[發(fā)明專利]晶體硅太陽能電池氣體動態(tài)擴(kuò)散裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210031901.8
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102544228A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張仲英
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江綠遠(yuǎn)光伏科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 杭州金源通匯專利事務(wù)所(普通合伙) 33236
• 代理人: 周涌賀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽能電池制造設(shè)備，尤其是一種晶體硅太陽能電池氣體動態(tài)擴(kuò)散裝置。

背景技術(shù)

在目前的晶硅的生產(chǎn)工藝中，擴(kuò)散的方式有三種:1、噴涂磷酸水溶液后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散；2、絲網(wǎng)印刷磷漿后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散；3、三氯氧磷氣態(tài)擴(kuò)散。其中三氯氧磷氣態(tài)擴(kuò)散是目前最為主要的擴(kuò)散方式。

擴(kuò)散PN結(jié)質(zhì)量的好壞很大程度上影響了多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率，擴(kuò)散的質(zhì)量主要由方塊電阻和少子壽命兩個參數(shù)來表征。擴(kuò)散的發(fā)展方向是高方塊電阻，因?yàn)楦咦?80-120/sq)可以有效減少常規(guī)低阻（60Ω/sq）電池的死層效應(yīng)，提高少子壽命，增加短波的響應(yīng)，提高短路電流，從而提高轉(zhuǎn)換效率。方塊電阻越均勻，表明PN結(jié)越平坦，有利于后續(xù)的燒結(jié)工藝，降低了燒穿的幾率，減少了失敗率，穩(wěn)定了轉(zhuǎn)換率。同時高阻減少了晶格畸變、能帶收縮等因素，因此均勻的高方塊電阻是提高轉(zhuǎn)換效率的很好的途徑。

當(dāng)前的三氯氧磷氣態(tài)擴(kuò)散均為靜態(tài)擴(kuò)撒，擴(kuò)散的過程中石英舟靜止在石英管內(nèi)，爐管內(nèi)的氣流場不均勻，因此硅片上磷源的沉積也很不均勻，造成方塊電阻的均勻性很差，無法做到單片±3Ω/sq?，影響了轉(zhuǎn)換效率的提升。

如附圖1所示：在石英管1上設(shè)有進(jìn)氣管2、出氣管3，石英管1內(nèi)設(shè)有放置硅片5的石英舟4，在石英舟4下設(shè)有支撐架6，該結(jié)構(gòu)為目前最為常見的晶體硅太陽能電池氣體擴(kuò)散裝置，該結(jié)構(gòu)較為簡單，但是氣體擴(kuò)散方式產(chǎn)生效果不好，擴(kuò)散在硅片表面的磷源均勻度差。

如中國專利（專利號為201020263438.6）的一種太陽能電池硅片擴(kuò)散爐，包括爐體，爐體內(nèi)設(shè)有石英舟，硅片放置于石英舟上，爐體上設(shè)有用于擴(kuò)散氣體進(jìn)入爐體內(nèi)的進(jìn)氣管和擴(kuò)散處理后排放尾氣的排放管，排放管位于石英舟下方，所述的進(jìn)氣管內(nèi)所流向硅片的擴(kuò)散氣體沿平行于硅片表面的方向流動。該結(jié)構(gòu)采用擴(kuò)散氣體平行于電池硅片表面流動的方式，使得擴(kuò)散氣體不會因?yàn)楣杵陨淼淖钃醵竭_(dá)不了硅片的背面以及硅片與硅片之間的空隙內(nèi)，使得擴(kuò)散氣體能夠均勻分布在硅片表面，由于氣體的穩(wěn)定性不好，想要使整個爐內(nèi)的氣體均勻非常困難，因此這種氣體擴(kuò)散方式產(chǎn)生效果不好，擴(kuò)散在硅片表面的磷源均勻度差。

如中國專利（專利號為200810162962.1）的一種晶體硅太陽電池PN結(jié)的制備方法，取硅片置于石英舟內(nèi)，且石英舟內(nèi)每槽僅插入一片硅片，然后將石英舟置于擴(kuò)散爐碳化硅懸臂槳上，然后進(jìn)舟，進(jìn)舟時采用分段進(jìn)舟的方式，第一段設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為250～999mm/min，運(yùn)行時間1～3min；第二段設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為250～999mm/min，運(yùn)行時間1～3min；第三段設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在250～999mm/min，運(yùn)行時間1～3min。這種采用旋轉(zhuǎn)的硅片的方式提高方塊電阻的均勻度，但是硅片在旋轉(zhuǎn)時具有離心作用，而且硅片的外端的轉(zhuǎn)動速度較快，因此會造成硅片外端部分的方塊電阻覆蓋較厚。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種晶體硅太陽能電池氣體動態(tài)擴(kuò)散裝置，通過在石英管里面加裝定位以及動作機(jī)構(gòu)的方式，帶動石英舟做微小的移動，在擴(kuò)散的過程中改變氣流場的流向，可以使擴(kuò)散的方塊電阻更加均勻，達(dá)到單片極差±3Ω/sq?，提升轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案：這種晶體硅太陽能電池氣體動態(tài)擴(kuò)散裝置，包括石英管，石英管上設(shè)有進(jìn)氣管、出氣管，石英管內(nèi)設(shè)有放置硅片的石英舟，石英管內(nèi)設(shè)有固定石英舟的支撐臺，支撐臺放置在一橫向螺桿上，橫向螺桿橫向穿過石英管，橫向螺桿的外端通過齒輪箱連接有步進(jìn)電機(jī)，橫向螺桿上設(shè)有位于支撐臺兩側(cè)的限位塊；支撐臺的底端面支撐有穿過石英管的縱向螺桿，縱向螺桿的外端通過齒輪箱連接步進(jìn)電機(jī)，齒輪箱、步進(jìn)電機(jī)均固定在固定架上。該結(jié)構(gòu)在原有靜態(tài)擴(kuò)散的基礎(chǔ)上，通過在石英管內(nèi)加裝動作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)氣態(tài)磷源的動態(tài)擴(kuò)散，即在氣態(tài)磷源擴(kuò)散時，使硅片做上下、左右的微小移動，從而改變接近硅片表面的氣體流場的流向，使接近硅片表面的氣體變得均勻。而且在硅片微小移動的過程中，使得硅片上沉積的磷源隨著硅片移動，使其更加均勻，以獲得更加均勻的高方塊電阻，從而有效的提升轉(zhuǎn)換效率。

支撐臺的中間設(shè)有凹槽，該凹槽內(nèi)設(shè)有輸送石英舟的送舟漿。這樣可以方便、平穩(wěn)地將石英舟放入到石英管內(nèi)，而且拿出來也方便。

縱向螺桿的頂端設(shè)有支撐板，支撐板上設(shè)有便于支撐臺左右移動的滾動輥。這樣使石英舟移動更加靈活。

橫向螺桿、縱向螺桿均有兩根，分別置于支撐臺的兩端。這樣支撐穩(wěn)固。

動作機(jī)構(gòu)帶動石英舟移動的距離小于35mm。這樣，硅片在這個范圍內(nèi)微小移動，使得硅片上沉積的磷源最均勻。