專利名稱：：一種應(yīng)用于硅太陽電池的恒溫?cái)U(kuò)散工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及太陽能利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說，本發(fā)明是一種應(yīng)用于硅太陽電池的恒溫?cái)U(kuò)散工藝。
背景技術(shù)：
：目前，單、多晶硅太陽電池的主要制造工藝已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其主要步驟如下a.化學(xué)清洗及表面織構(gòu)化處理通過化學(xué)反應(yīng)使原本光亮的硅片表面形成凸凹不平的結(jié)構(gòu)以增加光的吸收。b.擴(kuò)散P型硅片在擴(kuò)散后表面變成N型，形成PN結(jié)，使得硅片具有光伏效應(yīng)。擴(kuò)散的濃度、深度以及均勻性直接影響太陽電池的電性能，擴(kuò)散進(jìn)雜質(zhì)的總量用方塊電阻來衡量，雜質(zhì)總量越小，方塊電阻越C.周邊刻蝕:該步驟的目的在于去掉擴(kuò)散時(shí)在硅片邊緣形成的將PN結(jié)兩端短路的導(dǎo)電層。d.沉積減反射膜目前主要有兩類減反射膜，氮化硅膜和氧化鈦膜，主要起減反射和鈍化的作用。e.印刷電極。f.燒結(jié)使印刷的電極與硅片之間形成合金的過程。PN結(jié)是太陽電池的核心結(jié)構(gòu)，PN結(jié)的好壞直接決定著太陽電池的電性能。因此擴(kuò)散制結(jié)是硅太陽電池生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在各硅太陽電池生產(chǎn)商多采用的擴(kuò)散方式為POCl3液態(tài)源擴(kuò)散。POCl3液態(tài)源擴(kuò)散用到的工藝氣體為氧氣(02)、氮?dú)?該氮?dú)庖话懔髁枯^大，在5L/min以上，俗稱大氮，表示方法N》、攜帶氣體(-般采用氮?dú)猓髁吭?L/min以下，俗稱小氮，表示方法N2-P0C13)。(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)最終磷原子擴(kuò)散進(jìn)入硅基底形成摻磷的發(fā)射區(qū)。中國發(fā)明專利申請第200710304344.1號(申請日2007年12月27日，公開日2008年7月9日，公開號CN101217170A)公開了一種應(yīng)用于硅太陽能電池的擴(kuò)散工藝，其擴(kuò)散步驟主要分為兩步，具體包括(1)進(jìn)行第一次擴(kuò)散將硅片放入擴(kuò)散爐中，同時(shí)通入大氮、小氮、氧氣，擴(kuò)散溫度在800860。C，時(shí)間為1530分鐘；(2)將擴(kuò)散爐溫度升至870920°C，并將硅片穩(wěn)定放置1030分鐘進(jìn)行再分布；(3)進(jìn)行第二次擴(kuò)散擴(kuò)散溫度在870920。C，時(shí)間為110分鐘；(4)擴(kuò)散過程結(jié)束，擴(kuò)散爐降溫，并將硅片取出。發(fā)明人通過以上方法，得到了更加優(yōu)化的發(fā)射區(qū)摻雜曲線，從而降低了發(fā)射區(qū)中高摻雜帶來的俄歇復(fù)合，可使電池的短路電流提高0.5lmA/cm2。采用以上方法時(shí)發(fā)射區(qū)的薄層電阻以及發(fā)射區(qū)和柵線間的接觸電阻都不會(huì)增加，并且所有擴(kuò)散步驟仍在爐管中連續(xù)進(jìn)行，并未增加工藝的復(fù)^性。
發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)中，恒溫一次通源工藝簡單，但是由此生產(chǎn)的硅太陽電池電性能有限，不能滿足光伏行業(yè)對高效太陽電池的需求。變溫兩次通源工藝涉及到升溫過程，稍顯復(fù)雜且工藝時(shí)間長。本發(fā)明旨在提供一種應(yīng)用于硅太陽電池的擴(kuò)散工藝，此工藝可以在恒溫的基礎(chǔ)上提高硅太陽電池的電性能。