[发明专利]太阳能电池硅片的扩散方法、管式扩散炉、太阳能电池在审
申请号: | 201710630198.5 | 申请日: | 2017-07-28 |
公开(公告)号: | CN107437573A | 公开(公告)日: | 2017-12-05 |
发明(设计)人: | 黄纪德;侯玥玥;金井升;张昕宇;金浩 | 申请(专利权)人: | 浙江晶科能源有限公司;晶科能源有限公司 |
主分类号: | H01L31/18 | 分类号: | H01L31/18;H01L31/068;H01L21/67 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司11227 | 代理人: | 胡素莉,李海建 |
地址: | 314416 浙江*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 太阳能电池 硅片 扩散 方法 | ||
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造技术领域,更具体地说,涉及一种太阳能电池硅片的扩散方法、管式扩散炉、太阳能电池。
背景技术
目前,将硅片制作为太阳能电池主要包括步骤:制绒、扩散、刻蚀、镀膜、印刷和烧结。其中,扩散是指在硅片的表层进行掺杂制成PN结结构。
常规管式扩散的方法为:将硅片依序放入石英舟中,将载有硅片的石英舟推送入管式扩散炉的扩散炉管内,并将扩散炉管升温至第一预设温度;向扩散炉管内通入工艺气体,扩散炉管保持均衡温度一定时间,以进行恒定源扩散;停止通入工艺气体,扩散炉管保持均衡温度一定时间,以进行限定源扩散;当扩散炉管的温度降至第二预设温度时,取出硅片,完成扩散。
上述扩散方法中,工艺气体自扩散炉管的炉尾至扩散炉管的炉口经过硅片,受气体流向影响,炉尾处工艺气体的浓度较高,炉口处工艺气体的浓度较低。由于在恒定源扩散和限定源扩散期间,都是保持一个均衡的温度进行扩散,即扩散炉管内各个位置的温度相等,工艺气体的浓度越大扩散电阻越小,扩散炉管的温度越高扩散电阻越小,导致采用上述扩散方法扩散后扩散方阻自炉口到炉尾递减,扩散方阻的一致性较差,扩散均匀性较差。
综上所述,如何扩散太阳能电池硅片,以提高扩散方阻的一致性,提高扩散均匀性,是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能电池硅片的扩散方法,以提高扩散方阻的一致性,提高扩散均匀性。本发明的另一目的是提供一种管式扩散炉,该管式扩散炉能够根据上述太阳能电池硅片的扩散方法完成扩散。本发明的另一目的是提供一种太阳能电池,该太阳能电池的PN结由上述太阳能电池硅片的扩散方法制作。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种太阳能电池硅片的扩散方法,包括步骤:
将硅片送至扩散炉管内;
加热所述扩散炉管,以使所述扩散炉管内的温度沿工艺气体充入所述扩散炉管的方向增高;
对所述扩散炉管内的硅片进行扩散。
优选地,所述工艺气体自所述扩散炉管的炉尾向所述扩散炉管的炉口充入所述扩散炉管。
优选地,所述扩散炉管包括至少两个管段,相邻两个所述管段内的温度沿工艺气体充入所述扩散炉管的方向增高。
优选地,所述扩散炉管内的温度沿工艺气体充入所述扩散炉管的方向递增。
优选地,所述扩散炉管内的最高温度和最低温度的差值为1℃-20℃,所述扩散炉管内的温度不小于780℃且不大于800℃。
优选地,所述工艺气体包括:氧气、氮气和携带杂质源的氮气,其中,所述氧气的流量为500sccm-1000sccm,所述氮气的流量为5slm-10slm,所述氮气的流量为500sccm-1000sccm。
优选地,对所述扩散炉管内的硅片进行扩散具体包括步骤:
对所述硅片进行恒定源扩散;
待所述恒定源扩散结束后,对所述硅片进行限定源扩散;
待所述限定源扩散结束后,将所述硅片的温度降至预设温度。
优选地,所述恒定源扩散的时间为5min-20min,所述限定源扩散的时间为5min-20min。
本发明提供的太阳能电池硅片的扩散方法,通过加热扩散炉管使得扩散炉管内的温度沿工艺气体充入扩散炉管的方向增高,则扩散炉管内工艺气体浓度较大的位置温度较低、工艺气体浓度较小的位置温度较高,由于工艺气体的浓度越大扩散电阻越小、扩散炉管的温度越高扩散电阻越小,则提高了扩散方阻的一致性,提高了扩散均匀性。
基于上述提供的太阳能电池硅片的扩散方法,本发明还提供了一种太阳能电池,所述太阳能电池的PN结由上述任意一项所述的扩散方法制作。
基于上述提供的太阳能电池硅片的扩散方法,本发明还提供了一种管式扩散炉,管式扩散炉包括:扩散炉管和加热模块,其中,所述加热模块加热所述扩散炉管以使所述扩散炉管内的温度沿工艺气体充入所述扩散炉管的方向增高。
优选地,所述加热模块至少为两个,且所述加热模块沿所述扩散炉管的充气方向分布,相邻两个所述加热模块的加热温度沿所述扩散炉管的充气方向增高。
优选地,所述加热模块为加热丝,且所述加热丝缠绕于所述扩散炉管上。
优选地,所述扩散炉管内的最高温度和最低温度的差值为1℃-20℃,所述扩散炉管内的温度不小于780℃且不大于800℃。
优选地,所述加热模块套设于所述扩散炉管的外侧。
附图说明
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L31-00 对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射,或微粒辐射敏感的,并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件;专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半导体本体为特征的
H01L31-04 .用作转换器件的
H01L31-08 .其中的辐射控制通过该器件的电流的,例如光敏电阻器
H01L31-12 .与如在一个共用衬底内或其上形成的,一个或多个电光源,如场致发光光源在结构上相连的,并与其电光源在电气上或光学上相耦合的