[发明专利]一种改进太阳能电池的扩散方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种扩散方法，特别涉及一种改进太阳能电池的扩散方法。

背景技术

目前晶体硅电池制造工艺已经进入标准化，其各个工序生产工艺过程如下：

1、化学清洗及表面织够化：单晶制绒，使硅片表面形成细小均匀、覆盖完全的金字塔以增强光吸收，降低反射率；

2、扩散：制作PN结，形成具有光伏效应的太阳电池；

3、刻蚀：去掉电池片边缘PN结避免太阳电池短路；

4.、沉积减反射膜：目前批量化生产主流镀氮化硅薄膜，折射率在2.0～2.15，可将硅片表面反射率降低到4％左右；

5、印刷电极：将太阳电池转换的电能输出；

6、烧结：将印刷的电极与电池片形成良好的欧姆接触。

根据目前生产工序上的工艺情况：硅片表面参杂浓度应在5*10e19atom/cm3左右，且同一深度原子浓度相同。参杂浓度过大会是PN结带宽急剧收缩，导致反向饱和电流增大，减低开压；同时，表面浓度过高会在表面形成死层，大量的光生载流子将会被复合。所以，扩散后的硅片表面的方块电阻越均匀越好。

针对现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种改进太阳能电池的扩散方法。

为了实现上述目的，本发明所采取的措施：

一种改进太阳能电池的扩散方法：

第一步：采用硅原料，导电类型P型；

第二步：扩散：将上述硅原料在850～900℃气氛中与氧气，三氯氧磷发生化学反应，产生磷、五氯化磷、五氧化二磷、氯气；主要化学方程式如下：

Si+O2＝SiO2

5POCl3＝P2O5+3PCl5(高温)

4PCl5+5O2＝2P2O5+10Cl2(高温)

2P2O5+5Si＝4P+5SiO2；

第三步：高温通氧推进，扩散步骤后再通入氧气3L/min，与未消耗完的PCl5继续反应产生磷：4PCl5+5O2＝2P2O5+10Cl2(高温)

2P2O5+5Si＝4P+5SiO；

第四步：通氧推进后继续通入大氮30L/min，停止通小氮，氧气3L/min，持续600s；温度控制在830～900℃；

第五步：经过上述步骤，得到表面方块为48～52Ω/□硅片；

所述的第二步扩散的温度控制在：850～890℃；扩散气体流量：大氮：25～35L/min；小氮1.1L/min；氧气1.5～2.8L/min；持续时间为2000s；

所述的第三步高温推进的温度控制在870～890℃；气体流量：大氮25L/min；停止通小氮；氧气：3L/min；时间500s。

本发明的有益效果：能较简单的控制方块电阻，增加方块的单片均匀性；可提高太阳电池的转换效率，提高扩散后方块电阻，且更加均匀，方法易行、操作简便、成本低廉。

具体实施方式

一种改进太阳能电池的扩散方法：

第一步：采用硅原料，导电类型P型；厚度180～220um，电阻率1～6Ωcm，导电类型P型为：在半导体硅内掺杂硼，(P)为导电物质。

第二步：扩散：将第一步中选取的硅在850～900℃气氛中与氧气，三氯氧磷发生化学反应，产生磷、五氯化磷、五氧化二磷、氯气；主要化学方程式如下：

Si+O2＝SiO2

5POCl3＝P2O5+3PCl5(高温)

4PCl5+5O2＝2P2O5+10Cl2(高温)

2P2O5+5Si＝4P+5SiO2；

第三步：高温通氧推进，扩散步骤后再通入氧气3L/min，与未消耗完的PCl5继续反应产生磷：4PCl5+5O2＝2P2O5+10Cl2(高温)

2P2O5+5Si＝4P+5SiO；

第四步：通氧推进后继续通入大氮30L/min，停止通小氮，氧气3L/min，持续600s；温度控制在830～900℃；

第五步：经过上述步骤，得到表面方块为48～52Ω/□硅片，其中，□代表方块电阻。

所述的第二步扩散的温度控制在：850～890℃；扩散气体流量：大氮：25～35L/min；小氮1.1L/miN；氧气1.5～2.8L/min；持续时间为2000s。

所述的第三步高温推进的温度控制在870～890℃；气体流量：大氮25L/min；停止通小氮；氧气：3L/min；时间500s。

使用本方法得到的硅片电性能上的参数表：

高温推进后：