一种太阳能电池及其扩散方法与流程

allin2024-07-06  109



1.本技术涉及光伏技术领域,具体而言,涉及一种太阳能电池及其扩散方法。


背景技术:

2.不可再生能源消耗带来的环境污染严重,加快发展光伏类的可再生清洁能源是必经之路。目前太阳能电池作为可再生能源广受重视,顺应全球光伏发展的趋势,降本增效是重中之重。提高晶硅太阳能电池的效率,不仅要从晶硅原材料入手,电池片的生产工艺更需要改进。
3.在单晶perc太阳能电池的制备过程中,扩散制作的选择性发射极是核心。扩散形成p-n结,p-n结的结深和表面浓度直接影响着太阳能电池片的光电转换效率。
4.目前,常见扩散工艺是通过预沉积、高温推结、降温吸杂、后补源等步骤实现磷源掺杂。扩散后的p-n结主要因气流分布不均和扩散时硅片间排过密,导致扩散时磷源在硅片表面分布不均匀,导致掺杂不均,均匀性差等问题,从而电池片的效率较差,现有的常规大尺寸单晶硅片,扩散工艺普遍为两步通源,扩散时间较长,所制p-n结较深,单片内方块电阻均匀性较差,表面复合较大。


技术实现要素:

5.本技术提供了一种太阳能电池及其扩散方法,其能够制备浅结并改善掺杂不均匀的技术问题。
6.本技术的实施例是这样实现的:
7.在第一方面,本技术示例提供了一种太阳能电池及其扩散方法,其包括:对硅片依次进行第一次预氧化处理、第一次通源处理、第二次预氧化处理、第二次通源处理和第三次通源处理。
8.第一次预氧化处理和第二次预氧化处理均在通入氧气的条件下进行,第一次预氧化处理的氧气通入量为500~600sccm,第二次预氧化处理的氧气通入量为800~1000sccm。
9.第一次通源处理、第二次通源处理和第三次通源处理均在氧气和通入携带三氯氧磷的氮气的条件下进行,第一次通源处理的温度为 790~795℃,第一次通源处理的氮气通入量为800~900sccm,第二次通源处理的温度为800~805℃,第二次通源处理的氮气通入量为1000~1100sccm,第三次通源处理的温度为810~815℃,第三次通源处理的氮气通入量为 1500~2000sccm。
10.在上述技术方案中,本技术的太阳能电池的扩散方法通过两次预氧化处理和三次通源处理配合,能够制备浅结,同时改善掺杂的不均匀性,浅结能够提高太阳能电池片的蓝光响应从而提升太阳能电池的光电转换效率。
11.在本技术的太阳能电池的扩散方法中,第二次预氧化处理的氧气通入量大于第一次预氧化处理的氧气通入量,有利于形成半导体衬底的氧化层,进而有利于形成浅结,降低表面浓度,同时半导体衬底氧化层内杂质浓度均匀分布,浅结内的磷源掺杂也利于进一步
均匀分布。
12.在本技术的太阳能电池的扩散方法中,第一次通源处理、第二次通源处理的温度和第三次通源处理的温度依次递增,第一次通源处理的氮气通入量、第二次通源处理的氮气通入量和第三次通源处理的氮气通入量依次递增,有利于短时间在硅片表层进行高浓度的扩散,故只会在硅片表面形成高掺杂浓度的磷硅玻璃层,再通过高温通氧,均匀分布磷原子推进制结,从而显著提高扩散均匀性,形成n
+-n-p结构,降低了表面浓度。
13.结合第一方面,在本技术的第一方面的第一种可能的示例中,上述第一次预氧化处理包括在780~785℃和通入氧气的条件下保温2~3min。
14.结合第一方面,在本技术的第一方面的第二种可能的示例中,上述第一次通源处理包括在790~795℃和通入氧气、携带三氯氧磷的氮气的条件下保温2~3min。
15.可选地,第一次通源处理中氧气通入量为500~600sccm。
16.结合第一方面,在本技术的第一方面的第三种可能的示例中,上述第二预次氧化处理包括在800~805℃和通入氧气的条件下保温2~3min。
17.结合第一方面,在本技术的第一方面的第四种可能的示例中,上述第二次通源处理包括在800~805℃和通入氧气、携带三氯氧磷的氮气的条件下保温2~3min。
18.可选地,第二次通源处理中氧气通入量为700~800sccm。
19.结合第一方面,在本技术的第一方面的第五种可能的示例中,上述第三次通源处理包括在810~815℃和通入氧气、携带三氯氧磷的氮气的条件下保温2~2.5min。
20.可选地,第三次通源处理中氧气通入量为100~1200sccm。
21.结合第一方面,在本技术的第一方面的第六种可能的示例中,完成上述第三次通源处理后,升温至845~850℃,然后在此温度下进行高温氧化处理。
22.可选地,高温氧化处理中氧气通入量为400~500sccm。
23.可选地,高温氧化处理的时间为4~4.5min。
24.可选地,完成高温氧化处理后,停止通入氧气,并继续在845~850℃下保温5~6min。
25.结合第一方面,在本技术的第一方面的第七种可能的示例中,在 845~850℃下保温5~6min后,降温至780~795℃,然后进行后通源处理,后通源处理包括在790~795℃和通入氧气、携带三氯氧磷的氮气的条件下保温12~13min。
26.可选地,后通源处理中氧气通入量为800~900sccm。
27.可选地,后通源处理中氮气通入量为1400~1500sccm。
28.可选地,完成后通源处理后,进行后氧化处理,后氧化处理包括在 780~785℃和通入氧气的条件下保温5~5.5min。
29.可选地,后氧化处理中的氧气通入量为3000~3500sccm。
30.在上述示例中,后氧化步骤在富氧条件下进行,能使扩散后的硅片表面生成一层高质量的且具有较低表面态密度的硅-二氧化硅界面,从而有效减少表面复合,进一步提高少子寿命和短波响应。
