CN102044594A - 一种提高晶体硅太阳能电池扩散均匀性的工艺 - Google Patents

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刘鹏
姜言森
李玉花
徐振华
张春燕
任现坤
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杨青天
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Abstract

本发明属于晶硅太阳能电池的制作技术领域，具体涉及一种提高晶体硅太阳能电池扩散均匀性的工艺。该发明采用先氧化后扩散的方法，提高太阳能电池发射极的方阻均匀性，其工序包括，氧化层的制备，发射极的制备，磷硅玻璃去除。此工艺提高了发射极扩散的均匀性，减少了发射极的间隙缺陷，提高了短波段光子的利用率，改善了晶体硅太阳能电池的电性能，并且易于工业化生产。

Description

一种提高晶体硅太阳能电池扩散均匀性的工艺
技术领域
本发明属于晶硅太阳能电池的制作技术领域，具体涉及一种提高晶体硅太阳能电池扩散均匀性的工艺。
背景技术
随着化石能源的枯竭，太阳能电池作为一种绿色能源，得到快速的发展。晶体硅太阳能电池成为目前太阳能电池领域的主流，如何降低太阳能电池的成本，提高太阳能电池的效率成为国内外晶体硅太阳能电池研究的重点。
发射极作为太阳能电池的关键组成部分，其掺杂浓度及深度，直接影响太阳能电池的效率。为了进一步提高晶体硅太阳能电池的效率，低方阻发射极的制备，目前成为行业的趋势，同时对发射极的均匀性及短波响应也提出了更高的要求。传统的扩散工艺，由于硅表面没有任何的保护处理，不同区域的扩散源原子的浓度，及进入硅基体的深度各不相同，间隙缺陷形成的几率大大提高，降低了晶体硅电池对短波太阳光光子的利用率。
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的缺陷，提供一种提高晶体硅太阳能电池扩散均匀性的工艺，该发明采用先氧化后扩散的方法，提高太阳能电池发射极的方阻均匀性，其工序包括，氧化层的制备，发射极的制备，磷硅玻璃去除，提高了发射极扩散的均匀性，减少了发射极的间隙缺陷，提高了短波段光子的利用率，改善了晶体硅太阳能电池的电性能，并且易于工业化生产。
本发明为一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺，技术方案为，包含以下工艺步骤：氧化层的制备，发射极的制备，磷硅玻璃去除。
所述的氧化层，为二氧化硅，其厚度在5—10nm。
本发明的扩散工艺具体步骤为：
1．氧化层的制备，将硅片放入扩散炉中，在氮气保护下，升温至850—900℃，通入氧气，对硅表面进行氧化，时间约为1—3分钟。
2．发射极的制备，在氮气的保护作用下，降温至800—850℃，在硅片表面沉积磷源5—15分钟，然后无氧推进15分钟，氮气保护降至室温，完成发射极的制备。
3．磷硅玻璃去除。
本发明的有益效果为：本发明的工序包括，氧化层的制备，发射极的制备，磷硅玻璃去除。采用在硅片表面先氧化后扩散的方法，制备发射极。与现有技术相比，本扩散工艺，大大提高了发射极方阻的均匀性，降低了发射极间隙缺陷的浓度。采用该工艺制备的晶体硅太阳能电池，具有较好的短波响应，大大降低了发射极区的少数载流子的复合几率，可以获得较高的开路电压、短路电流和填充因子。采用本发明工艺制备的晶体硅太阳能电池，经实验证明，其光电转换效率可达到18.0—18.5%（单晶硅太阳能电池）。
附图说明：
图1所示为本发明的发射极制备的示意图。
图1中，1.扩散源原子，2.氧化层，3.发射极，4.硅片。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
本发明的一种晶体硅太阳能电池的扩散工艺技术方案为，包含以下工艺步骤：氧化层2的制备，发射极3的制备，磷硅玻璃去除。
所述的氧化层2，为二氧化硅氧化层，其厚度在5—10nm。
具体步骤为：
1．氧化层2的制备，将硅片4放入扩散炉中，在氮气保护下，升温至850—900℃，通入氧气，对硅片4表面进行氧化，时间约为1—3分钟。
2．发射极3的制备，在氮气的保护作用下，降温至800—850℃，在硅片4表面沉积磷源5—15分钟，然后无氧推进15分钟，扩散源原子1进入硅片4，氮气保护降至室温，完成发射极3的制备。
3．磷硅玻璃去除。
实施例１
将制绒清洗后的单晶硅片4，放入管式扩散炉中，在氮气保护的作用下，升温至860℃，通入氧气，流量为1000sccm，时间持续1.5分钟，在硅片4表面形成7nm厚的二氧化硅氧化层2；然后在氮气的保护下，降温至830℃，进行扩散磷源沉积，时间为7分钟，然后无氧推进13分钟，扩散源原子1进入硅片4，最后在氮气的保护下，降至室温；然后将硅片4放入10%的HF溶液中清洗6min，去除磷硅玻璃，得到发射极3阻值为65±3 ohm/sq的硅片4；将清洗好的硅片4再进行刻蚀，镀减反射膜，印刷，烧结等工艺，得到太阳能电池片，其平均光电转换效率可达到18.17%。

Claims (3)

1.一种提高晶体硅太阳能电池扩散均匀性的工艺，其特征在于硅片在扩散前先进行氧化，扩散过程包含以下工艺步骤：氧化层的制备，发射极的制备，磷硅玻璃去除。
2.根据权利要求1所述的一种提高晶体硅太阳能电池扩散均匀性的工艺，其特征在于，所述的氧化层，为二氧化硅，厚度为5—10nm。
3.根据权利要求1所述的一种提高晶体硅太阳能电池扩散均匀性的工艺，其特征在于，扩散工艺具体步骤为：
①氧化层的制备，将硅片放入扩散炉中，在氮气保护下，升温至850—900℃，通入氧气，对硅表面进行氧化，时间约为1—3分钟；
②发射极的制备，在氮气的保护作用下，降温至800—850℃，在硅片表面沉积磷源5—15分钟，然后无氧推进15分钟，氮气保护降至室温，完成发射极的制备；
③磷硅玻璃去除。
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