[發(fā)明專利]一種優(yōu)化晶體硅太陽能電池PN結的方法

無效

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• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104183672A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 徐華浦;蔣方丹;金浩;陳康平
• 申請（專利權）人: 浙江晶科能源有限公司;晶科能源有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 吳關炳

技術領域

本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽能電池的制備方法，具體涉及一種優(yōu)化晶體硅太陽能電池PN結的方法。

背景技術

太陽能電池是利用半導體的光生伏特效應制成的一種光電器件，而擴散制作PN結是晶體硅太陽能電池的核心，對于晶體硅太陽能電池而言，其PN結特性決定了太陽能電池的性能。傳統(tǒng)工藝對太陽能電池表面均勻摻雜，而且為了減少接觸電阻、提高電池帶負載能力，表面摻雜濃度較高。但研究發(fā)現(xiàn)表面雜質濃度過高導致擴散區(qū)能帶收縮、晶格畸變、缺陷增加、“死層”明顯、電池短波響應差。為了保證高效率的前提下提高產能，目前產業(yè)化制作PN結都是采用閉管擴散技術：通過高溫下爐門密封裝置、尾氣收集裝置、超長恒溫區(qū)加熱爐體設計以及溫度的測量與控制技術，采用氮氣攜帶三氯氧磷管式高溫擴散。其特點是產量大、工藝成熟操作簡單。但是高溫管式擴散會帶來很多問題，由于采用高溫擴散，磷原子在硅片體內（P型襯底，制作N⁺P型晶體硅太陽能電池）的固溶度較大，而且導致其表面濃度較高，而且氣體在管式擴散爐中的不穩(wěn)定性，對其擴散方阻均勻性也有影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種優(yōu)化晶體硅太陽能電池PN結的方法，降低其表面濃度和結深，達到優(yōu)化太陽能電池PN結的目的，改善電池的光譜響應和表面復合，提高電池效率。

本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是：一種優(yōu)化晶體硅太陽能電池PN結的方法，其特征在于，具體步驟如下：

（1）擴散：用于晶體硅太陽能電池制造的單晶或多晶硅片，在對硅片進行表面去損傷和制絨，采用管式擴散爐進行擴散，其方阻控制為60～80Ω/□；

（2）酸溶液對PN結腐蝕：將擴散后的硅片置于化學清洗機臺中，采用酸性腐蝕液對硅片進行腐蝕，所述的酸性腐蝕液為HNO₃、HF和DI水的混合溶液，所述HNO₃∶HF∶DI水的體積比為10∶1∶100,?反應時間為20～60s；

（3）PN結堿溶液處理:?由于酸性腐蝕液對硅片進行酸性腐蝕時，表面會產生薄多孔硅層，因此需將酸洗后的硅片置于化學清洗機臺中，采用KOH和DI水的混合溶液對其清洗，所述KOH∶DI水的體積比為5∶100,?反應時間為20～60s；

（4）清洗：最后再用DI水對硅片進行清洗，去除酸性和堿性溶液，其PN結發(fā)射區(qū)方阻將上升至85～100Ω/□，然后繼續(xù)進行刻蝕、PECVD、絲網印刷和燒結測試工藝。

本發(fā)明的有益效果是:?采用本發(fā)明方法，對擴散后硅片的PN結進行優(yōu)化處理，從而去除了PN的高表面濃度區(qū)域和降低結深，提高方塊電阻和均勻性，達到優(yōu)化太陽能電池PN結的目的，改善電池的光譜響應和表面復合，提高電池效率。

具體實施方式

實施例1：一種優(yōu)化晶體硅太陽能電池PN結的方法，具體步驟如下：

（1）擴散：用于晶體硅太陽能電池制造的單晶125硅片，在對硅片進行表面去損傷和制絨，采用管式擴散爐進行擴散，其方阻控制為60Ω/□；

（2）酸溶液對PN結腐蝕：將擴散后的硅片置于化學清洗機臺中，采用酸性腐蝕液對硅片進行腐蝕，所述的酸性腐蝕液為HNO₃、HF和DI水的混合溶液，所述HNO₃∶HF∶DI水的體積比為10∶1∶100,?反應時間為60s；

（3）PN結堿溶液處理:?由于酸性腐蝕液對硅片進行酸性腐蝕時，表面會產生薄多孔硅層，因此需將酸洗后的硅片置于化學清洗機臺中，采用KOH和DI水的混合溶液對其清洗，所述KOH∶DI水的體積比為5∶100,?反應時間為60s；

（4）清洗：最后再用DI水對硅片進行清洗，去除酸性和堿性溶液，其PN結發(fā)射區(qū)方阻將上升至85Ω/□，然后繼續(xù)進行刻蝕、PECVD、絲網印刷和燒結測試等后續(xù)工藝。

實施例2：另一種優(yōu)化晶體硅太陽能電池PN結的方法，具體步驟如下：

（1）擴散：用于晶體硅太陽能電池制造的多晶156硅片，在對硅片進行表面去損傷和制絨，采用管式擴散爐進行擴散，其方阻控制為80Ω/□；

（2）酸溶液對PN結腐蝕：將擴散后的硅片置于化學清洗機臺中，采用酸性腐蝕液對硅片進行腐蝕，所述的酸性腐蝕液為HNO₃、HF和DI水的混合溶液，所述HNO₃∶HF∶DI水的體積比為10∶1∶100,?反應時間為20s；