晶體硅太陽能電池及其擴(kuò)散方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能電池的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種晶體硅太陽能電池及其擴(kuò)散方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。當(dāng)電 力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸 時，越來越多的國家開始實(shí)行"陽光計劃"，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動力。而太 陽能電池的擴(kuò)散工藝是制備太陽能電池的關(guān)鍵，現(xiàn)有的太陽能電池的擴(kuò)散工藝做出來的硅 片表面摻雜濃度較高，死層較厚，使得少子壽命降低，導(dǎo)致短路電流較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于此，有必要提供一種能夠提高硅片的短路電流的晶體硅太陽能電池的擴(kuò)散方 法。
[0004] 此外，還提供一種短路電流較高的晶體硅太陽能電池。
[0005] -種晶體硅太陽能電池的擴(kuò)散方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟一：在通入氧氣和氮?dú)獾臈l件下，將硅片于800~820°C保溫氧化2~5分 鐘；
[0007] 步驟二：在通入擴(kuò)散氮、氧氣及氮?dú)獾臈l件下，將所述硅片于800~820°C保溫擴(kuò) 散10~15分鐘；
[0008] 步驟三：在通入氮?dú)獾臈l件下，將所述硅片于860~890°C保溫擴(kuò)散10~20分 鐘；
[0009] 步驟四：在通入氧氣和擴(kuò)散氮的條件下，將所述硅片于810~850°C保溫擴(kuò)散2~ 8分鐘；及
[0010] 步驟五：在通入氧氣和氮?dú)獾臈l件下，將所述硅片于810~850°C保溫反應(yīng)4~10 分鐘，經(jīng)冷卻，得到所述晶體硅太陽能電池；
[0011] 其中，所述擴(kuò)散氮為攜帶有三氯氧磷的氮?dú)猓也襟E四中的所述擴(kuò)散氮的流量小 于步驟二中的所述擴(kuò)散氮的流量。
[0012] 在其中一個實(shí)施例中，步驟二中的所述擴(kuò)散氮的流量為2000~3500sccm，步驟四 中的所述擴(kuò)散氮的流量為1000~1500sccm。
[0013] 在其中一個實(shí)施例中，步驟一中，所述氧氣的流量為1000~2000sccm，所述氮?dú)?的流量為18~30slm。
[0014] 在其中一個實(shí)施例中，步驟二中，所述氧氣的流量為1000~2000sccm，所述氮?dú)?的流量為18~30slm。
[0015] 在其中一個實(shí)施例中，步驟三中，所述氮?dú)獾牧髁繛?8~30slm。
[0016] 在其中一個實(shí)施例中，步驟四中，所述氧氣的流量為1000~2000sccm。
[0017] 在其中一個實(shí)施例中，步驟五中，所述氧氣的流量為1000~2000sccm，所述氮?dú)?的流量為18~30slm。
[0018] 在其中一個實(shí)施例中，所述硅片的厚度為170~200微米。
[0019] 在其中一個實(shí)施例中，步驟一中，在將所述硅片于800~820°C保溫氧化的步驟之 前，還包括將所述硅片插設(shè)于石英舟的槽中，且一個所述槽對應(yīng)一個所述硅片，將插設(shè)有所 述硅片的石英舟置于擴(kuò)散爐中。
[0020] -種由上述晶體硅太陽能電池的擴(kuò)散方法制備得到的晶體硅太陽能電池。
