專利名稱：一種硅太陽能電池連續(xù)通過式擴(kuò)散方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅太陽能電池連續(xù)通過式擴(kuò)散方法。
背景技術(shù)：
在晶體硅太陽能電池生產(chǎn)過程中，擴(kuò)散是制備PN結(jié)的重要工藝過程，現(xiàn)有技術(shù)采用高溫閉管式擴(kuò)散爐完成這一過程。擴(kuò)散技術(shù)作為單晶硅和多晶硅太陽能電池中重要的工藝，其目的是形成于基地導(dǎo)電類型相反的發(fā)射區(qū)，從而形成PN結(jié)。通常單晶硅和多晶硅太陽能電池采用P型基底，三氯氧磷液態(tài)源擴(kuò)散，通過一系列化學(xué)反應(yīng)和磷原子擴(kuò)散過程形成擴(kuò)散的N型發(fā)射區(qū)。目前的擴(kuò)散方法一般采用閉管擴(kuò)散爐軟著陸的方法。即槳葉在石英管腔體開口的一端將載有硅片的石英舟送入擴(kuò)散爐內(nèi)的恒溫區(qū)，并且將石英舟軟著陸至石英管內(nèi)，運(yùn)送槳葉退出后關(guān)閉爐門，硅片在恒溫區(qū)內(nèi)擴(kuò)散40分鐘左右后完成擴(kuò)散，運(yùn)送槳葉進(jìn)入爐內(nèi)將石英舟送至爐外。經(jīng)一段時間冷卻后，將硅片卸下，再裝載新的硅片，開始下·一輪的工藝加工。方塊電阻又稱膜電阻，是用于間接表征薄膜膜層、玻璃鍍膜膜層等樣品上的真空鍍膜的熱紅外性能的測量值，該數(shù)值大小可直接換算為熱紅外輻射率。方塊電阻有一個特性，即任意大小的正方形測量值都是一樣的，不管邊長是I米還是O. I米，它們的方塊電阻都是一樣，這樣方塊電阻僅與導(dǎo)電膜的厚度等因素有關(guān)，表征膜層致密性。測量硅太陽能電池的方塊電阻可以間接測量出硅太陽能電池的結(jié)深。測量同一批次硅太陽能電池的方塊電阻的方差可以知道擴(kuò)散的均勻性。硅太陽能電池擴(kuò)散越均勻，最后得到的組裝型太陽能電池板的性能和效率就越高。所以目前擴(kuò)散工藝都盡可能的改善擴(kuò)散環(huán)境和擴(kuò)散方法，保證擴(kuò)散的均勻性，即保證擴(kuò)散后硅片的方塊電阻的方差保持較小范圍。為了使擴(kuò)散后同一批次的硅片的擴(kuò)散效果基本一致，即硅片的方塊電阻基本保持一致。目前硅太陽能電池的生產(chǎn)商都采用閉管式軟著陸擴(kuò)散。即把載有硅片的石英舟軟著陸至擴(kuò)散爐管的恒溫區(qū)進(jìn)行擴(kuò)散。為了保證擴(kuò)散的均勻性，要求每一片硅片的擴(kuò)散環(huán)境一致，即擴(kuò)散溫度一致，擴(kuò)散氣體濃度一致，擴(kuò)散時間一致。目前軟著陸式擴(kuò)散方法就要求恒溫區(qū)的溫度曲線要保證波動在很小的范圍類趨于直線。同時恒溫區(qū)的三氯氧磷濃度要保證均勻。在實(shí)際擴(kuò)散工藝過程中，恒溫區(qū)的溫度曲線是一條有波動的曲線，擴(kuò)散氣源三氯氧磷的濃度也不能保證長時間的一致。所以由于控制溫度曲線和氣體濃度的復(fù)雜性和困難性。目前的軟著陸擴(kuò)散方法不能保證同一批次硅片擴(kuò)散后的方塊電阻方差保持較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供一種硅太陽能電池連續(xù)通過式擴(kuò)散方法，即保證同一批次的每一片硅片在同等的時間內(nèi)經(jīng)過同樣環(huán)境的恒溫區(qū)，保證擴(kuò)散環(huán)境的一致性，從而減小硅太陽能電池方塊電阻的方差，提高同批次硅太陽能電池性能。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是本發(fā)明允許恒溫區(qū)的溫度曲線有波動，只要保證恒溫區(qū)的功率一CN 102916084 A書明說2/3頁致，那么每一片硅片在同等時間內(nèi)經(jīng)過恒溫區(qū)就保證了硅片擴(kuò)散溫度的一致。同樣，只要保證在恒溫區(qū)每個單點(diǎn)的氣體濃度保持一致，那么每片通過的硅片的擴(kuò)散氣體濃度就一致。 所以每一硅片在同等的時間內(nèi)經(jīng)過同樣溫度曲線和氣體濃度曲線的恒溫，做擴(kuò)散積分，從而理論上得到的硅太陽能電池的方塊電阻的方差基本為O。
