[发明专利]一种高效低成本太阳能电池扩散工艺

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池生产加工技术领域，具体涉及一种高效低成本太阳能电池扩散工艺。

背景技术

随着常规能源日益紧缺和环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。新能源：又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。目前开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。其中太阳能以其具有无污染、清洁安全、普遍、可再生、可持续性等特点越来越被人们所关注。

太阳能电池是一种利用光电效应或光化学效应把光能转化为电能的装置，又被称为太阳能芯片或光电池。根据使用材料和技术不同，太阳能电池主要分为两大类，一类是晶体硅太阳能电池，一类是薄膜太阳能电池。目前无论是从全球太阳能电池产品结构来看，还是从太阳能电池产量最大的中国来看，晶硅电池均占据着绝对的优势。

晶硅太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件，这种光电转换过程通常叫做“光生伏特效应”，因此，太阳能电池又称为“光伏电池”。其主要制作工艺流程包括：制绒、扩散、刻蚀、镀膜、印刷和烧结等。其中扩散制作PN结是晶硅太阳电池的核心，PN结的质量则直接决定着太阳能电池的转换效率。

随着光伏上网电价下调成为定局，光伏企业更加关注度电成本，降成本、增效率已经成为行业主流。然而，现有的主流扩散工艺普遍存在着时间长、成本高，且随着浆料接触改善扩散方阻提升导致扩散方阻的均匀性和重复性不理想，发射极中非活性磷较高，发射极饱和电流密度比较大，硅片内部缺陷率高，太阳电池的转换效率较低等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高效低成本太阳能电池扩散工艺，提高太阳能电池转换效率。

本发明的技术方案为：一种高效低成本太阳能电池扩散工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将制绒的硅片装入密舟中，并将密舟推入内部温度为750～780℃的扩散炉石英管中，并通入大氮，保持10～20min；

(2)升温至780～820℃，并保持通入大氮，同时通入O₂，保持5～10min；

(3)保持恒温780～800℃，并保持通入大氮，同时通入携带PoCl₃N₂的小氮，以及O₂，保持5～10min；

(4)将温度升高至820～840℃，并保持通入大氮，待恒温后，同时通入携带PoCl₃N₂的小氮，以及O₂，保持5～10min；

(5)将温度升高至840～870℃，保持通入大氮，停止通入小氮，同时通入O₂，保持10～30min；

(6)将温度降低至750～780℃，保持通入大氮，停止通入氧气，进行退火吸杂；

(7)在温度750～780℃，并且保持通入大氮的环境下，将装有硅片的密舟从扩散炉中拉出。

本发明在常压扩散炉石英管中使用密舟装载硅片，本发明在进舟升温之后，通入氧气进行前氧化过程，然后升温之后，进行一次推结、一次沉积、二次沉积以及二次推结之后，升温进行高温推结，升温推结之后，经由后氧过程，最后降温吸杂处理之后，出舟完成本发明的扩散工艺。

本发明增设了前氧化步骤，使得在P沉积前，在硅片表面形成一层SiO₂，作为P扩散的掩蔽层，可有效在降低硅片表面杂质浓度的同时提高扩散的均匀性。

本发明在步骤(5)中采用了高温推结，保证了扩散结深以及对硅片表面的低浓度掺杂。本发明还通过后氧工艺，利用SiO₂界面位移及分凝原理有效了降低了硅片表面的杂质浓度减少了表面复合，最后使用了退火吸杂工艺，有效增加了硅片少子寿命。

作为优选，所述步骤(1)中所述密舟中硅片之间的间距为2.04～2.38mm。

作为优选，每个密舟中放置的硅片数量为800～1200片。

作为优选，每个密舟中放置的硅片数量为1000片。

作为优选，所述步骤(1)～(7)中大氮的流量均为10～12L/min。

作为优选，所述步骤(2)中O₂的流量为500～2000sccm。