31.结合第一方面,在本技术的第一方面的第八种可能的示例中,上述第一次预氧化处理、第一次通源处理、第二次预氧化处理、第二次通源处理和第三次通源处理均在60~80pa的压力下进行。
32.在第二方面,本技术示例提供了一种太阳能电池,其根据上述的太阳能电池的扩散方法制得。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
34.图1为本技术的太阳能电池的扩散方法的流程图;
35.图2为本技术实施例1和对比例1制得的太阳能电池的ecv曲线图。
具体实施方式
36.下面将结合实施例对本技术的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本技术,而不应视为限制本技术的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
37.以下针对本技术实施例的一种太阳能电池及其扩散方法进行具体说明:
38.本技术提供一种太阳能电池的扩散方法,图1为太阳电池的扩散方法的流程图,扩散方法包括:对硅片依次进行第一次预氧化处理、第一次通源处理、第二次预氧化处理、第二次通源处理和第三次通源处理。
39.其中,硅片为表面织构化的硅片。
40.织构化的过程包括将硅片经过碱制绒,使硅片表面形成具有陷光效应的类金字塔结构的绒面。
41.在进行第一次预氧化处理前,将硅表面织构化的硅片竖直放入到石英舟卡槽中,并依托碳化硅桨将硅片移入低压扩散炉管内,并升温至 780~785℃。
42.在本技术的一种实施方式中,将硅片移入低压扩散炉管内后,升温至 782℃。在本技术的其他一些实施方式中,将硅片移入低压扩散炉管内后,升温至780℃、781℃、783℃、784℃或785℃。
43.低压扩散炉管中的压力为60~80pa。
44.在本技术的一种实施方式中,低压扩散炉管中的压力为60pa。在本技术的其他一些实施方式中,低压扩散炉管中的压力还可以为65pa、70pa、 75pa或80pa。
45.可选地,在将硅表面织构化的硅片竖直放入到石英舟卡槽中时,采用背靠背的方式,即硅片的背面抵接背面的方式放置。
46.第一次预氧化处理包括在780~785℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气2~3min。
47.第一次预氧化处理中氧气通入量为500~600sccm。
48.在本技术的一种实施方式中,第一次预氧化处理中氧气通入量为 550sccm。在本技术的其他一些实施方式中,第一次预氧化处理中氧气通入量为500sccm、510sccm、520sccm、530sccm、540sccm、560sccm、570sccm、 580sccm、590sccm或600sccm。
49.扩散前预先进行表面第一次预氧化处理,形成一层较薄的氧化层,减缓磷源到达硅基体的速度,有利于减低结深,降低了表面浓度。
50.升温至790~795℃,进行第一次通源处理。第一次通源处理包括在 790~795℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2~3min。
51.在本技术的一种实施方式中,升温至792℃后进行第一次通源处理。在本技术的其他一些实施方式中,升温至790℃、791℃、793℃、794℃或795℃后进行第一次通源处理。
52.第一次通源处理中氧气通入量为500~600sccm。
53.在本技术的一种实施方式中,第一次通源处理中氧气通入量为 550sccm。在本技术的其他一些实施方式中,第一次通源处理中氧气通入量为500sccm、510sccm、520sccm、530sccm、540sccm、560sccm、570sccm、 580sccm、590sccm或600sccm。
54.氮气中三氯氧磷的携带量为7~10wt%。
55.第一次通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入量为800~900sccm。
56.在本技术的一种实施方式中,第一次通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入量为850sccm。在本技术的其他一些实施方式中,第一次通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入量为800sccm、810sccm、820sccm、830sccm、 840sccm、860sccm、870sccm、880sccm、890sccm或900sccm。
57.第一次通源处理能够预先沉积浓度较小的浅扩层。
58.升温至800~805℃,进行第二次预氧化处理。第二次预氧化处理包括在 800~805℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气2~3min。
59.在本技术的一种实施方式中,升温至802℃后进行第二次预氧化处理。在本技术的其他一些实施方式中,升温至800℃、801℃、803℃、804℃或 805℃后进行第二次预氧化处理。
60.第二次预氧化处理中氧气通入量为800~1000sccm。
