CN102623559A - 氧化法制备太阳电池无死层发射极的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于晶体硅太阳电池的制作技术领域,具体涉及一种氧化法制备太阳电池无死层发射极的工艺。该发明先采用传统扩散,去除含掺杂源硅玻璃后,再氧化的方法,制备具有优良性能的无死层发射极,其工序包括,传统扩散发射极的制备,含掺杂源的硅玻璃去除,氧化层的制备,氧化层的去除。此工艺可以有效地去除电池片表面的死层发射极区,提高太阳电池的短波响应,减小暗电流,有效提高电池片的开路电压,并且易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于晶体硅太阳电池的制作技术领域,具体涉及一种氧化法制备太阳电池无死层发射极的工艺。
背景技术
随着化石能源的枯竭,太阳电池作为一种绿色能源,得到快速的发展。晶体硅太阳电池成为目前太阳电池领域的主流,如何降低太阳电池的成本,提高太阳电池的效率成为国内外晶体硅太阳电池研究的重点。
发射极作为太阳电池的关键组成部分,其表面掺杂浓度,直接影响太阳电池的效率。因为当掺杂浓度大于1020/cm3时,将成为死层区,因此,通过降低发射极表面的掺杂浓度,提高电池片对短波段的响应,以及降低暗电流,提高开路电压,成为目前提高电池效率的主要方法。然而传统的发射极的制备,硅片表面的掺杂浓度都高于1020/cm3,因此表面会形成几十纳米的死层区,影响电池的效率。
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的缺陷,提供一种氧化法制备太阳电池无死层发射极的工艺,先采用传统扩散,去除含掺杂源的硅玻璃后,再氧化的方法,制备具有优良性能的发射极,可以有效地去除电池片表面的死层区,提高太阳电池的短波响应,减小暗电流,有效提高电池片的开路电压,并且易于工业化生产。
本发明的技术方案为:一种氧化法制备太阳电池无死层发射极的工艺,包括以下步骤:
(1)将制绒后的硅片,放入扩散炉,进行扩散制备结深为150—500nm发射极,方阻为20—80ohm/sq;
(2)采用浓度为5%—15%的HF酸溶液,去除硅片表面的含掺杂源的硅玻璃;
(3)将已去除含掺杂源的硅玻璃的硅片,放入氧化炉中,通入氧气和TCA, 温度为650℃—850℃,时间为30min—300min,氧化层的厚度为20nm—350nm;
(4)再次采用浓度为5%—15%的HF酸溶液,去除氧化层,得到无死层发射极。
所述的步骤3)中,氧化层的制备过程中,氧气的流量为0.2—10L/min,TCA的流量为0.1—5L/min。
所述的步骤4)中,去除氧化层后,发射极方阻为50—150ohm/sq,发射极表面的掺杂浓度低于1020/cm3。
本发明,所述的硅片为P型多晶、类单晶或单晶硅,也可为N型的多晶、类单晶或单晶硅。
本发明的有益效果是:本发明的一种氧化法制备太阳电池无死层发射极的工艺,先采用传统扩散,去除含掺杂源的硅玻璃后,再氧化的方法,制备具有优良性能的无死层发射极,其工序包括,传统扩散发射极的制备,含掺杂源的硅玻璃去除,氧化层的制备,氧化层的去除。可以应用于各种多晶、单晶或类单晶硅,能够有效地去除电池片表面的死层区,提高太阳电池的短波响应,减小暗电流,有效提高电池片的开路电压,并且易于工业化生产。
附图说明:
图1所示为晶体硅传统扩散结构示意图;
图2所示为本发明的无死层发射极结构示意图;
图中,1.扩散源原子,2.含掺杂源的硅玻璃,3.死层发射极,4.无死层发射极,5.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。