[0021] 上述晶體硅太陽能電池的擴(kuò)散方法通過先向擴(kuò)散爐中通入氧氣和氮?dú)?，?00~ 820°C保溫擴(kuò)散，從而在硅片的表面形成二氧化硅層，再通入第一擴(kuò)散氮，以降低磷原子的 擴(kuò)散速度，從而有利于使擴(kuò)散更加均勻，以提高短路電流和太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率；通過使 第一擴(kuò)散氮的流量大于第二擴(kuò)散氮的流量，以及使硅片在第一擴(kuò)散氮的擴(kuò)散時間大于在第 二擴(kuò)散氮的擴(kuò)散時間，從而減少娃片表面的磷原子的濃度，降低娃片表面復(fù)合和缺陷濃度， 并在850~890°C僅通入氮?dú)獾臈l件下，使娃片表面形成的二氧化娃層中的磷原子在較高 的溫度下通過熱擴(kuò)散快速進(jìn)入硅片中，以形成真正的摻雜，再降溫至810~850°C，在第二 擴(kuò)散氮的條件下形成淺結(jié)，以提高光生載流子的收集幾率，提高少子壽命，從而提升短路電 流。
【附圖說明】
[0022] 圖1為一實(shí)施方式的晶體硅太陽能電池的擴(kuò)散方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文 所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透 徹全面。
[0024] 需要說明的是，當(dāng)元件被稱為"固定于"另一個元件，它可以直接在另一個元件上 或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是"連接"另一個元件，它可以是直接連接 到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語"垂直的"、"水平的"、"左"、 "右"以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0025] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"及/或"包括一個或多個 相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0026] 如圖1所示，一實(shí)施方式的晶體硅太陽能電池的擴(kuò)散方法，包括如下步驟：
[0027] 步驟S110 :在通入氧氣和氮?dú)獾臈l件下，將硅片于800~820°C保溫氧化2~5分 鐘。
[0028] 由于磷原子在硅中的擴(kuò)散速度較快，容易導(dǎo)致擴(kuò)散不均勻，通過步驟S110,使硅片 與氧氣反應(yīng)，在硅片的表面形成一層二氧化硅層，二氧化硅層作為擴(kuò)散緩沖層，磷原子在二 氧化硅層中的擴(kuò)散速度較慢，從而降低磷原子的擴(kuò)散速度，從而使得擴(kuò)散更加均勻。
[0029] 其中，硅片為制絨后的硅片。硅片的厚度為170~200微米。
[0030] 在本實(shí)施例中，步驟S110中，在將硅片800~820°C保溫氧化之前，還包括將硅片 插設(shè)于石英舟的槽中，且一個槽對應(yīng)一個硅片，將插設(shè)有硅片的石英舟置于擴(kuò)散爐中，從而 可以對硅片的相對的兩個表面均進(jìn)行擴(kuò)散處理，即雙面擴(kuò)散，雙面擴(kuò)散能夠減少硅片內(nèi)的 雜質(zhì)，從而提尚少子壽命。
[0031] 在本實(shí)施例中，步驟S110中，氧氣的流量為1000~2000sccm，氮?dú)獾牧髁繛?8~ 30slm〇
[0032] 步驟S120 :在通入擴(kuò)散氮、氧氣及氮?dú)獾臈l件下，將硅片于800~820 °C保溫擴(kuò)散 10~15分鐘。
[0033] 其中，擴(kuò)散氮為攜帶有三氯氧磷的氮?dú)?，也稱"小氮"。
[0034] 其中，步驟S120中，擴(kuò)散氮的流量為2000~3500sccm。
[0035] 通過步驟S120,使硅、氧氣與擴(kuò)散氮中的三氯氧磷反應(yīng)，在硅片的表面形成一層含 有磷原子的二氧化硅層。
