本發(fā)明涉及光伏技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種太陽能電池的雙面擴(kuò)散工藝。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)的晶硅太陽能電池硼擴(kuò)散(N型硅基體)工藝一般為單面擴(kuò)散,不需要將擴(kuò)散雜質(zhì)的表面面對面放置于載具中,在擴(kuò)散爐內(nèi)只對太陽能電池的受光面進(jìn)行硼擴(kuò)散以形成發(fā)射極,而電池背面重?fù)诫s鈍化、雙面電池、N型電池等均需要兩面擴(kuò)散進(jìn)行不同的雜質(zhì)元素擴(kuò)散,雙面擴(kuò)散的優(yōu)點(diǎn)是既可以對非受光面進(jìn)行吸雜,進(jìn)而提高電池電壓輸出,又能兩面接收入射光,從而使太陽電池陣列的整體輸出功率提高10-30%。目前,采用雙面雜質(zhì)擴(kuò)散,一般輔助以絲網(wǎng)印刷、液氣相兩種方式,專利CN201210127523.3采用硼漿,輔助以絲網(wǎng)印刷方式制作,實現(xiàn)背面硼元素重?fù)诫s的單面電池;通過液氣相方式有如文獻(xiàn)號CN200910034985.9為先后通過惰性氣體攜帶硼源進(jìn)行液氣相擴(kuò)散。無論是絲網(wǎng)印刷方式,還是氣相攜源方式,都需要2-4步過程才能完成所需表面的摻雜,過程復(fù)雜,不利于產(chǎn)業(yè)化。
相較于上述兩種現(xiàn)有較常見的擴(kuò)散方式,采用涂層攜帶雜質(zhì)元素來制作雜質(zhì)擴(kuò)散層,其現(xiàn)有技術(shù)中的涂布液等存在不穩(wěn)定,易發(fā)生變性、團(tuán)聚、沉淀等缺點(diǎn),且成分復(fù)雜,用于擴(kuò)散工藝成本高,過程復(fù)雜,不利于工業(yè)化生產(chǎn)和與現(xiàn)有工藝的結(jié)合利用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種N型太陽能電池的雙面擴(kuò)散工藝,該工藝采用的固態(tài)雜質(zhì)源氧化鎵,該雜質(zhì)性能穩(wěn)定,成分簡單,均勻性好,工藝過程工藝簡潔,成本低,易與現(xiàn)有生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備相兼容。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)措施來實施來實現(xiàn)的:一種實現(xiàn)N型硅片雙面擴(kuò)散工藝,含以下步驟:
一種太陽能電池的雙面擴(kuò)散工藝,它采用固態(tài)氧化鎵作為雜質(zhì)源。
更優(yōu)的,雙面擴(kuò)散步驟前還包括一個SiO2氧化層的形成步驟。
具體的,本發(fā)明的雙面擴(kuò)散工藝步驟為:
a)晶體硅片預(yù)處理:選取N型晶體硅片,將晶體硅片制絨后清洗;
b)氧化層形成:將步驟a)得到的晶體硅片放入氧化工序的石英管內(nèi),反應(yīng)條件:O2:8~10L/M,H2:12~14L/M,t:50~60min,T:850℃;
c)雙面擴(kuò)散:將用于擴(kuò)散源的氧化鎵粉末放入陶瓷坩堝中,將陶瓷坩堝和步驟b)得到的晶體硅片一起裝入石英管內(nèi),反應(yīng)條件:T=1150℃t=85~95min,N2=600~700ml/min H2:65~75ml/min,方塊電阻:40~50Ω/sq。
在一個具體實施例中,雙面擴(kuò)散工藝步驟為:
a)晶體硅片預(yù)處理:選取N型晶體硅片,將晶體硅片制絨后清洗;
b)氧化層形成:將步驟a)得到的晶體硅片放入氧化工序的石英管內(nèi),反應(yīng)條件:O2:8L/M,H2:12L/M,t:50min,T:850℃;
c)雙面擴(kuò)散:將用于擴(kuò)散源的氧化鎵粉末放入陶瓷坩堝中,將陶瓷坩堝和步驟b)得到的晶體硅片一起裝入石英管內(nèi),反應(yīng)條件:T=1150℃t=85min,N2=600ml/min H2:65ml/min,方塊電阻:50Ω/sq。
在另一個具體實施例中,雙面擴(kuò)散工藝步驟為:
a)晶體硅片預(yù)處理:選取N型晶體硅片,將晶體硅片制絨后清洗;