為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種應(yīng)用于硅太陽電池的恒溫?cái)U(kuò)散工藝，包含以下歩驟第一步、采用0.20.5的小氮/氧氣比在單/多晶硅片上進(jìn)行擴(kuò)散；第二步、以85(TC的工藝溫度進(jìn)行恒溫推結(jié)515分鐘，雜質(zhì)向深處推動(dòng)，降低表面雜質(zhì)濃度；第三步、采用0.91.2的小氮/氧氣比再次進(jìn)行擴(kuò)散；所述的比例為體積比。其中通入大氮的目的是在爐管內(nèi)形成正壓而避免外界氣體的進(jìn)入，并且使得擴(kuò)散的均勻性更好；小氮用來攜帶P0C13，其流量大小直接決定了進(jìn)入石英管內(nèi)POCl3量的多少，從而進(jìn)一歩影響擴(kuò)散進(jìn)入硅片內(nèi)部磷原子的多少；氧氣則參與化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)避免擴(kuò)散過程對硅片表面的損傷。本發(fā)明具體可采用由以下順序的步驟組成的技術(shù)方案a.將硅片放入擴(kuò)散爐中，升溫至工藝溫度83090(TC;b.通源l:采用較小的小氮/氧氣比0.20.5，通以工藝氣體大氮，小氮，氧氣，時(shí)間為1525分鐘；C.恒溫推結(jié)工藝氣體為大氮，時(shí)間為515分鐘；d.通源2:工藝氣體仍為大氮、小氮和氧氣，小氮/氧氣比為0.91.2，時(shí)間為815分鐘；e.擴(kuò)散爐降溫，取出硅片。其中步驟c和d是可以交換順序的，即以下方案也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的a.將硅片放入擴(kuò)散爐中，升溫至工藝溫度83090(TC;b.通源l:采用較小的小氮/氧氣比0.20.5，通以工藝氣體大氮，小氮，氧氣，時(shí)間為1525分鐘；c.通源2:工藝氣體仍為大氮、小氮和氧氣，小氮/氧氣比為0.91.2，時(shí)間為815分鐘；d.恒溫推結(jié)工藝氣體為大氮，時(shí)間為515分鐘；e.擴(kuò)散爐降溫，取出硅片。本發(fā)明是針對硅太陽電池領(lǐng)域的擴(kuò)散工藝。變溫?cái)U(kuò)散需要在擴(kuò)散過程中升降溫，耗時(shí)較長；普通的一步恒溫?cái)U(kuò)散又難于提高太陽電池的電性能。本發(fā)明采用恒溫兩步擴(kuò)散，既使得擴(kuò)散在恒定的溫度下進(jìn)行同時(shí)又提高了硅太陽電池的電性能。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明可以在恒溫的基礎(chǔ)上，在不增加硅太陽電池生產(chǎn)步驟的前提下，最大限度地提高硅太陽電池的電性能。即不增加工藝時(shí)間，不影響企業(yè)的產(chǎn)量，提高電池片性能。具體實(shí)施例方式采用相同的硅片原材料P型單晶硅片，電阻率0.53Q'cm，經(jīng)過常規(guī)的清洗、表面織構(gòu)化、甩干后分別用本發(fā)明工藝與常規(guī)工藝進(jìn)行對比。編號為奇數(shù)的實(shí)施例采用的具體步驟是a.將硅片放入擴(kuò)散爐中，升溫至工藝溫度85(TC。b.通源1:通以工藝氣體大氮10L/min，小氮1L/min，氧氣3L/min，時(shí)間為15min。c.恒溫推結(jié)工藝氣體為大氮10L/min，時(shí)間為8min。d.通源2:工藝氣體仍為大氮10L/min，小氮2L/min，氧氣2.2L/mm，時(shí)間為10min。e.擴(kuò)散爐降溫，取出硅片。編號為偶數(shù)的實(shí)施例采用的具體步驟是a.將硅片放入擴(kuò)散爐中，升溫至工藝溫度85(TC。b.通源1:通以工藝氣體大氮10L/min，小氮1L/min，氧氣3L/min，時(shí)間為15min。c.通源2:工藝氣體仍為大氮10L/min，小氮2L/min，氧氣2.2L/min，時(shí)間為10min。d.恒溫推結(jié)工藝氣體為大氮10L/min，時(shí)間為8min。e.擴(kuò)散爐降溫，取出硅片。所得電池片的電性能見說明書第6頁的表1。各對比例采用常規(guī)的一步通源擴(kuò)散工藝，具體步驟是a.將硅片放入擴(kuò)散爐中，升溫至工藝溫度85(TC。b.通源溫度工藝氣體大氮10L/min，小氮2.5L/mm，氧氣1.5L/min，時(shí)間為18min。