[發明專利]一種抑制載流子注入衰減的晶體硅太陽能電池制備方法

有效

• 申請號: 202110601569.3
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113555464B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 龐瑞卿;陳剛
• 申請（專利權）人: 天津愛旭太陽能科技有限公司;浙江愛旭太陽能科技有限公司;廣東愛旭科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/324;H01L21/67
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 侯莉;劉彥

1.一種抑制載流子注入衰減的晶體硅太陽能電池制備方法，包括如下工藝步驟：(1)制絨、(2)高溫氣相擴散、(3)蝕刻清洗、(4)背面氧化鋁鍍膜、(5)氮化硅疊層薄膜鈍化、(6)正面氮化硅薄膜鈍化、(7)背面激光開槽、(8)絲網印刷背面鋁電極和正面銀電極漿料、(9)烘干燒結；其特征在于，所述的(2)高溫氣相擴散過程中進行高溫熱處理后，采用梯度降溫的方式對太陽能電池進行冷卻處理；

所述(2)高溫氣相擴散的具體過程為：

S1：在硅片表面第一次沉積磷源時，維持石英管內恒壓200±20mBar和擴散恒定溫度750±10℃的狀態至少2min后，通入氧氣，氧氣流量為300～1200sccm；通氣2～10min后將石英管內壓強調整至50±5mBar，再通入攜帶三氯氧磷的小氮，流量為140～600sccm，維持3～10min；

S2：重復循環S1的操作，且每次循環的溫度梯度遞增，梯度為10～50℃，且小氮和氧氣流量不低于前一循環的流量；

S3：爐內壓強維持200±20mBar，關閉小氮，保持通入氧氣，流量為200～2000sccm，加熱并保持升溫速率7～20℃/min，達到870±10℃并持續3～10min；控制推進溫度比S2中最后一次循環的擴散溫度高出40～100℃；

S4：停止加熱以及氧氣的通入，維持氮氣流量為1～2SLM，爐內保持真空恒壓并進行梯度降溫，梯度為20～60℃，將溫度降至820±20℃；

S5：將爐內各區溫度控制為820±20℃、壓強為50±5mbar，并通入氧氣，流量為300～1200sccm，維持2～10min后通入攜帶三氯氧磷的小氮，其中小氮流量為140～600sccm，持續3～10min；

S6：重復循環S5的操作，且每次循環的溫度梯度遞減，梯度為10～50℃，且小氮和氧氣流量不低于前一循環的流量；

S7：至爐內溫度降至770℃以下時，石英舟退出，完成高溫氣相擴散。

2.根據權利要求1所述的抑制載流子注入衰減的晶體硅太陽能電池制備方法，其特征在于，S4采用多梯度平臺實現梯度降溫，第一平臺設置為860±20℃，第二平臺設置為840±20℃，第三平臺設置為800±20℃。

3.根據權利要求2所述的抑制載流子注入衰減的晶體硅太陽能電池制備方法，其特征在于，所述的(9)烘干燒結包含烘干、預熱、燒結和降溫四個階段，烘干階段的烘干溫度為100～250℃，烘干時間不少于12s；燒結階段設置預熱段和燒結段，所述的預熱段升溫速率設置為不低于50℃/s，電池在預熱段的停留時間不超過20s；所述燒結段的峰值區設置于中段靠前的位置，電池在燒結段的停留時間不超過5s，峰值溫度不高于760±10℃；降溫階段采用梯度降溫，降溫速度控制為不高于60℃/s。

4.根據權利要求3所述的抑制載流子注入衰減的晶體硅太陽能電池制備方法，其特征在于，還包括(10)正面激光摻雜、(11)退火、以及(12-1)光注入或(12-2)電注入。

5.根據權利要求4所述的抑制載流子注入衰減的晶體硅太陽能電池制備方法，其特征在于，所述的(12-1)光注入中，使用多模塊的光注入熱處理履帶爐，最大輸出功率為20000w/m²，光注入的總時間不少于20s；

第一模塊輻照功率控制為最大輸出功率的90±10％，溫度控制為280±30℃，持續時間為4～20s；

第二模塊輻照功率控制為最大輸出功率的80±10％，溫度控制為250±30℃，持續時間為4～20s；

第三模塊輻照功率控制為＜最大輸出功率的70％，溫度控制為230±30℃，持續時間為4～20s。

6.根據權利要求4所述的抑制載流子注入衰減的晶體硅太陽能電池制備方法，其特征在于，所述的(12-1)光注入中，使用與燒結爐集成的光注入裝置，所述的光注入裝置利用燒結階段的余溫/設置加熱裝置，所述的加熱裝置最大輸出功率＞3000w，最高加熱溫度為450℃，且前后模塊的平均溫度設置為梯度式下降，梯度為10～40℃，光注入的總時間不少于20s。