b)氧化層形成:將步驟a)得到的晶體硅片放入氧化工序的石英管內(nèi),反應(yīng)條件:O2:10L/M,H2:14L/M,t:60min,T:850℃;
c)雙面擴(kuò)散:將用于擴(kuò)散源的氧化鎵粉末放入陶瓷坩堝中,將陶瓷坩堝和步驟b)得到的晶體硅片一起裝入石英管內(nèi),反應(yīng)條件:T=1150℃t=95min,N2=700ml/min H2:75ml/min,方塊電阻:40Ω/sq。
本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明的雜質(zhì)源為固態(tài)氧化鎵,采用Si/SiO2擴(kuò)散特點(diǎn):鎵在SiO2層中快速擴(kuò)散的特性,低鎵摻雜和結(jié)深的推移是完成低濃度淺結(jié)擴(kuò)散,降低結(jié)前雜質(zhì)梯度,以便提高開壓,提高轉(zhuǎn)換效率。
本發(fā)明擴(kuò)散爐采用的是閉管擴(kuò)散爐,擴(kuò)散的均勻性非常好,片內(nèi)、片間、批間方塊電阻勻性達(dá)到了±3%范圍,且質(zhì)量特別穩(wěn)定;高溫擴(kuò)散工藝下爐門的密封效果與可靠性特別好,工藝中尾氣完全由尾部集中收集排走,環(huán)保效果明顯。
本發(fā)明在傳統(tǒng)電池工藝增加一道氧化工序,采用氫氧合成的氧化方式,形成一層SiO2氧化層,能夠起到一定鈍化的效果。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
實施例1:一種太陽能電池的雙面擴(kuò)散工藝,步驟為:
a)晶體硅片預(yù)處理:選取N型晶體硅片,將晶體硅片制絨后清洗;
b)氧化層形成:將步驟a)得到的晶體硅片放入氧化工序的石英管內(nèi),反應(yīng)條件:O2:8-10L/M(氧氣流量,單位升/分鐘,下同),H2:10-12L/M(氫氣流量,單位升/分鐘,下同),t:45-50min(持續(xù)時間,下同),T:840-850℃(溫度,下同);
c)雙面擴(kuò)散:將用于擴(kuò)散源的氧化鎵粉末放入陶瓷坩堝中,將陶瓷坩堝和步驟b)得到的晶體硅片一起裝入石英管內(nèi),反應(yīng)條件:T=1150℃t=85min,N2=600-700ml/min(氮?dú)饬髁?,單位毫?分鐘,下同)H2:50-60ml/min(氫氣流量,單位毫升/分鐘,下同),方塊電阻:50Ω/sq。
使用氧化鎵粉末進(jìn)行雙面擴(kuò)散,在本實施例的反應(yīng)條件下進(jìn)行操作,轉(zhuǎn)換效率達(dá)20.0%
進(jìn)一步的,本發(fā)明在傳統(tǒng)電池工藝增加一道氧化工序,采用氫氧合成的氧化方式,形成一層SiO2氧化層,能夠起到一定鈍化的效果。
實施例2:一種太陽能電池的雙面擴(kuò)散工藝,步驟為:
a)晶體硅片預(yù)處理:選取N型晶體硅片,將晶體硅片制絨后清洗;
b)氧化層形成:將步驟a)得到的晶體硅片放入氧化工序的石英管內(nèi),反應(yīng)條件:O2:10L/M,H2:14L/M,t:60min,T:850℃;
c)雙面擴(kuò)散:將用于擴(kuò)散源的氧化鎵粉末放入陶瓷坩堝中,將陶瓷坩堝和步驟b)得到的晶體硅片一起裝入石英管內(nèi),反應(yīng)條件:T=1150℃t=95min,N2=700ml/min H2:75ml/min,方塊電阻:40Ω/sq。
使用氧化鎵粉末進(jìn)行雙面擴(kuò)散,在本實施例的反應(yīng)條件下進(jìn)行操作,轉(zhuǎn)換效率達(dá)20.0%。
實施例3:一種太陽能電池的雙面擴(kuò)散工藝,步驟為:
a)晶體硅片預(yù)處理:選取N型晶體硅片,將晶體硅片制絨后清洗;
b)氧化層形成:將步驟a)得到的晶體硅片放入氧化工序的石英管內(nèi),反應(yīng)條件:O2:9L/M,H2:13L/M,t:55min,T:850℃;
c)雙面擴(kuò)散:將用于擴(kuò)散源的氧化鎵粉末放入陶瓷坩堝中,將陶瓷坩堝和步驟b)得到的晶體硅片一起裝入石英管內(nèi),反應(yīng)條件:T=1150℃t=90min,N2=650ml/min H2:70ml/min,方塊電阻:45Ω/sq。
使用氧化鎵粉末進(jìn)行雙面擴(kuò)散,在本實施例的反應(yīng)條件下進(jìn)行操作,轉(zhuǎn)換效率達(dá)20.0%。
以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。