[發(fā)明專利]一種高開路電壓的單晶電池擴散工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610686259.5
• 申請日: 2016-08-17
• 公開（公告）號: CN106299021B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫涌濤;宋飛飛
• 申請（專利權(quán)）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/068
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏,沈剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單晶硅太陽能電池的生產(chǎn)研發(fā)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種高開路電壓的單晶電池擴散工藝。

背景技術(shù)

pn結(jié)是太陽能電池的核心部分，因此擴散質(zhì)量的好壞直接影響電池的質(zhì)量和效率。擴散工藝是將硅片放入高溫擴散爐中，通以氮氣和POCl₃等氣體，利用其在高溫下分解后在硅片表面生成P原子，并擴散進入硅片內(nèi)部，從而形成pn結(jié)。pn結(jié)產(chǎn)生的內(nèi)建電場使得電子和空穴在流動后不再回到原處，這樣就形成了電流，用導(dǎo)線將電流引出，就是直流電。

高質(zhì)量的pn結(jié)是減少復(fù)合，增加壽命的關(guān)鍵，其提升Uoc開壓從而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。pn結(jié)的質(zhì)量主要表現(xiàn)在結(jié)深的均勻性，而結(jié)深的均勻性直接表現(xiàn)在方阻的均勻性上，方阻均勻性好則結(jié)深的差異性小，反之亦然。而不同的結(jié)深相對燒結(jié)溫度也是不一樣的。換個角度來說，同樣的燒結(jié)條件對于擴散均勻性好的電池片，其歐姆接觸就會好，短路電流、填充因子等電性能參數(shù)也會比較穩(wěn)定。這樣，電池片的轉(zhuǎn)換效率也就更穩(wěn)定。并且，電池片與電池片之間的電性能參數(shù)一致性好，也有利于組件的穩(wěn)定性和防衰減性，從而提高了太陽電池的使用壽命。因此，如何來提高擴散的均勻性就顯得非常有必要。

P原子在高溫條件下擴散系數(shù)較大，傳統(tǒng)擴散是在高溫下擴散并推進，這導(dǎo)致方阻的均勻性較差，要使均勻性有所改善就需要在低溫條件下擴散，但由于低溫下大部分的P原子未能激活導(dǎo)致表面死層增加，復(fù)合中心增多，少子壽命減小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在上述的不足，提供了一種改善方阻均勻性且提高轉(zhuǎn)換效率的高開路電壓的單晶電池擴散工藝。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高開路電壓的單晶電池擴散工藝，采用多階式的升降溫推進擴散方式，從而提升單晶硅電池片轉(zhuǎn)換效率，具體操作步驟如下：

(1)低溫沉積：采用低沉積溫度及高POCl₃與氧氣比例；

(2)二步升溫：對低沉積溫度進行一步升溫并保持，之后再對低沉積溫度進行二步升溫并保持；

(3)三步降溫出爐：取三個降溫溫度進行三個階段的降溫氧化并保持；

(4)將擴散的片子，測試方阻，完畢。

通過采用低沉積溫度及高POCl₃與氧氣比例，分二步升溫，每步達到設(shè)定溫度后，維持該溫度，然后再分三步降溫出爐，能夠有效減少表面死層，提高少子壽命，改善方阻均勻性，擴散后硅片表面方塊電阻一致性好。同時采用上述技術(shù)方案，單晶電池片Uoc得以提升，轉(zhuǎn)換效率也可以提升。

作為優(yōu)選，所采用的原材料為純度≥99.9999％的POCl₃、純度≥99.5％的O₂。其中：還需要使用純度≥99.999％的大氮。

作為優(yōu)選，在步驟(1)中，POCl₃與氧氣的比例為3∶1，低沉積溫度為780℃，沉積時間為7min-15min。

作為優(yōu)選，在步驟(2)中，一步升溫的溫度為810℃-820℃，一步升溫的保持時間為5min-10min；二步升溫的溫度為850℃-870℃，二步升溫的保持時間為5min-13min。

作為優(yōu)選，在步驟(3)中，三個降溫的溫度分別是830℃、810℃和780℃，三個降溫氧化的保持時間均為400s，三個降溫氧化的氧氣流量為1600sccm-2000sccm。

本發(fā)明的有益效果是：減少表面死層，提高少子壽命，改善方阻均勻性，擴散后硅片表面方塊電阻一致性好，從而提升單晶電池片的Uoc，提高單晶硅電池片的轉(zhuǎn)換效率。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明做進一步的描述。

一種高開路電壓的單晶電池擴散工藝，采用多階式的升降溫推進擴散方式，從而提升單晶硅電池片轉(zhuǎn)換效率，具體操作步驟如下：

(1)低溫沉積：采用低沉積溫度及高POCl₃與氧氣比例；其中：POCl₃與氧氣的比例為3∶1，低沉積溫度為780℃，沉積時間為7min-15min；

(2)二步升溫：對低沉積溫度進行一步升溫并保持，之后再對低沉積溫度進行二步升溫并保持；其中：一步升溫的溫度為810℃-820℃，一步升溫的保持時間為5min-10min；二步升溫的溫度為850℃-870℃，二步升溫的保持時間為5min-13min；