[发明专利]一种太阳能电池的降温退火工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池的降温退火工艺。

背景技术

目前，多晶硅太阳能电池工艺已经日趋成熟，实现标准化生产，主要工艺 步骤如下：酸腐蚀制绒→扩散制结→湿法刻蚀切边→PECVD镀减反射膜→丝网印 刷→烧结→测试分选。其中，扩散是其中最核心步骤，常规扩散制结工艺通过 氮气携带三氯氧磷，同时通入大氮和干氧，在高温下和硅片发生反应，高温推 结后就降温出舟等待卸片，这样扩散后硅片表面磷浓度过高，容易存在热缺陷， 且因面磷浓度过高会降低少数载流子的寿命，扩散“死层”较厚，导致电池片 短波相应变差，影响电池片转化效率。

发明内容

本发明目的是提供一种太阳能电池的降温退火工艺，它能有效地解决背景 技术中所存在的问题。

为了解决背景技术中所存在的问题，它包含以下步骤：

(1).扩散进舟：把酸制绒后的硅片插到扩散石英舟中，用碳化硅桨把硅片 放进炉管内，进舟时间为：400-600s，期间通入大氮，其流量为10-15slm，硅 片放置完毕后，炉管开始升温，升温时间为：500-700s，温度在750-790℃；

(2).氧化：恒温在750-790℃，通源前先通入大氮和少量干氧，在硅片表面 形成一层二氧化硅薄层，减缓磷原子向硅片内部的扩散速度，其大氮流量为 15-20slm，干氧流量为300-600sccm，时间150s-300s；

(3).低温状态扩散通源：恒温在750-790℃，利用氮气携带三氯氧磷进入炉 管进行初步扩散，并在整个过程中通入大氮和干氧，其中通入小氮流量为： 500-1500sccm，大氮流量为：10-20slm，干氧流量为：300-1500sccm，持续时 间为：600-1500s；

(4).高温状态扩散推结：通过一定的升温斜率把炉管温度升到810-850℃且 保持不变，通入大氮和干氧，在高温状态下把硅片表面磷原子向硅片内部推进， 其中大氮流量为：10-20slm，干氧流量为：300-1500sccm，持续时间为： 600-1500s；

(5).硅片出炉降温，稳定炉管温度：把硅片用碳化硅桨从炉管内取出，在 碳化硅桨上冷却，同时利用进舟取舟步骤让炉管降温，炉管恒温在700-750℃， 持续时间300-900s，通入大氮10-15slm；

(6).二次进炉低温退火：硅片第二次进炉，恒温在700-750℃，通入大氮、 干氧和小氮，其中大氮流量为：10-20slm，干氧流量为：100-600sccm，小氮流 量为：200-500sccm，持续时间1200-2400s；

(7).扩散出舟：用碳化硅桨把硅片从炉管内取出，时间为400-600s，通入 大氮，其流量为：10-15slm。

由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：

(1).减小扩散“死层”，减少高温反应导致的热缺陷，从而提高太阳能电池 的转化效率；

(2).对开路电压提升尤为明显，高出传统工艺2mV以上，且填充因子也有 提高，从而电池片的转化效率明显提高；

(3).减少了扩散后硅片表面的PN结“死层”厚度，减少高温扩散带来的晶 格损伤，提高少子寿命，且在扩散后退火工艺步骤通入少量小氮，在硅片表面 原有PN结上又形成一层新的PN结薄层，加大硅片表面磷原子浓度分布梯度， 进一步提高扩散制结质量，提升扩散后方阻的均匀性，使之与后续烧结有更好 的匹配性，有利于形成好的欧姆接触，从而提升电池片的转化效率，达到降本 增效的目的。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解， 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

采用协鑫S3原硅片进行精确区分，均用常规工艺正常制绒，且扩散后后续 工艺均采用常规相同工艺进行生产，并通过以下实施例进行实验论证。

实施例1

(1).低温状态扩散通源：恒温在750℃，并在整个过程中通入大氮和干氧， 其中通入小氮流量为：900sccm，大氮流量为：15slm，干氧流量为：300sccm， 持续时间为：1200s；

(2).高温状态扩散推结：通过一定的升温斜率把炉管温度升到820℃且保持 不变，通入大氮和干氧，大氮流量为：15slm，干氧流量为：300sccm，持续时 间为：900s；