專利名稱：一種n型晶體硅太陽電池的硼擴散方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種N型晶體硅太陽電池的擴散制結(jié)工藝，具體涉及一種N型晶體硅太陽電池的硼擴散方法，屬于晶體硅太陽電池制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在現(xiàn)有的可持續(xù)能源中，太陽能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。目前，在所有的太陽能電池中，硅太陽能電池是得到大范圍商業(yè)推廣的太陽能電池之一，這是由于硅材料在地殼中有著極為豐富的儲量，同時硅太陽能電池相比其他類型的太陽能電池，有著優(yōu)異的電學(xué)性能和機械性能，硅太陽能電池在光伏領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。因此，研發(fā)高性價比的硅太陽能電池已經(jīng)成為各國光伏企業(yè)的主要研究方向之一。現(xiàn)有的硅太陽電池采用的硅片基底主要包括P型和N型兩種硅片。目前，太陽電池工業(yè)化生產(chǎn)中通常采用P型硅材料進行生產(chǎn)，然而，P型單晶硅中普遍存在光致衰減現(xiàn)象， 這是因為P型單晶硅的B-O復(fù)合缺陷和碳氧復(fù)合缺陷的存在，由于這些復(fù)合缺陷的存在，降低了少子壽命和擴散長度，從而降低了電池的轉(zhuǎn)換效率。和以P型硅片為基底制造的太陽電池相比，由于N型硅片中沒有B-O復(fù)合對，以N型硅片為基底制造的太陽電池沒有明顯的光衰減現(xiàn)象；并且N型硅片的少子壽命高于P型硅片，因此N型硅太陽電池得到了越來越多的關(guān)注?，F(xiàn)行的N型硅片硼擴散方法得到的表面硼濃度較低，J. Libal等人的研究 (N-Type Multicrystalline Silicon Solar Cells: BBr3_Diffusion and Passivation of p+_Diffused Silicon Surfaces, Proc. 20th EC, PVSECj Barcelona, pp 793-796， 2005)表明，現(xiàn)行N型硅片硼擴散方法得到的表面硼濃度通常在5X IO19IX IOki cm_3范圍內(nèi)。這可能是由于現(xiàn)行的擴散工藝推進時間較長，導(dǎo)致硅表面的硼不斷地向體內(nèi)擴散，致使表面硼濃度降低，會給后續(xù)的金屬化燒結(jié)帶來很大的困難，一旦金屬化燒結(jié)過程中金屬電極與硅片表面不能形成很好的歐姆接觸，就會導(dǎo)致電池的串聯(lián)電阻升高，從而降低了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。因此，開發(fā)一種表面高濃度硼的N型晶體硅太陽電池的硼擴散方法尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種N型晶體硅太陽電池的硼擴散方法，以得到表面高濃度硼的N型晶體硅太陽電池。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種N型晶體硅太陽電池的硼擴散方法，包括如下步驟
(1)將制絨清洗后的N型硅片在75(T900°C、氮氣氣氛中進行熱處理，氮氣流量為 5 8L/min ；
(2)升溫至ΚΚΚΓ ΙΟΟ ，在擴散腔體內(nèi)通硼源進行擴散，氮氣流量為l(Tl5L/min，氧氣流量為0. riL/min, BBr3流量為1 10L/min ；
(3)降溫至75(T80(TC，通氮氣完成擴散過程，氮氣流量為5 10L/min。上述技術(shù)方案中，所述步驟(1)中熱處理的時間為5 10min。上述技術(shù)方案中，所述步驟O)中硼擴散時間為5 20min?？梢圆捎酶呒兌鹊?BBr3。本發(fā)明的工作機理是采用高擴散溫度使更多的硼進入N型硅片的表面，提升N型硅片表面的硼濃度；采用較短的推進時間來避免推進后N型硅片表面的硼濃度明顯降低， 從而使擴散后的N型硅片表面硼濃度保持在較高水平。由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點
1.本發(fā)明的擴散方法可以顯著提升N型硅片表面硼濃度，經(jīng)測試，其表面硼濃度可達 4. 6X IO20 cm_3左右，避免了后續(xù)金屬化燒結(jié)的困難，有利于N型晶體硅太陽電池的制作；而形成的富硼層仍然可以通過一些低成本的清洗工藝來去除，因而具有積極的現(xiàn)實意義。2.本發(fā)明的制備方法簡單，工藝時間短，適于推廣應(yīng)用。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述 實施例一
一種N型晶體硅太陽電池的硼擴散方法，將制絨清洗過后的一組N型單晶硅片(50片) 做如下處理
(1)在800°C氮氣氣氛中進行熱處理5min，氮氣流量為5L/min；
(2)在1000°C通硼源擴散20min，氮氣流量為13L/min，氧氣流量為0. 5 L/min, BBr3 流量 1. 5 L/min ；
(3)繼續(xù)降溫至760°C，完成擴散過程；氮氣流量為8L/min。擴散完畢后，從上述實施例得到的硅片中各均勻位置抽取5片硅片，采用電化學(xué)電容電壓法進行方塊電阻的測試，得到如下表面硼濃度測試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)
實施例一
權(quán)利要求
1.一種N型晶體硅太陽電池的硼擴散方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將制絨清洗后的N型硅片在75(T900°C、氮氣氣氛中進行熱處理，氮氣流量為 5 8L/min ；(2)升溫至100(Γ1100 ，通硼源進行擴散，氮氣流量為l(Tl5L/min，氧氣流量為 0. riL/min, BBr3 流量為 1 10L/min ；(3)降溫至75(T80(TC，通氮氣完成擴散過程，氮氣流量為5 10L/min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的N型晶體硅太陽電池的硼擴散方法，其特征在于所述步驟(1)中熱處理的時間為5 lOmin。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的N型晶體硅太陽電池的硼擴散方法，其特征在于所述步驟(2)中硼擴散時間為5 20min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種N型晶體硅太陽電池的硼擴散方法，包括如下步驟將制絨清洗后的N型硅片在氮氣氣氛中進行熱處理，接著升溫并通硼源進行擴散；擴散完成后降溫并通氮氣完成擴散過程。本發(fā)明的擴散方法可以顯著提升N型硅片表面硼濃度，避免了后續(xù)金屬化燒結(jié)的困難，有利于提升整個N型晶體硅太陽電池的電性能。
文檔編號C30B31/08GK102191562SQ20111010390
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者楊智, 王栩生, 章靈軍 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司, 阿特斯(中國)投資有限公司