61.在本技术的一种实施方式中,第二次预氧化处理中氧气通入量为 900sccm。在本技术的其他一些实施方式中,第二次预氧化处理中氧气通入量为800sccm、810sccm、820sccm、830sccm、840sccm、850sccm、860sccm、 870sccm、880sccm、890sccm、910sccm、920sccm、930sccm、940sccm、 950sccm、960sccm、970sccm、980sccm、990sccm或1000sccm。
62.第二次预氧化处理通过较高流量的氧气,形成一层1~2nm厚度的氧化层,一方面反应掉第一次通源处理形成的非活性磷源(pcl5),pcl5会腐蚀硅基体;另一方面起到进一步减缓后续高浓度磷源对表面浓度的影响。
63.第二次通源处理包括在800~805℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2~3min。
64.第二次通源处理中氧气通入量为700~800sccm。
65.在本技术的一种实施方式中,第二次通源处理中氧气通入量为 750sccm。在本技术的其他一些实施方式中,第二次通源处理中氧气通入量为700sccm、710sccm、720sccm、730sccm、740sccm、760sccm、770sccm、 780sccm、790sccm或800sccm。
66.第二次通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入量为1000~1100sccm。
67.在本技术的一种实施方式中,第二次通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入量为1050sccm。在本技术的其他一些实施方式中,第二次通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入
量为1000sccm、1010sccm、1020sccm、1030sccm、 1040sccm、1060sccm、1070sccm、1080sccm、1090sccm或1100sccm。
68.第二次通源处理是更高温度的磷源掺杂,其反应会更活跃,能够减少非活性磷源等杂质的生成。
69.升温至810~815℃,进行第三次通源处理。第三次通源处理包括在 810~815℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2~2.5min。
70.在本技术的一种实施方式中,升温至812℃后进行第三次通源处理。在本技术的其他一些实施方式中,升温至810℃、811℃、813℃、814℃或815℃后进行第三次通源处理。
71.第三次通源处理中氧气的氮气通入量为1000~1200sccm。
72.在本技术的一种实施方式中,第三次通源处理中氧气通入量为 1100sccm。在本技术的其他一些实施方式中,第二次通源处理中氧气通入量为1000sccm、1010sccm、1020sccm、1030sccm、1040sccm、1050sccm、 1060sccm、1070sccm、1080sccm、1090sccm、1110sccm、1120sccm、1130sccm、 1140sccm、1150sccm、1160sccm、1170sccm、1180sccm、1190sccm或 1200sccm。
73.第三次通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入量为1500~2000sccm。
74.在本技术的一种实施方式中,第三次通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入量为1750sccm。在本技术的其他一些实施方式中,第三次通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入量为1500sccm、1550sccm、1600sccm、1650sccm、1700sccm、1800sccm、1850sccm、1900sccm、1950sccm或2000sccm。
75.第三次通源处理是高浓度的磷源掺杂,其能够和第一次通源处理、第二次通源处理配合,浓度由低到高,形成浓度梯度,磷源分布均匀,提高磷单质均匀性。
76.完成第三次通源处理后,用时5~5.5min升温至845~850℃,进行高温氧化处理。高温氧化处理包括在845~850℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气4~4.5min。
77.在本技术的一种实施方式中,升温至847℃后进行高温氧化处理。在本技术的其他一些实施方式中,升温至845℃、846℃、848℃、849℃或850℃后进行高温氧化处理。
78.高温氧化处理中氧气通入量为500~600sccm。
79.在本技术的一种实施方式中,高温氧化处理中氧气通入量为550sccm。在本技术的其他一些实施方式中,高温氧化处理中氧气通入量为500sccm、 510sccm、520sccm、530sccm、540sccm、560sccm、570sccm、580sccm、590sccm 或600sccm。
80.第一次通源处理、第二次通源处理和第三次通源处理后会形成磷硅玻璃层,在高温氧化处理中通入氧气,与非活性磷源反应,减少部分磷源分布不均的区域,进一步改善均匀性。
81.完成高温氧化处理后,停止通入氧气,并继续在845~850℃下保温 5~6min。
82.本技术的太阳能电池的扩散方法在现有方法的基础上缩短高温步的时长,推结更浅。
