[发明专利]一种扩散炉管及采用其提升硅片方阻均匀性的方法

说明书

本发明提供一种扩散炉管及采用其提升硅片方阻均匀性的方法，所述扩散炉管包括炉体(1)和进气管(2)，所述炉体包括进气口(3)和出气口(4)，所述进气管(2)通过所述进气口(3)延伸至所述炉体(1)内部，所述进气管(2)位于所述炉体(1)的底部；所述炉体内部的进气管(2)上设置有至少两个出气孔(5)。本发明在进气管上设置有至少两个出气孔，提高了进气的均匀性，且扩散炉管在运行时，石英舟顶部的磷源量明显提升，解决了石英舟顶部电池片磷源量偏低的问题，避免了烧结污染，同时有效提升了硅片方阻的均匀性。在此基础上，采用阶梯式通磷源气体的方式进行磷源沉积扩散，得到了均匀性较好的高方阻电池片，其转换效率也得到了改善。

技术领域

本发明属于太阳能单晶PERC领域，具体涉及一种扩散炉管及采用其提升硅片方阻均匀性的方法。

背景技术

预计到2030年，可再生能源在总绿色环保节能太阳能能源结构中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上。因此，提升太阳能发电效率及提升太阳能电池品质是发展的方向。

太阳能电池核心是制备P-N结，扩散工序是关键。目前扩散工艺采用的是管式扩散炉，通过液态磷源的挥发，在硅片表面的沉积然后进行向硅片体内扩散，制成P-N结，但是由于受到硅片表面绒面形貌、扩散进出舟、温差、气流等因素的影响，扩散结很难做到均匀，最早通过进气方式的变更，通源管路从一端进气变为全段多孔进气的设备改进，方阻可以控制到90Ω以上，但是随着更高效率的要求，及硅片尺寸的增大，扩散方阻越做越高，这就需要在保证提升方阻的前提下，方阻均匀性更需要保证。

为此，研究者们进行了一系列的改进，CN114664643A公开了一种具有高均匀性的硼扩散方法，通过不同压力与温度条件下的沉积，调整BC1₃在整管内的沉积分布，从而实现更好的均匀性。CN114171377A公开了一种新型扩散方法，在炉管进气端增加匀流装置，使得气体进入炉管后被均匀打散，避免气流直接对硅片进行冲击，改善了炉尾上中下的片间差异。并且，通源时在近出气口处补充氮气，稀释掺杂源，将气体混合并推动，改善了局部掺杂源的浓度差异，提高了硅片方阻均匀性。CN114242839A公开了一种提升制造PERC电池用热扩散炉流场均匀性的进气方法，所述热扩散炉的炉管底部分布均匀进气，所述热扩散炉的顶部分布均匀出气。

然而，上述现有技术虽然可以在一定程度上提升硅片方阻的均匀性，但是石英舟顶部电池片磷源量偏低造成的烧结污染问题仍然存在。

因此，如何高效的提升硅片方阻的均匀性，同时解决石英舟顶部电池片磷源量偏低的问题，是亟需研究的方向。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种扩散炉管及采用其提升硅片方阻均匀性的方法。本发明通过改进扩散炉管的进气方式，在进气管上设置有至少两个出气孔，提高了进气的均匀性，且扩散炉管在运行时，石英舟最顶部的磷源量明显提升，解决了石英舟顶部电池片磷源量偏低的问题，避免了烧结污染，同时有效提升了硅片方阻的均匀性。在此基础上，对于扩散炉管的工艺参数进行调整，通过梯度通入磷源气体的方式进行磷源沉积扩散，得到了均匀性较好的高方阻电池片，其转换效率也得到了改善。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种扩散炉管，所述扩散炉管包括炉体和进气管，所述炉体包括进气口和出气口，所述进气管通过所述进气口延伸至所述炉体内部，所述进气管位于所述炉体的底部；

所述炉体内部的进气管上设置有至少两个出气孔。

本发明通过改进扩散炉管的进气方式，在进气管上设置有至少两个出气孔，提高了进气的均匀性，且扩散炉管在运行时，石英舟最顶部的磷源量明显提升，解决了石英舟顶部电池片磷源量偏低的问题，避免了烧结污染，同时有效提升了硅片方阻的均匀性。