[發明專利]一種提高太陽能電池填充的擴散制結方法

有效

• 申請號: 201310722031.3
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103715303A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 胡海波
• 申請（專利權）人: 衡水英利新能源有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/223
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李榮文

技術領域

本發明屬于太陽能電池制作工藝技術領域。

背景技術

制作太陽能電池的過程一般包括超聲清洗、制絨、擴散、刻蝕、去磷硅玻璃、減反射膜、絲網印刷、測試分選等工藝操作。其中，擴散，也稱擴散制結，是制備太陽能電池的關鍵環節。

擴散是指通過在P型硅片表面摻雜N型雜質，形成P-N結的過程；一般采用將氧氣、攜帶三氯氧磷的氮氣按一定的比例通入到高溫的擴散爐中，在硅片表面形成含磷的氧化層；在高溫下，磷原子從該氧化層擴散到硅片內中，從而在P型硅的表面形成一層重摻雜的N型區，最終形成發射結。此時，硅片表面的磷原子濃度很高，高溫時原子的活動加劇，該區域中由于電不活潑磷原子處于晶格間隙位置會引起晶格缺陷，且由于磷與硅的原子半徑不匹配，高濃度的磷還會造成晶格失配，因此在0.2?????????????????????????????????????????????????m左右的電池表層中，少數載流子壽命比較低，表層吸收的短波光子所產生的光生載流子對電池的光電流輸出甚微，此層成為“死層”。

提高晶體硅太陽電池的效率的一種有效方法是提高擴散后的方塊電阻，其中做高方阻就是其中的一種。目前硅太陽能電池的擴散環節，擴散方式分為三種：1、高溫擴散、高溫推進；2、低溫擴散，高溫推進；3、低溫擴散，高溫推進，高溫擴散，其中高溫擴散沉積溫度為820-900℃、高溫推進溫度為820-900℃、低溫擴散沉積溫度為700-800℃，這三種方法均可以將電池做到高方阻。但是在高溫推進環節，磷原子活動加劇，易造成晶格缺陷；同時推進速度快，降低了表面濃度；如果在高溫條件下，過多的沉積磷源，勢必降低方塊電阻；加速表面磷源向硅基體表面擴散，加大結深，影響電池效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種提高太陽能電池填充的擴散制結方法，有助于改善太陽能電池片的填充效果，提高太陽能電池片的光電轉換效率，從而提高太陽能電池的性能。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一種提高太陽能電池填充的擴散制結方法，其制作步驟包括硅片預處理——一次低溫擴散——高溫推進——出舟，其特征在于還包括二次低溫擴散；所述二次低溫擴散在高溫推進步驟之后、出舟之前進行；所述二次低溫擴散時的溫度為700℃-800℃。

具體的，所述二次低溫擴散時的溫度為750℃；

所述二次低溫擴散時，溫度穩定后，通入攜磷源氮氣、氧氣和氮氣進行恒定源擴散，擴散時間為6-8min；所述攜磷源氮氣的流量為600-800sccm，氧氣的流量為600-800sccm，氮氣的流量為7-8slm；

所述一次低溫擴散時，將預處理過的硅片放于擴散爐中，升溫至700-800℃，通入攜磷源氮氣、氧氣和氮氣進行恒定源擴散，擴散時間為14-16min；所述攜磷源氮氣的流量為1200-1600sccm，氧氣的流量為1200-1300sccm，氮氣的流量為7-8slm；

所述高溫推進時，停止通入攜磷源氮氣，將溫度升至820-850℃，同時通入氧氣和氮氣，進行推進，氧氣的流量為900-1200sccm，氮氣的流量為7-8slm，擴散時間為14-16min；

所述磷源為三氯氧磷，源溫恒定在19-21℃。

上述制作工藝過程中的氣體流量、擴散時間等參數設定與所制作電池的方塊電阻有關系，本發明以制作方塊電阻為80歐姆的電池為例。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：在低溫擴散和高溫推進后，進行二次低溫擴散，磷原子活動減弱，磷原子難以向硅片內部擴散，不會對方塊電阻造成影響；在不改變結深的情況下，能夠提高硅片表面的雜質濃度，有助于改善太陽能電池片的填充效果，提高太陽能電池片的光電轉換效率，從而提高太陽能電池的性能。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1

以制作方塊電阻為80歐姆的電池為例，該太陽能電池的擴散制結工藝包括：

步驟S1，在硅片的表面上生長SiO₂層，得到預處理硅片；

步驟S2，一次低溫擴散，將預處理過的硅片放于擴散爐中，升溫至800℃，通入攜磷源氮氣、氧氣和氮氣進行恒定源擴散，擴散時間為14-16min；所述攜磷源氮氣的流量為1200-1600sccm，氧氣的流量為1200-1300sccm，氮氣的流量為7-8slm；