83.完成保温后,用时15~16min降温至790~795℃进行降温析杂。
84.在本技术的一种实施方式中,降温至792℃进行降温析杂。在本技术的其他一些实施方式中,降温至790℃、791℃、793℃、794℃或795℃进行降温析杂。
85.完成降温析杂后,进行后通源处理。后通源处理包括在790~795℃的温度下,向低
压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体 12~13min。
86.后通源处理中氧气的通入量为800~900sccm。
87.在本技术的一种实施方式中,后通源处理中氧气的通入量为850sccm。在本技术的其他一些实施方式中,后通源处理中氧气的通入量为800sccm、 810sccm、820sccm、830sccm、840sccm、860sccm、870sccm、880sccm、890sccm 或900sccm。
88.后通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入量为1400~1500sccm。
89.在本技术的一种实施方式中,后通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入量为1450sccm。在本技术的其他一些实施方式中,后通源处理中携带三氯氧磷的氮气通入量为1400sccm、1410sccm、1420sccm、1430sccm、1440sccm、 1460sccm、1470sccm、1480sccm、1490sccm或1500sccm。
90.降温至780~785℃,进行后氧化处理。后氧化处理包括在780~785℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气5~5.5min。
91.在本技术的一种实施方式中,降温至782℃后进行后氧化处理。在本技术的其他一些实施方式中,降温至780℃、781℃、783℃、784℃或785℃后进行后氧化处理。
92.后氧化处理中氧气通入量为3000~3500sccm。
93.在本技术的一种实施方式中,后氧化处理中氧气通入量为3250sccm。在本技术的其他一些实施方式中,后氧化处理中氧气通入量为3000sccm、 3050sccm、3100sccm、3150sccm、3200sccm、3300sccm、3350sccm、3400sccm、 3450sccm或3500sccm。
94.后氧化处理是在富氧条件下,使扩散后的硅片表面生成一层高质量且具有较低表面态密度的硅-二氧化硅界面,可以有效减少表面复合,提升少子寿命。
95.完成后氧化处理后降温出舟。
96.完成扩散方法的硅片依次经过激光se掺杂、链氧、去psg、碱抛、退火氧化、背镀膜、正镀膜、激光开槽、丝网印刷和烧结工序后,分选测试成品电池片效率。
97.本技术的太阳能电池的扩散方法通过两次预氧化处理和三次通源处理配合,能够制备浅结,同时改善掺杂的不均匀性,浅结能够提高太阳能电池片的蓝光响应从而提升太阳能电池的光电转换效率。且本技术的太阳能电池的扩散方法工序简便,成本较低。
98.在本技术的太阳能电池的扩散方法中,第二次预氧化处理的氧气通入量大于第一次预氧化处理的氧气通入量,有利于形成半导体衬底的氧化层,进而有利于形成浅结,降低表面浓度,同时半导体衬底氧化层内杂质浓度均匀分布,浅结内的磷源掺杂也利于进一步均匀分布。
99.在本技术的太阳能电池的扩散方法中,第一次通源处理、第二次通源处理的温度和第三次通源处理的温度依次递增,第一次通源处理的氮气通入量、第二次通源处理的氮气通入量和第三次通源处理的氮气通入量依次递增,有利于短时间在硅片表层进行高浓度的扩散,故只会在硅片表面形成高掺杂浓度的磷硅玻璃层,再通过高温通氧,均匀分布磷原子推进制结,从而显著提高扩散均匀性,形成n
+-n-p结构,降低了表面浓度。后氧化步骤在富氧条件下进行,能使扩散后的硅片表面生成一层高质量的且具有较低表面态密度的硅-二氧化硅界面,从而有效减少表面复合,进一步提高少子寿命和短波响应。
100.本技术还提供一种太阳能电池,其根据上述的太阳能电池的扩散方法制得。
101.以下结合实施例对本技术的一种太阳能电池及其扩散方法作进一步的详细描述。
102.实施例1
103.本技术实施例提供一种太阳能电池及其扩散方法,其包括以下步骤:
104.s1、前处理
105.选择210mm*210mm的p型单晶硅片,经过碱制绒,使硅片表面形成具有陷光效应的类金字塔结构的绒面,制得表面织构化的硅,将表面织构化的硅片背靠背竖直插入到石英舟卡槽中,依托碳化硅桨移入低压扩散炉管内,低压扩散炉管中的压力为60pa。
106.s2、第一次预氧化处理
107.升温至780℃,向低压扩散炉中通入氧气3min,氧气通入量为600sccm。
108.s3、第一次通源处理
109.升温至790℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体5min,氧气通入量为600sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为800sccm。
110.s4、第二次预氧化处理
111.升温至800℃,向低压扩散炉中通入氧气2min,氧气通入量为 1000sccm。
112.s5、第二次通源处理
