專利名稱：一種用于太陽能電池的擴散方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池的生產(chǎn)加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于太陽能電池的擴散方法。
背景技術(shù)：
近年來，太陽能電池片生產(chǎn)技術(shù)不斷進步，生產(chǎn)成本不斷降低，轉(zhuǎn)換效率不斷提高，使光伏發(fā)電的應(yīng)用日益普及并迅猛發(fā)展，逐漸成為電力供應(yīng)的重要來源。太陽能電池片是一種能力轉(zhuǎn)換的光電元件，它可以在太陽光的照射下，把光能轉(zhuǎn)換為電能，實現(xiàn)光伏發(fā) H1^ ο太陽能電池片的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，簡單說來，目前的太陽能電池片的生產(chǎn)過程可以分為以下幾個主要步驟步驟S11、表面制絨以及化學(xué)清洗硅片表面，通過化學(xué)反應(yīng)在原本光滑的硅片表面形成凹凸不平的結(jié)構(gòu)，以增強光的吸收；步驟S12、擴散制結(jié)，將P型的硅片放入擴散爐內(nèi)，使N型雜質(zhì)原子硅片表面層，通過硅原子之間的空隙向硅片內(nèi)部滲透擴散，形成PN結(jié)，使電子和空穴在流動后不再回到原處，這樣便形成電流，也就是使硅片具有光伏效應(yīng)；步驟S13、等離子刻蝕，去除擴散過程中在硅片邊緣形成的將PN結(jié)短路的導(dǎo)電層；/Vif SH^5Fis. PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition,
強的化學(xué)蒸發(fā)沉積)，即沉積減反射膜，利用薄膜干涉原理，減少光的反射，起到鈍化作用， 增大電池的短路電流和輸出功率，提高轉(zhuǎn)換效率；步驟S15、印刷電極，采用銀漿印刷正電極和背電極，采用鋁漿印刷背場，以收集電流并起到導(dǎo)電的作用；步驟S16、燒結(jié)，在高溫下使印刷的電極與硅片之間形成歐姆接觸。由于PN結(jié)是天陽能電池的核心結(jié)構(gòu)，PN結(jié)的質(zhì)量直接決定著天陽能電池的電性能參數(shù)，所以上述擴散制結(jié)步驟是太陽能電池生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有技術(shù)采用的擴散方式為POCL3液態(tài)源擴散，如圖2所示，硅片1位于石英管2內(nèi)的承載臺3上，IPOCL3液態(tài)源擴散用到的工藝氣體為氧氣(O2)、氮氣(該氮氣一般流量較大，在5L/Min以上，俗稱大氮，表示為N2)、攜帶氣體(一般采用氮氣，流量在2L/Min以下，俗稱小氮，表示為N2-POCl3)，這些氣體通入石英管后在高溫下經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)后，磷原子擴散進入硅片基底形成摻磷的發(fā)射區(qū)。在實施本發(fā)明創(chuàng)造的過程中，發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有擴散技術(shù)存在改進空間， 太陽能電池片的功率平均值和轉(zhuǎn)換效率還可以進一步改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種用于太陽能電池的擴散方法，以進一步改善太陽能電池片的電性能，尤其是改善太陽能電池片的功率平均值和轉(zhuǎn)換效率。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了如下技術(shù)方案一種用于太陽能電池的擴散方法，包括A、將硅片放入擴散爐中，升溫至840° 850° ；B、經(jīng)擴散爐管向擴散爐通入體積比為0.5 1的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量的氮氣，擴散爐內(nèi)溫度保持840° 850°，時間tl為10 20分鐘；C、經(jīng)擴散爐管向擴散爐通入體積比為0.7 1.2的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量的氮氣，擴散爐內(nèi)溫度保持850° 860°，時間t2為5 15分鐘；D、經(jīng)擴散爐管向擴散爐通入體積比為1 1.2的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量的氮氣，擴散爐內(nèi)溫度保持860° 870°，時間t3為5 10分鐘；E、擴散過程結(jié)束，在擴散爐降溫后取出硅片。優(yōu)選的，上述方法的步驟A中，擴散爐中溫度為845°。優(yōu)選的，上述方法的步驟B中，擴散爐中溫度為855°。優(yōu)選的，上述方法的步驟C中，擴散爐中溫度為865°。優(yōu)選的，上述方法中，tl = 15分鐘。優(yōu)選的，上述方法中，t2 = 10分鐘。優(yōu)選的，上述方法中，所述預(yù)設(shè)含量為5-10L。優(yōu)選的，上述方法中，所述預(yù)設(shè)含量為8L。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案通過三步擴散的方式，在變溫的基礎(chǔ)上提高太陽能的最大功率，提高轉(zhuǎn)換效率。


通過附圖所示，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為現(xiàn)有技術(shù)晶體硅太陽能電池的制作方法流程圖；圖2為晶體硅太陽能電池制作過程中擴散工藝的示意圖；圖3為本發(fā)明實施例所提供的一種鍍氮化硅減反射膜的方法的基本流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。現(xiàn)有擴散技術(shù)存在方塊電阻的均勻性不好的問題，為解決該問題，本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)恒溫情況下的一步擴散和兩步擴散的基礎(chǔ)上，提出了一種變溫三步擴散方法，由于變溫擴散結(jié)區(qū)雜質(zhì)分布較緩，改善了硅片的表面態(tài)，從而一定程度上提高了硅片的少子壽命， 第一步擴散表面濃度比較大，是一個緩變結(jié)，使耗盡區(qū)的寬度變大，第二步擴散是表面濃度由高濃度向低濃度過渡，第三步擴散表面濃度低，使得歐姆接觸好。