[发明专利]硅太阳电池片的光致热扩散制结方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳电池，特别涉及一种硅太阳电池片的光致热扩散制结方法。

背景技术

晶体硅太阳电池P-N结的制备是太阳电池的核心工艺。目前，晶体硅太阳电池产业化制备P-N结的工艺路线是采用扩散炉高温热扩散的方式，在含有掺杂剂的气氛中将硅片加热至700℃以上，经过15～30分钟以上的高温过程，使掺杂剂扩散至硅片表层，形成所需浓度和深度的P-N结。

产业化晶体硅太阳电池P-N结的制备方式是一个长时高温过程，一方面该过程能耗高、时间长，严重影响生产成本和生产效率；另一方面，高温会带来硅片的热损伤，硅片出炉时内外的巨大温差产生热应力，易使硅片内形成隐裂，在后续工艺过程中导致碎片。此外，高效晶体硅太阳电池的制备过程往往需要经过两次或多次高温过程，工艺流程复杂，过程难于控制，且生产成本高。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种硅太阳电池片的光致热扩散制结方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种硅太阳电池片的光致热扩散制结方法，该方法是在硅片表面均匀涂覆一层N型浆料或P型浆料，用加热光源照射，使N型浆料或P型浆料在加热光源照射下快速升温，在高温作用下N型浆料或P型浆料中的掺杂剂向硅片表层扩散，形成P-N结或高低结。

所述的硅片为N型硅片或P型硅片。

所述的硅片的正反两面分别涂有不同类型的浆料，分别采用两个加热光源同时对硅片的正反两面进行照射，同步实现正反两面的扩散制结。

所述的加热光源选自大功率短波氙灯、氘灯、汞灯或卤素灯中的一种。

所述的硅片置于具有温度调节功能的背面温控装置上，在用加热光源照射之前进行预热。

本发明中的N型浆料或P型浆料可以具有不同的掺杂剂浓度，从而形成不同掺杂浓度的发射极。

本发明中的N型浆料或P型浆料具有高吸收系数和良好的导热性，可在极短的时间内实现硅片表面的温升且分布均匀。

本发明采用光源照射快速升温实现扩散的方式，取代产业化高温长时热扩散工艺。一方面避免了硅片长时处于高温状态，减少了硅片的热损伤；另一方面可同时实现不同类型掺杂剂或不同浓度掺杂剂的扩散，有助于提高太阳电池的性能，获得高效太阳电池。扩散过程在光照瞬间完成，时间短，能耗低，适合规模化生产。

本发明的硅太阳电池片的光致热扩散制结方法由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，还具有以下的优点和特点：

1.避免了长时间高温扩散过程带来的热损伤，降低了能耗、节省了工艺时间。

2.扩散层参数易于调节，有助于实现浅结扩散，增大了太阳电池的短波响应。

3.可同时使用不同掺杂剂浓度或掺杂类型的浆料，一步实现发射极或背场的制备过程。

4.简化了硼背场和选择性发射极制备工艺流程，减少了掩蔽和高温过程。

5.太阳电池的性能获得大幅提高。

附图说明

图1为本发明硅太阳电池片的光致热扩散制结方法的工艺示意图；

图2为采用本发明的方法制作的单面结的结构示意图；

图3为采用本发明的方法制作的双面结的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

参见图1，本发明的硅太阳电池片的光致热扩散制结方法，是将P型硅片3(或N型硅片)放置在具有温度调节功能的背面温控装置4上。背面温控装置4通过对硅片3背面(即非扩散面)的温度控制，对整片硅片起到辅助升温的作用。根据实际情况，可预先将硅片升高到一定温度，以提高扩散速率。在P型硅片表面均匀涂抹一层具有一定厚度和浓度的N型浆料2。通过传送装置(图1中未示出)将硅片送至加热光源(大功率短波氙灯、氘灯、汞灯或卤素灯)1的正下方，开启光源。N型浆料经光线照射后迅速升温至700～1000℃，并扩散至硅片表层，形成如图2a所示的P-N⁺结。

可采用相同的方法，在P型硅片表面均匀涂抹一层具有一定厚度和浓度的P型浆料，获得如图2b所示的P-P⁺结。该P-P⁺结作为太阳电池的背场，可改善太阳电池的开路电压，提高太阳电池转换效率。

同样地，对于N型硅片，在其表面涂上P型浆料或N型浆料，即可获得如图2c所示的N-P⁺结或如图2d所示的N-N⁺结。