A (zh) | 一种p型ibc电池的制作方法 | |
CN115394863A (zh) | 一种太阳电池及其制备方法 | |
CN210897302U (zh) | 太阳能电池 | |
CN111446331A (zh) | 一种去绕镀方法及钝化接触太阳能电池制备方法 | |
CN116190498B (zh) | 制备隧穿氧化层和非晶硅薄膜的方法及TOPCon电池 | |
CN111192930A (zh) | 一种钝化接触太阳能电池及其制作方法 | |
CN114883421A (zh) | 一种双面钝化接触太阳能电池及其制作方法 | |
CN115132880A (zh) | 一种太阳能电池多次沉积掺杂源的扩散方法、制备方法 | |
CN111180544B (zh) | 一种钝化接触晶体硅太阳能电池及其制作方法 | |
WO2024066424A1 (zh) | 太阳电池及其制备方法 | |
CN110534614B (zh) | 一种p型晶体硅电池的制备方法 | |
CN117199186A (zh) | 一种N-TOPCon电池的制作方法 | |
CN115172518A (zh) | 一种太阳能电池的多次氧化扩散方法、制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |