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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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
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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