113.在800℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2min,氧气通入量为800sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 1100sccm。
114.s6、第三次通源处理
115.升温至810℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2min,氧气通入量为1000sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 2000sccm。
116.s7、高温氧化处理
117.用时5min升温至850℃,向低压扩散炉中通入氧气4min,氧气通入量为600sccm。
118.s8、保温
119.停止通入氧气,并在850℃下保温5min。
120.s9、降温析杂
121.用时16min降温至790℃。
122.s10、后通源处理
123.在790℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体13min,氧气的通入量为800sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 1400sccm。
124.s11、后氧化处理
125.降温至780℃,向低压扩散炉中通入氧气5min,氧气通入量为3500sccm,然后降温出舟。
126.s12、后处理
127.将完成扩散方法的硅片依次经过激光se掺杂、链氧、去psg、碱抛、退火氧化、背镀膜、正镀膜、激光开槽、丝网印刷和烧结工序后,分选测试成品电池片效率。
128.实施例2
129.本技术实施例提供一种太阳能电池及其扩散方法,其包括以下步骤:
130.s1、前处理
131.选择210mm*210mm的p型单晶硅片,经过碱制绒,使硅片表面形成具有陷光效应的类金字塔结构的绒面,制得表面织构化的硅,将表面织构化的硅片背靠背竖直插入到石英
舟卡槽中,依托碳化硅桨移入低压扩散炉管内,低压扩散炉管中的压力为80pa。
132.s2、第一次预氧化处理
133.升温至780℃,向低压扩散炉中通入氧气3min,氧气通入量为500sccm。
134.s3、第一次通源处理
135.升温至790℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体3min,氧气通入量为500sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为800sccm。
136.s4、第二次预氧化处理
137.升温至800℃,向低压扩散炉中通入氧气3min,氧气通入量为800sccm。
138.s5、第二次通源处理
139.在800℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体3min,氧气通入量为700sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 1000sccm。
140.s6、第三次通源处理
141.升温至810℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2.5min,氧气通入量为1000sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为1500sccm。
142.s7、高温氧化处理
143.用时5min升温至845℃,向低压扩散炉中通入氧气4.5min,氧气通入量为500sccm。
144.s8、保温
145.停止通入氧气,并在845℃下保温6min。
146.s9、降温析杂
147.用时16min降温至790℃。
148.s10、后通源处理
149.在790℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体13min,氧气的通入量为800sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 1400sccm。
150.s11、后氧化处理
151.降温至780℃,向低压扩散炉中通入氧气5.5min,氧气通入量为 3000sccm,然后降温出舟。
152.s12、后处理
153.将完成扩散方法的硅片依次经过激光se掺杂、链氧、去psg、碱抛、退火氧化、背镀膜、正镀膜、激光开槽、丝网印刷和烧结工序后,分选测试成品电池片效率。
154.实施例3
155.本技术实施例提供一种太阳能电池及其扩散方法,其包括以下步骤:
156.s1、前处理
157.选择210mm*210mm的p型单晶硅片,经过碱制绒,使硅片表面形成具有陷光效应的类金字塔结构的绒面,制得表面织构化的硅,将表面织构化的硅片背靠背竖直插入到石英舟卡槽中,依托碳化硅桨移入低压扩散炉管内,低压扩散炉管中的压力为70pa。
158.s2、第一次预氧化处理
159.升温至785℃,向低压扩散炉中通入氧气2min,氧气通入量为600sccm。
160.s3、第一次通源处理
161.升温至795℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2min,
氧气通入量为600sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为900sccm。
162.s4、第二次预氧化处理