根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種硅太陽能電池連續(xù)通過式擴(kuò)散方法，其擴(kuò)散步驟主要分為兩步，具體包括(1)載入槳葉放置有攜帶硅片的石英舟以150-300mm/min的速度從擴(kuò)散爐左端進(jìn)入擴(kuò)散爐內(nèi)，載出槳葉以150-300mm/min的速度從擴(kuò)散爐右端進(jìn)入擴(kuò)散爐內(nèi)，當(dāng)載出槳葉到達(dá)恒溫區(qū)內(nèi)時停止前進(jìn)，當(dāng)載入槳葉上的最前端硅片即將進(jìn)入恒溫區(qū)時，載入槳葉以25-75mm/min的速度繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)槳葉上的石英舟位于擴(kuò)散爐恒溫區(qū)的中心區(qū)域時，載入槳葉停止前進(jìn)；(2)載入槳葉通過升降機(jī)構(gòu)，以 10-30mm/min速度下降，同時石英舟交接至與載入槳葉交錯設(shè)置的載出槳葉上，載入槳葉以 300-800mm/min的速度退出擴(kuò)散爐后以20-50mm/min的速度上升至最原始位置準(zhǔn)備重新裝載娃片，載出槳葉以25-75mm/min的速度緩慢退出恒溫區(qū)，當(dāng)石英舟上最左邊的娃片退出恒溫區(qū)后，載出槳葉以150-300mm/min的速度退出擴(kuò)散爐，等待卸載石英舟。同批次硅片在確保恒溫區(qū)的功率一致，恒溫區(qū)的每個單點(diǎn)擴(kuò)散氣體濃度一致的情況下，通過以上的擴(kuò)散過程實(shí)現(xiàn)每一片硅片以25-75mm/min的速度均勻通過I米恒溫區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)每一片硅片經(jīng)過同樣的擴(kuò)散環(huán)境，該擴(kuò)散過程就是保證每一片硅片以同等的速度均勻經(jīng)過恒溫區(qū)同時完成擴(kuò)散，使每一片娃片的方塊電阻的方差大幅減小提聞太陽能電池 性能。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著技術(shù)進(jìn)步本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了同一批次的硅太陽能電池的擴(kuò)散環(huán)境完全一致，不同批次的擴(kuò)散環(huán)境也大致相同。本發(fā)明保證每一片硅片以同等的速度均勻經(jīng)過恒溫區(qū)同時完成擴(kuò)散，使每一片硅片的方塊電阻的方差大幅減小提高太陽能電池性能。


圖I是本發(fā)明的過程示意圖。
圖2是本發(fā)明的石英舟交接示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖I和圖2，本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下硅太陽能電池連續(xù)通過式擴(kuò)散方法，其擴(kuò)散步驟主要分為兩個步驟(I)放置有攜帶硅片的石英舟4的載入槳葉I以150-300mm/min的速度從左端進(jìn)入擴(kuò)散爐2內(nèi)，載出槳葉5以150-300mm/min的速度從右端進(jìn)入擴(kuò)散爐2內(nèi)，當(dāng)載出槳葉5到達(dá)恒溫區(qū)3內(nèi)時停止前進(jìn)，當(dāng)載入槳葉I上的最前端娃片即將進(jìn)入恒溫區(qū)3時,載入槳葉I以25-75mm/min的速度繼續(xù)前進(jìn),當(dāng)載入槳葉I 上的石英舟4位于擴(kuò)散爐2的恒溫區(qū)3的中心區(qū)域時，載入槳葉I停止前進(jìn)；(2)載入槳葉 I通過升降機(jī)構(gòu)，以10-30mm/min速度下降，同時石英舟4交接至與載入槳葉I交錯設(shè)置的載出槳葉5上，載入槳葉I以300-800mm/min的速度退出擴(kuò)散爐2后以20-50mm/min的速度上升至最原始位置準(zhǔn)備重新裝載硅片，載出槳葉5以25-75mm/min的速度緩慢退出恒溫區(qū)3，當(dāng)石英舟4上最左邊的硅片退出恒溫區(qū)3后，載出槳葉5以150-300mm/min的速度退出擴(kuò)散爐2，等待卸載石英舟4。