本发明是一种氧化法制备太阳电池无死层发射极的工艺,技术方案为,包含以下工艺步骤:传统扩散发射极的制备,含掺杂源的硅玻璃2去除,氧化层的制备,氧化层的去除。
具体步骤为:
(1)将制绒后的硅片5,放入扩散炉,进行扩散制备发射极,方阻为20—80ohm/sq,制备的发射极结深为150—500nm;
(2)采用浓度为5%—15%的HF酸溶液,去除硅片表面的含掺杂源的硅玻璃2;
(3)将已去除含掺杂源的硅玻璃2的硅片5,放入氧化炉中,通入氧气和TCA,氧气的流量为0.2—10L/min,TCA的流量为0.1—5L/min,温度为650℃—850℃,时间为30min—300min,将死层发射极3全部氧化,氧化层的厚度为20nm—350nm;
(4)再次采用浓度为5%—15%的HF酸溶液,去除氧化层,得到无死层发射极4,发射极方阻为50—150ohm/sq,发射极表面的掺杂浓度低于1020/cm3。
本发明所述的硅片为P型多晶、类单晶或单晶硅,也可为N型的多晶、类单晶或单晶硅。
实施例1
将制绒清洗后的P型多晶体硅片5,放入管式扩散炉中进行扩散,扩散源原子1进入硅片5,形成表面掺杂浓度较高的发射极,方阻为55ohm/sq;然后将硅片5放入10%的HF溶液中清洗6min,去除含掺杂源的硅玻璃2;将去除含掺杂源的硅玻璃2的硅片5放入氧化炉中,升温至700℃,通入氧气1.4L/min和TCA0.6L/min,时间为60min,将死层发射极3全部氧化,得到厚度约60nm的氧化层;再将硅片5放入10%的HF溶液中清洗6min,去除氧化层,得到无死层发射极4的方阻为79ohm/sq;将清洗好的硅片5再进行刻蚀,镀减反射膜,印刷,烧结等工艺,得到太阳电池片,其平均光电转换效率可达到17.23%。
实施例2
将制绒清洗后的P型单晶硅片5,放入管式扩散炉中进行扩散,扩散源原子1进入硅片5,形成表面掺杂浓度较高的发射极,方阻为50ohm/sq;然后将硅片5放入10%的HF溶液中清洗6min,去除含掺杂源的硅玻璃2;将去除含掺杂源的硅玻璃2的硅片放入氧化炉中,升温至700℃,通入氧气1.4L/min和TCA0.6L/min,时间为70min,将死层发射极3全部氧化,得到厚度约65nm的氧化层;再将硅片5放入10%的HF溶液中清洗6min,去除氧化层,得到无死层发射极4的方阻为75ohm/sq;将清洗好的硅片5再进行刻蚀,镀减反射膜,印刷,烧结等工艺,得到太阳电池片,其平均光电转换效率可达到18.42%。
Claims (3)
1.一种氧化法制备太阳电池无死层发射极的工艺,其特征在于包括以下步骤:
(1)将制绒后的硅片,放入扩散炉,进行扩散制备结深为150—500nm的发射极,方阻为20—80ohm/sq;
(2)采用浓度为5%—15%的HF酸溶液,去除硅片表面的含掺杂源的硅玻璃;
(3)将已去除含掺杂源的硅玻璃的硅片,放入氧化炉中,通入氧气和TCA, 温度为650℃—850℃,时间为30min—300min,氧化层的厚度为20nm—350nm;
(4)再次采用浓度为5%—15%的HF酸溶液,去除氧化层,得到无死层发射极。
2. 根据权利要求1所述的氧化法制备太阳电池无死层发射极的工艺,其特征在于,步骤(3)中,氧化炉中氧气的流量为0.2—10L/min,TCA的流量为0.1—5L/min。
3. 根据权利要求1所述的氧化法制备太阳电池无死层发射极的工艺,其特征在于,所述的步骤4)中,去除氧化层后,发射极方阻为50—150ohm/sq,发射极表面的掺杂浓度低于1020/cm3。
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