163.升温至805℃,向低压扩散炉中通入氧气2min,氧气通入量为 1000sccm。
164.s5、第二次通源处理
165.在805℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2min,氧气通入量为800sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 1100sccm。
166.s6、第三次通源处理
167.升温至815℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2min,氧气通入量为1200sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 2000sccm。
168.s7、高温氧化处理
169.用时4min升温至850℃,向低压扩散炉中通入氧气4min,氧气通入量为600sccm。
170.s8、保温
171.停止通入氧气,并在850℃下保温5min。
172.s9、降温析杂
173.用时15min降温至795℃。
174.s10、后通源处理
175.在795℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体12min,氧气的通入量为900sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为1500sccm。
176.s11、后氧化处理
177.降温至785℃,向低压扩散炉中通入氧气5min,氧气通入量为 3500sccm,然后降温出舟。
178.s12、后处理
179.将完成扩散方法的硅片依次经过激光se掺杂、链氧、去psg、碱抛、退火氧化、背镀膜、正镀膜、激光开槽、丝网印刷和烧结工序后,分选测试成品电池片效率。
180.对比例1
181.本技术对比例提供一种太阳能电池及其扩散方法,其包括以下步骤:
182.s1、前处理
183.选择210mm*210mm的p型单晶硅片,经过碱制绒,使硅片表面形成具有陷光效应的类金字塔结构的绒面,制得表面织构化的硅,将表面织构化的硅片背靠背竖直插入到石英舟卡槽中,依托碳化硅桨移入低压扩散炉管内,低压扩散炉管中的压力为60pa。
184.s2、预氧化处理
185.升温至795℃,向低压扩散炉中通入氧气4min,氧气通入量为660sccm,氧气通入量为1045sccm。
186.s3、第一次通源处理
187.在795℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体5min,氧气通入量为660sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 1250sccm。
188.s4、第二次通源处理
189.升温至800℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2min,氧气通入量为660sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 1250sccm。
190.s5、高温氧化处理
191.用时5min升温至845℃,向低压扩散炉中通入氧气4min,氧气通入量为600sccm。
192.s6、保温
193.停止通入氧气,并在845℃下保温6min。
194.s7、降温析杂
195.用时16min降温至780℃。
196.s8、后通源处理
197.在770℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体13min,氧气的通入量为800sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 1400sccm。
198.s9、后氧化处理
199.向低压扩散炉中通入氧气3min,氧气通入量为1500sccm,然后降温出舟。
200.s10、后处理
201.将完成扩散方法的硅片依次经过激光se掺杂、链氧、去psg、碱抛、退火氧化、背镀膜、正镀膜、激光开槽、丝网印刷和烧结工序后,分选测试成品电池片效率。
202.对比例2
203.本技术对比例提供一种太阳能电池及其扩散方法,其包括以下步骤:
204.s1、前处理
205.选择210mm*210mm的p型单晶硅片,经过碱制绒,使硅片表面形成具有陷光效应的类金字塔结构的绒面,制得表面织构化的硅,将表面织构化的硅片背靠背竖直插入到石英舟卡槽中,依托碳化硅桨移入低压扩散炉管内,低压扩散炉管中的压力为60pa。
206.s2、第一次预氧化处理
207.升温至780℃,向低压扩散炉中通入氧气3min,氧气通入量为600sccm。
208.s3、第一次通源处理
209.升温至790℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体5min,氧气通入量为600sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为800sccm。
210.s4、第二次通源处理
211.升温至800℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2min,氧气通入量为800sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 1100sccm。