[0036] 在本實(shí)施例中，步驟S120中，氧氣的流量為1000~2000sccm，氮?dú)獾牧髁繛?8~ 30slm〇
[0037] 步驟S130 :在通入氮?dú)獾臈l件下，將硅片于860~890°C保溫擴(kuò)散10~20分鐘。
[0038] 通過升溫，使硅片表面形成的二氧化硅層中的磷原子在較高的溫度下通過熱擴(kuò)散 快速進(jìn)入硅片中，以形成真正的摻雜。
[0039] 在本實(shí)施例中，步驟S130中，氮?dú)獾牧髁繛?8~30slm。
[0040] 步驟S140 :在通入氧氣和擴(kuò)散氮的條件下，將硅片于810~850°C保溫擴(kuò)散2~8 分鐘。
[0041] 通過步驟S140降低溫度以降低磷原子的擴(kuò)散速率，一方面可以使在硅片表面的 磷原子進(jìn)行再分布，降低硅片表面的磷原子的濃度，另一方面在低溫下形成淺結(jié)。
[0042] 其中，步驟S140中的擴(kuò)散氮的組份及濃度與步驟S120中的擴(kuò)散氮是相同的，也即 步驟S140和步驟S120中的擴(kuò)散氮是相同的。
[0043] 其中，步驟S140中的擴(kuò)散氮的流量小于步驟S120中的擴(kuò)散氮的流量，從而能夠在 硅片的表面形成較低的摻雜濃度。
[0044] 其中，步驟S120通入的擴(kuò)散氮的擴(kuò)散時間大于步驟S140的擴(kuò)散氮的擴(kuò)散時間，有 助于硅片的表面形成低濃度摻雜。
[0045] 其中，步驟S140中，擴(kuò)散氮的流量為1000~1500sccm。
[0046] 在本實(shí)施例中，步驟S140中，氧氣的流量為1000~2000sccm。
[0047] 步驟S150 :在通入氧氣和氮?dú)獾臈l件下，將硅片于810~850°C保溫反應(yīng)4~10 分鐘，經(jīng)冷卻，得到晶體硅太陽能電池。
[0048] 在本實(shí)施例中，步驟S150中，氧氣的流量為1000~2000sccm，氮?dú)獾牧髁繛?8~ 30slm〇
[0049] 上述晶體硅太陽能電池的擴(kuò)散方法通過先向擴(kuò)散爐中通入氧氣和氮?dú)猓?00~ 820°C保溫擴(kuò)散，從而在硅片的表面形成二氧化硅層，再通入第一擴(kuò)散氮，以降低磷原子的 擴(kuò)散速度，從而有利于使擴(kuò)散更加均勻；通過使第一擴(kuò)散氮的流量大于第二擴(kuò)散氮的流量， 以及使硅片在第一擴(kuò)散氮的擴(kuò)散時間大于在第二擴(kuò)散氮的擴(kuò)散時間，從而減少硅片表面的 磷原子的濃度，降低硅片表面復(fù)合和缺陷濃度，并在860~890°C僅通入氮?dú)獾臈l件下，使 硅片表面形成的二氧化硅層中的磷原子在較高的溫度下通過熱擴(kuò)散快速進(jìn)入硅片中，以形 成正真的摻雜，再降溫至810~850°C，在第二擴(kuò)散氮的條件下形成淺結(jié)，從而提高光生載 流子的收集幾率，從而提升短路電流。
[0050] 且上述晶體硅太陽能電池的擴(kuò)散方法的第二次擴(kuò)散是一個磷濃度重新分布的過 程，有利于改善擴(kuò)散方阻的均勻性。
[0051] 另外，上述擴(kuò)散方法工藝時間比現(xiàn)有的擴(kuò)散工藝更短，能夠有效地減少能耗和原 料的消耗，從而增加了生產(chǎn)效率。
[0052] -種上述晶體硅太陽能電池的擴(kuò)散方法制備得到的晶體硅太陽能電池。由于該晶 體硅太陽能電池通過上述方法制備得到，使得晶體硅太陽能電池具有較高的短路電流和均 勻的方阻。
[0053] 以下為具體實(shí)施例部分：
[0054] 實(shí)施例1
[0055] 本實(shí)施例的晶體硅太陽能電池的擴(kuò)散步驟如下：
[0056] (1)將制絨后的硅片插設(shè)在石英舟的槽中，且每個槽中放置一片硅片，硅片的厚度 為170微米，將插設(shè)有硅片的石英舟在導(dǎo)軌的帶動下進(jìn)入擴(kuò)散爐。
[0057] (2)將擴(kuò)散爐升溫至800°C，向擴(kuò)散爐中通入氧氣和