[发明专利]一种晶体硅太阳能电池片及其扩散方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池的生产加工技术，更具体的说，涉及一种晶体硅太阳能电池片及其扩散方法。

背景技术

近年来，太阳能电池片生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，使得光伏发电的应用日益普及并迅猛发展，逐渐成为电力供应的重要来源。太阳能电池片可以在阳光的照射下，把光能转换为电能，实现光伏发电。

太阳能电池片的生产工艺比较复杂，简单说来，目前的太阳能电池片的生产过程可以分为一下几个主要步骤：

S11、超声清洗，利用超声波清洗硅片表面；

S12、制绒面，通过化学反应在原本光滑的硅片便面形成凹凸不平的结构，以增强光的吸收；

S13、扩散，将P型的硅片放入扩散炉内，通过硅原子之间的空隙使N型杂质原子由硅片表面层向硅片内部扩散，形成PN结，使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样便形成电流，也就使硅片具有光伏效应；

S14、等离子刻蚀，去除扩散过程中在硅片边缘形成的将PN结短路的导电层；

S15、去磷硅玻璃，化学清洗硅片表面，去掉反应形成的磷硅玻璃；

S16、PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition，等离子增强的化学气相沉积)，即沉积减反射膜，利用薄膜干涉原理，减少光的反射，起到钝化作用，增大电池的短路电流和输出功率，提高转换效率；

S17、丝网印刷烧，采用银浆印刷正电极和背电极，采用铝浆印刷背场，以收集电流并起到导电的作用，在高温下使印刷的电极与硅片之间形成欧姆接触；

S18、测试分选。

由于PN结是太阳能电池的核心结构，PN结的质量直接决定着天阳能电池的电性能参数。通过在P型硅片表面掺杂N型杂质，从而形成P-N结的过程，称之为扩散。所以上述扩散步骤是太阳能电池生产的关键环节。

现有技术采用的扩散方式为POCL3液态源扩散，如图2所示，硅片1位于石英管2内的承载台3上，1POCL₃液态源扩散用到的工艺气体为氧气(O₂)、氮气(该氮气一般流量较大，在5L/min以上，俗称大氮，表示为N₂)、携带气体(一般采用氮气，流量在2L/min以下，俗称小氮，表示为N₂-POCl₃)，通过氮气携带N₂-POCl₃并同时通入一定量的氧气，使加热炉管中的硅片表面生成含磷的氧化层，在高温下，磷从氧化层扩散到硅中，从而在P型硅片表面形成一层薄的重掺杂的N型区，即掺磷的发射区。

在实际生产过程中，采用现有技术中的扩散方法生产的太阳能电池的转换效率普遍偏低，发明人经过研究发现，太阳能电池片的转换效率还可以进一步改善。

发明内容

本发明实施例提供了一种晶体硅太阳能电池片及其扩散方法，以进一步改善太阳能电池片的电性能，尤其是改善晶体硅太阳能电池片的转换效率。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种扩散方法，包括：

A、将硅片放入扩散炉中，升温至780℃～800℃；

B、经扩散炉管向扩散炉通入预设含量的小氮、氧气和大氮，扩散炉内温度保持在780℃～800℃，时间为15min～20min；

C、经扩散炉管向扩散炉通入预设含量的氧气和大氮，扩散炉内温度升至850℃～870℃，时间为10min～18min；

D、扩散过程结束，在扩散炉降温后取出硅片。

在整个扩散过程中，所述扩散炉管内的气体流量恒定。

优选的，步骤B中，所述经过扩散炉管的小氮与氧气的体积流量比为4∶1～7∶1。

优选的，所述扩散炉管内的气体流量保持在7L/min。

优选的，所述小氮流量为1L/min～1.5L/min，所述氧气的流量为0.15L/min～0.42L/min，所述大氮的流量为5.08L/min～5.85L/min。

优选的，所述小氮流量为1.3L/min，所述氧气的流量为0.3L/min，所述大氮的流量为5.4L/min。

优选的，步骤C中，所述经过扩散炉管的氧气流量为2L/min～3L/min，所述大氮的流量为4L/min～5L/min。

一种采用上述方法生产的晶体硅太阳能电池片。

优选的，所述电池片的PN结的结深为0.18um～0.22um。