212.s5、第三次通源处理
213.升温至810℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2min,氧气通入量为1000sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 2000sccm。
214.s6、高温氧化处理
215.用时5min升温至850℃,向低压扩散炉中通入氧气4min,氧气通入量为600sccm。
216.s7、保温
217.停止通入氧气,并在850℃下保温5min。
218.s8、降温析杂
219.用时16min降温至790℃。
220.s9、后通源处理
221.在790℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体
13min,氧气的通入量为800sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 1400sccm。
222.s10、后氧化处理
223.降温至780℃,向低压扩散炉中通入氧气5min,氧气通入量为 3500sccm,然后降温出舟。
224.s11、后处理
225.将完成扩散方法的硅片依次经过激光se掺杂、链氧、去psg、碱抛、退火氧化、背镀膜、正镀膜、激光开槽、丝网印刷和烧结工序后,分选测试成品电池片效率。
226.对比例3
227.本技术对比例提供一种太阳能电池及其扩散方法,其包括以下步骤:
228.s1、前处理
229.选择210mm*210mm的p型单晶硅片,经过碱制绒,使硅片表面形成具有陷光效应的类金字塔结构的绒面,制得表面织构化的硅,将表面织构化的硅片背靠背竖直插入到石英舟卡槽中,依托碳化硅桨移入低压扩散炉管内,低压扩散炉管中的压力为60pa。
230.s2、第一次预氧化处理
231.升温至780℃,向低压扩散炉中通入氧气3min,氧气通入量为600sccm。
232.s3、第一次通源处理
233.升温至790℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体5min,氧气通入量为600sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为800sccm。
234.s4、第二次预氧化处理
235.升温至800℃,向低压扩散炉中通入氧气2min,氧气通入量为600sccm。
236.s5、第二次通源处理
237.在800℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2min,氧气通入量为800sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 1100sccm。
238.s6、第三次通源处理
239.升温至810℃,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体2min,氧气通入量为1000sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为 2000sccm。
240.s7、高温氧化处理
241.用时5min升温至850℃,向低压扩散炉中通入氧气4min,氧气通入量为600sccm。
242.s8、保温
243.停止通入氧气,并在850℃下保温5min。
244.s9、降温析杂
245.用时16min降温至790℃。
246.s10、后通源处理
247.在790℃的温度下,向低压扩散炉中通入氧气和携带三氯氧磷的氮气的混合气体13min,氧气的通入量为800sccm,携带三氯氧磷的氮气通入量为1400sccm。
248.s11、后氧化处理
249.降温至780℃,向低压扩散炉中通入氧气5min,氧气通入量为 3500sccm,然后降温出舟。
250.s12、后处理
251.将完成扩散方法的硅片依次经过激光se掺杂、链氧、去psg、碱抛、退火氧化、背镀膜、正镀膜、激光开槽、丝网印刷和烧结工序后,分选测试成品电池片效率。
252.试验例1
253.分别取实施例1和对比例1~3制得的太阳能电池片,分别测得其方块电阻和ecv曲线,方块电阻如表1所示,ecv曲线如图2所示。
254.表1实施例1和对比例1~3制得的太阳能电池片的方块电阻
255.[0256][0257]
由表1可知,实施例1和对比例1对比可知,采用本技术的太阳能电池的扩散方法制得的太阳能电池的方块电阻的不均匀性明显降低。
[0258]
实施例1和对比例2对比可知,对比例2无第二次预氧化处理,相较于实施例1,采用对比例2的太阳能电池的扩散方法制得的太阳能电池的方块电阻的不均匀性明显提高。
[0259]
实施例1和对比例3对比可知,对比例3中第二次预氧化处理和第一次预氧化的氧化通入量相同,相较于实施例1,采用对比例3的太阳能电池的扩散方法制得的太阳能电池的方块电阻的不均匀性明显提高。
[0260]
由图2可知,本技术的太阳能电池的扩散方法制得的太阳能电池的结深明显降低,结深在0.20~0.25μm。
[0261]
试验例2
[0262]
分别取实施例1和对比例1~3制得的太阳能电池片,测得其性能如表2 所示。
[0263]
表2实施例1和对比例1~3制得的太阳能电池片的性能
[0264]