下面通過幾個實施例進行詳細說明。實施例一本實施例提供了一種用于太陽能電池的擴散方法，其基本過程如圖3所示，包括如下步驟步驟S31、將硅片放入擴散爐中，升溫至840° 850° ；步驟S32、經(jīng)擴散爐管向擴散爐通入體積比為0. 5 1的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量的氮氣，擴散爐內(nèi)溫度c 1，時間11 ；其中，cl= 840° 850°，tl = 10 20 分鐘。C、經(jīng)擴散爐管向擴散爐通入體積比為0.7 1.2的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量的氮氣，擴散爐內(nèi)溫度c2，時間t2 ；其中，c2= 850° 860°，t2 = 5 15 分鐘。D、經(jīng)擴散爐管向擴散爐通入體積比為1 1.2的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量的氮氣，擴散爐內(nèi)溫度c3，溫度t3 ；其中，c3= 860° 870°，t3 = 5 10 分鐘。E、擴散過程結(jié)束，在擴散爐降溫后取出硅片。優(yōu)選的，本實施例中，cl= 845°，c2 = 855°，c3 = 865°，tl = 15 分鐘，t2 = 10分鐘。所述預(yù)設(shè)含量為5-10L，優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)含量為8L。本實施例通過三步擴散方式，在變溫的基礎(chǔ)上提高硅太陽能的電性能。下面以具體實驗數(shù)據(jù)說明本發(fā)明實施例的效果。采用相同的20片硅片作為原材料P型125單晶硅片，電阻率0. 5-3 Ω . cm，經(jīng)過常規(guī)的清晰、表面組織結(jié)構(gòu)化、擴散后，隨機選取其中10片用本發(fā)明方案進行擴散。將剩下10 片按照常規(guī)工藝進行擴散，之后都采用相同工藝完成后續(xù)工作。其中，采用本發(fā)明方案進行擴散具體方式請參考圖3示出的流程，按照常規(guī)工藝進行擴散的具體過程包括如下步驟1.將硅片放入擴散爐中，升溫至工藝溫度860°C。2.通源1 通以工藝氣體大氮10L/min，小氮lL/min，氧氣3L/min，時間為15min。3.通源2 工藝氣體仍為大氮10L/min，小氮2L/min，氧氣2. 2L/min，時間為 IOmin04.恒溫推結(jié)工藝氣體為大氮10L/min，時間為8min。5.擴散爐降溫，取出硅片。表1為按照現(xiàn)有技術(shù)進行擴散并進行燒結(jié)后電池片的電性能參數(shù)，表2為按照本發(fā)明實施例進行擴散并進行燒結(jié)后電池片的電性能參數(shù)。表 1
權(quán)利要求
1.一種用于太陽能電池的擴散方法，其特征在于，包括A、將硅片放入擴散爐中，升溫至840° 850°；B、經(jīng)擴散爐管向擴散爐通入體積比為0.5 1的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量擴散爐內(nèi)溫度保持840° 850°，時間tl為10 20分鐘；C、經(jīng)擴散爐管向擴散爐通入體積比為0.7 1.2的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量的氮氣，擴散爐內(nèi)溫度保持850° 860°，時間t2為5 15分鐘；D、經(jīng)擴散爐管向擴散爐通入體積比為1 1.2的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量的氮氣，擴散爐內(nèi)溫度保持860° 870°，時間t3為5 10分鐘；E、擴散過程結(jié)束，在擴散爐降溫后取出硅片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴散方法，其特征在于，步驟A中，擴散爐中溫度為845°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴散方法，其特征在于，步驟B中，擴散爐中溫度為855°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擴散方法，其特征在于，步驟C中，擴散爐中溫度為865°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴散方法，其特征在于，tl= 15分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴散方法，其特征在于，t2= 10分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴散方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)含量為5-10L。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴散方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)含量為8L。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種用于太陽能電池的擴散方法，包括將硅片放入擴散爐中，升溫至840°～850°；向擴散爐通入體積比為0.5∶1的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量的氮氣，擴散爐內(nèi)溫度保持840°～850°，時間t1為10～20分鐘；向擴散爐通入體積比為0.7∶1.2的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量的氮氣，擴散爐內(nèi)溫度保持850°～860°，時間t2為5～15分鐘；向擴散爐通入體積比為1∶1.2的小氮和氧氣，同時通入預(yù)設(shè)含量的氮氣，擴散爐內(nèi)溫度保持860°～870°，時間t3為5～10分鐘；擴散過程結(jié)束。本發(fā)明能夠增大電池片的最大功率，有效地提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號C30B31/06GK102487100SQ20101057037
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者李玲玲, 楊征, 梁慧玨, 汪琴霞, 郭建東, 黃炯鈺 申請人:浚鑫科技股份有限公司