c.恒溫推結(jié)工藝氣體為大氮10L/min，氧氣2.2L/min，時(shí)間為16min。d.擴(kuò)散爐降溫，取出硅片。所得電池片的電性能見說明書第7頁的表2。對比表1和表2，可以明顯看出采用發(fā)明工藝的實(shí)施例中開路電壓、短路電流均有了一定幅度的提高，從而使得電池片功率平均值由2.53瓦提高到了2.61瓦，轉(zhuǎn)換效率平均值由17.03%提高到17.54%，提高了0.5個(gè)百分點(diǎn)。由此可見采用本發(fā)明的技術(shù)方案可以有效地提高硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率，增大電池片的最大功率，最終提高太陽電池的生產(chǎn)效率。表1實(shí)施例1~19的性能表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2對比例119的性能表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>以上對本發(fā)明所提供的應(yīng)用于硅太陽電池的恒溫?cái)U(kuò)散工藝進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于硅太陽電池的恒溫?cái)U(kuò)散工藝，其特征在于，包含以下步驟第一步、采用0.2～0.5的小氮/氧氣比在單/多晶硅片上進(jìn)行擴(kuò)散；第二步、以850℃的工藝溫度進(jìn)行恒溫推結(jié)5～15分鐘；第三步、采用0.9～1.2的小氮/氧氣比再次進(jìn)行擴(kuò)散；所述的比例為體積比。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)用于硅太陽電池的恒溫?cái)U(kuò)散工藝，其特征在于所述的恒溫推結(jié)，采用大氮為工藝氣體。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于硅太陽電池的恒溫?cái)U(kuò)散工藝，其特征在于，由以下步驟順序組成a.將硅片放入擴(kuò)散爐中，升溫至工藝溫度83090(TC;b.通源l:采用較小的小氮/氧氣比0.20.5，通以工藝氣體大氮，小氮，氧氣，時(shí)間為1525分鐘；C.恒溫推結(jié)工藝氣體為大氮，時(shí)間為515分鐘；d.通源2:工藝氣體為大氮、小氮和氧氣，小氮/氧氣比為().91.2，時(shí)間為815分鐘；e.擴(kuò)散爐降溫，取出硅片。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于硅太陽電池的恒溫?cái)U(kuò)散工藝，其特征在于，由以下步驟順序組成a.將硅片放入擴(kuò)散爐中，升溫至工藝溫度83090(TC;b.通源l:采用較小的小氮/氧氣比0.20.5，通以工藝氣體大氮，小氮，氧氣，時(shí)間為1525分鐘；c.通源2:工藝氣體為大氮、小氮和氧氣，小氮/氧氣比為0.91.2，時(shí)間為815分鐘；d.恒溫推結(jié)工藝氣體為大氮，時(shí)間為515分鐘;e.擴(kuò)散爐降溫，取出硅片。全文摘要本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于硅太陽電池的恒溫?cái)U(kuò)散工藝。本發(fā)明的恒溫?cái)U(kuò)散工藝包含以下步驟第一步、采用0.2～0.5的小氮/氧氣比在單/多晶硅片上進(jìn)行擴(kuò)散；第二步、以850℃的工藝溫度進(jìn)行恒溫推結(jié)5～15分鐘；第三步、采用0.9～1.2的小氮/氧氣比再次進(jìn)行擴(kuò)散；所述的比例為體積比。本發(fā)明可以在恒溫的基礎(chǔ)上，在不增加硅太陽電池生產(chǎn)步驟的前提下，最大限度地提高硅太陽電池的電性能，提高硅太陽電池的生產(chǎn)效率。文檔編號H01L31/18GK101552308SQ20091014046公開日2009年10月7日申請日期2009年5月15日優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日發(fā)明者邵愛軍,郭建東,馬春哲申請人:江陰浚鑫科技有限公司