项目ncelluociscffrserrshirev2实施例123.0650.692318.29680.300.00156436.890.08977对比例123.0210.690518.28480.400.00151419.650.09114对比例223.0110.691518.29180.220.00149444.230.08989对比例322.9820.691018.25680.330.00151423.450.0889
[0265]
由表2可知,实施例1和对比例1对比可知,采用本技术的太阳能电池的扩散方法制得的太阳能电池的开路电压、短路电流和光电转换效率明显提升。
[0266]
以上所述仅为本技术的具体实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征:
1.一种太阳能电池的扩散方法,其特征在于,所述太阳能电池的扩散方法包括:对硅片依次进行第一次预氧化处理、第一次通源处理、第二次预氧化处理、第二次通源处理和第三次通源处理;所述第一次预氧化处理和所述第二次预氧化处理均在通入氧气的条件下进行,所述第一次预氧化处理的氧气通入量为500~600sccm,所述第二次预氧化处理的氧气通入量为800~1000sccm;所述第一次通源处理、所述第二次通源处理和所述第三次通源处理均在氧气和通入携带三氯氧磷的氮气的条件下进行,所述第一次通源处理的温度为790~795℃,所述第一次通源处理的氮气通入量为800~900sccm,所述第二次通源处理的温度为800~805℃,所述第二次通源处理的氮气通入量为1000~1100sccm,所述第三次通源处理的温度为810~815℃,所述第三次通源处理的氮气通入量为1500~2000sccm。2.根据权利要求1所述的太阳能电池的扩散方法,其特征在于,所述第一次预氧化处理包括在780~785℃和通入氧气的条件下保温2~3min。3.根据权利要求1所述的太阳能电池的扩散方法,其特征在于,所述第一次通源处理包括在790~795℃和通入氧气、携带三氯氧磷的氮气的条件下保温2~3min;可选地,所述第一次通源处理中氧气通入量为500~600sccm。4.根据权利要求1所述的太阳能电池的扩散方法,其特征在于,所述第二次预氧化处理包括在800~805℃和通入氧气的条件下保温2~3min。5.根据权利要求1所述的太阳能电池的扩散方法,其特征在于,所述第二次通源处理包括在800~805℃和通入氧气、携带三氯氧磷的氮气的条件下保温2~3min;可选地,所述第二次通源处理中氧气通入量为700~800sccm。6.根据权利要求1所述的太阳能电池的扩散方法,其特征在于,所述第三次通源处理包括在810~815℃和通入氧气、携带三氯氧磷的氮气的条件下保温2~2.5min;可选地,所述第三次通源处理中氧气通入量为100~1200sccm。7.根据权利要求1所述的太阳能电池的扩散方法,其特征在于,完成所述第三次通源处理后,升温至845~850℃,然后在此温度下进行高温氧化处理;可选地,所述高温氧化处理中氧气通入量为400~500sccm;可选地,所述高温氧化处理的时间为4~4.5min;可选地,完成所述高温氧化处理后,停止通入氧气,并继续在845~850℃下保温5~6min。8.根据权利要求7所述的太阳能电池的扩散方法,其特征在于,在845~850℃下保温5~6min后,降温至780~795℃,然后进行后通源处理,所述后通源处理包括在790~795℃和通入氧气、携带三氯氧磷的氮气的条件下保温12~13min;可选地,所述后通源处理中氧气通入量为800~900sccm;可选地,所述后通源处理中氮气通入量为1400~1500sccm;可选地,完成所述后通源处理后,进行后氧化处理,所述后氧化处理包括在780~785℃和通入氧气的条件下保温5~5.5min;可选地,所述后氧化处理中的氧气通入量为3000~3500sccm。9.根据权利要求1~6任一项所述的太阳能电池的扩散方法,其特征在于,所述第一次
预氧化处理、所述第一次通源处理、所述第二次预氧化处理、所述第二次通源处理和所述第三次通源处理均在60~80pa的压力下进行。10.一种太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池根据权利要求1~9任一项所述的太阳能电池的扩散方法制得。

技术总结
本申请提供一种太阳能电池及其扩散方法,属于光伏技术领域。太阳能电池及其扩散方法,其包括:对硅片依次进行第一次预氧化处理、第一次通源处理、第二次预氧化处理、第二次通源处理和第三次通源处理。第一次预氧化处理和第二次预氧化处理的氧气通入量递增。第一次通源处理、第二次通源处理和第三次通源处理的温度和携带三氯氧磷的氮气均递增。本申请的太阳能电池的扩散方法通过两次预氧化处理和三次通源处理配合,能够制备浅结,同时改善掺杂的不均匀性,浅结能够提高太阳能电池片的蓝光响应从而提升太阳能电池的光电转换效率。从而提升太阳能电池的光电转换效率。从而提升太阳能电池的光电转换效率。


技术研发人员:白雪飞 黄智 石鑫鑫 陈帅 马海云 张书界
受保护的技术使用者:通威太阳能(眉山)有限公司
技术研发日:2022.04.06
技术公布日:2022/7/5
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-15130.html

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