[发明专利]太阳能电池片的制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体是指一种太阳能电池片的制造工艺。

背景技术

太阳能电池片，也称光伏电池片，是一种利用光伏效应将太阳能的光能转化为电能的半导体器件。所谓光伏效应是指先将P型半导体与N型半导体相连接再通过光照使P型半导体与N型半导体之间产生电位差的现象；光线照射在太阳能电池片上并且在电池片表面被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致在P型硅和N型硅的交界面处产生电子－空穴对，在电子和空穴复合之前，通过空间电荷的电场作用被相互分离；电子向带正电的N型硅区域运动、空穴向带负电的P型硅区域运动，从而在P区和N区之间形成一个向外的可测试的电压；太阳能电池表面吸收的光能越多、面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。

现有技术中太阳能电池片的生产工艺如图1所示：先对高纯度的含硼的P型硅片进行清洗，对清洗好的硅片表面进行制融操作，所谓的制融操作是指将硅片去机械损伤层、表面织构化，简单来说就是将硅片表面做成凹凸不平，让阳光形成多次反射，增强对光的吸收；对经过制融后的硅片进行扩散工序处理，所述的扩散工序是制作太阳电池的核心步骤，是将磷离子扩散入硅片使硅半导体晶体内的一个区域为P型，另外一个区域为N型从而形成PN结，具体操作在高温条件下，在扩散炉中通入氧气、三氯氧磷，经过氧化还原反应，使生成的磷原子扩散进入硅片内，通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散。当硅晶体中掺入磷后，磷原子就以替代的方式占据着硅的位置。由于硅片是P型的，如果扩散进去的磷原子浓度高于原先P型硅晶片中杂质硼的浓度，这就使得原先的硅晶片靠近表面的薄层转变成P型，而原先含杂质硼的硅晶体相对含有杂质磷的硅薄层来说自由电子较少转变成N型，这就形成了PN结。再将经过扩散工序的硅片进行去磷硅玻璃处理，由于将硅片在氧气、三氯氧磷，经过氧化还原反应会在硅片表面形成一层含有磷杂质的二氧化硅层简称磷硅玻璃层，而二氧化硅属于绝缘体必须要去除，所以在经过扩散工序后的硅片需要经过去磷硅玻璃层处理，将处理后的硅片进行镀膜工序，所述的镀膜工序是将处理后的硅片的表面上镀上一层防反射膜，用于增加太阳能电池片对太阳光的吸收以便增强光伏效应的效率；再将处理后的硅片N型硅表面印刷上精配好的含银量在70%-90%的银浆，最后再将锡包铜焊条与印刷在硅片表面的银浆烧结，以上为现有技术的太阳能电池片的制作工艺流程。

在对经过上述工艺处理后的太阳能电池片的测试中有一个较重要的参数用来检验太阳能电池片的质量，即太阳能电池片的方阻，所谓方阻就是方块电阻，指一个正方形的半导体材料边到边之间的电阻，在太阳能电池片中是指硅片掺杂后一个小方块（一般指体积为1mm³的正方体）的电阻。在太阳能电池片的PN结中P型硅只是在太阳能电池片的上表面设有薄薄的一层，因为P型硅即含自由电子较多的硅晶体若做的体积很大很厚，那么在自由电子向N型硅方向运动过程中就会被空穴复合掉不利于光复效应的转化，所以在太阳能电池片中N型硅的比例是很大的，而N型硅便是自由电子较少的硅晶体，众所周知物体的电阻是由于在物体内可以运动的自由电子的多少决定，又由于在生产太阳能电池片的过程中希望P型硅做的较薄，而N型硅做的较厚，宏观的体现便是太阳能电池片的方阻会较高；在太阳能电池的生产中人们希望生产出方阻高且一块太阳能电池片中的方阻大小均匀分布的太阳能电池片，但目前为止现有技术的生产工艺通过制融、扩散、去磷硅玻璃、镀膜、印刷、烧结工序后已经可以制成高方阻的太阳能电池片，而存在的问题是：通过扩散工序实现高方阻太阳能电池片方阻会出现方阻大小分布不均匀的情况，这是由于在保证高方阻的前提下扩散工序中会控制磷原子渗透进晶体硅表面的数量使得在去除磷硅玻璃层后硅片表面的磷原子分布不均匀，从而造成太阳能电池板的方阻分布不均匀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种既可以实现高方阻也可以保证方阻分布均匀的太阳能电池片制造工艺。

本发明的技术方案是：一种制作太阳能电池片的工艺，它包括：清洗、制融、扩散、去磷硅玻璃、镀膜、印刷和烧结；其特征在于：所述的扩散工艺是指将晶硅基片在温度为800-900℃，氧气流量为900-1100L/min，大氮流量1750-1800 L/min，小氮流量为1750-1800 L/min的情况下与氧气和三氯氧磷反应上形成PN结；所述的去磷硅玻璃工序和镀膜工序之间还有碱清洗工序，所述的碱清洗工序包括以下步骤：