同批次硅片在確保恒溫區(qū)3的功率一致，恒溫區(qū)3的每個4單點(diǎn)擴(kuò)散氣體濃度一致的情況下，通過以上的擴(kuò)散過程實(shí)現(xiàn)每一片娃片以25-75mm/min的速度均勻通過I米恒溫區(qū)3，從而實(shí)現(xiàn)每一片硅片經(jīng)過同樣的擴(kuò)散環(huán)境，該擴(kuò)散過程就是保證每一片硅片以同等的速度均勻經(jīng)過恒溫區(qū)3同時完成擴(kuò)散，使每一片硅片的方塊電阻的 方差大幅減小提聞太陽能電池性能。
權(quán)利要求
1.一種硅太陽能電池連續(xù)通過式擴(kuò)散方法，其特征在于擴(kuò)散操作步驟為如下兩大步驟1)、放置有攜帶娃片的石英舟(4)的載入槳葉(I)以150-300mm/min的速度從左端進(jìn)入擴(kuò)散爐(2)內(nèi)，載出槳葉(5)以150-300mm/min的速度從右端進(jìn)入擴(kuò)散爐(2)內(nèi)，當(dāng)載出槳葉(5)到達(dá)恒溫區(qū)(3)內(nèi)時停止前進(jìn)，當(dāng)載入槳葉(I)上的最前端硅片即將進(jìn)入恒溫區(qū)(3) 時，載入槳葉(I)以25-75mm/min的速度繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)載入槳葉(I)上的石英舟(4)位于擴(kuò)散爐(2)的恒溫區(qū)(3)的中心區(qū)域時，載入槳葉(I)停止前進(jìn)；2)、載入槳葉(I)通過升降機(jī)構(gòu)，以10-30mm/min速度下降，同時石英舟(4)交接至與載入槳葉(I)交錯設(shè)置的載出槳葉(5)上，載入槳葉(I)以300-800mm/min的速度退出擴(kuò)散爐(2)后以20-50mm/min的速度上升至最原始位置準(zhǔn)備重新裝載硅片，載出槳葉(5)以25-75mm/min的速度緩慢退出恒溫區(qū)(3)，當(dāng)石英舟(4)上最左邊的硅片退出恒溫區(qū)(3)后，載出槳葉(5)以150-300mm/min的速度退出擴(kuò)散爐(2)，等待卸載石英舟(4);同批次硅片在確保恒溫區(qū)的功率一致，恒溫區(qū)的每個單點(diǎn)擴(kuò)散氣體濃度一致的情況下，以上述擴(kuò)散過程實(shí)現(xiàn)每一片娃片以25-75mm/min的速度均勻通過I米恒溫區(qū)(3)，實(shí)現(xiàn)每一片硅片經(jīng)過同樣的擴(kuò)散環(huán)境，保證每一片硅片以同等的速度均勻經(jīng)過恒溫區(qū)(3)同時完成擴(kuò)散，使每一片硅片的方塊電阻的方差大幅減小提高太陽能電池性能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅太陽能電池連續(xù)通過式擴(kuò)散方法，其擴(kuò)散步驟主要分為兩步(1)載入槳葉放置有攜帶硅片的石英舟在即將進(jìn)入恒溫區(qū)后，以25-75mm/min的速度繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)槳葉上的石英舟位于擴(kuò)散爐恒溫區(qū)的中心區(qū)域時，載入槳葉停止前進(jìn)；載出槳葉以較快速度進(jìn)入中心區(qū)域等待交接。(2)載入槳葉以10-30mm/min速度下降，同時石英舟交接至與載入槳葉交錯設(shè)置的載出槳葉上，載入槳葉以300-800mm/min的速度退出擴(kuò)散爐后上升至最原始位置準(zhǔn)備重新裝載硅片，載出槳葉以25-75mm/min的速度緩慢退出恒溫區(qū)，等待卸載石英舟。同批次硅片在以上的擴(kuò)散過程實(shí)現(xiàn)每一片硅片以25-75mm/min的速度均勻通過1米恒溫區(qū)，從而使每一片硅片的方塊電阻的方差大幅減小提高太陽能電池性能。
文檔編號H01L31/18GK102916084SQ20121041148
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者陸利新, 鄭榮豪, 陳榮蓮, 肖樂 申請人:上海大學(xué)