[发明专利]一种太阳能多晶电池P-N结的扩散工艺及前表面处理方法

说明书

本发明涉及新思路在晶硅太阳能电池前表面掺杂磷原子形成N型P‑N结。通过四种不同的方式（低表面源低温沉积法，高温混合气体推进法，化学法表面处理法，表面热处理法）依次推进式组合，降低了晶硅太阳能电池扩散层‑磷原子表面浓度，实现彻底消除了扩散表面“死层”，从而大幅度降低晶硅太阳能电池表面复合，提升开路电压和短路电流。同时，相对常规扩散工艺，又提高了掺杂浓度，相对常规高方阻扩散工艺，表现为填充因子高，最终实现晶硅太阳能电池转换效率提升0.1‑0.2%。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种多晶硅太阳电池正面扩散工艺及前表面处理方法。

背景技术

工业化生产晶体硅太阳电池技术不断发展，多晶硅太阳电池平均转换效率已超过18.6%。为进一步降低成本，提高转换效率，多晶硅片采用金刚线切割，正逐渐取代砂浆切割。而采用金刚线切割的多晶硅片，通过湿法/干法修饰表面，其反射率相比常规多晶硅片，可以大幅度降低，从而降低晶硅太阳能电池的光学损失。

但由于刻蚀后多晶硅片表面特殊的微观结构，导致硅片经过扩散处理后，其表面的俄歇复合和表面复合严重。

为降低采用金刚线切割的多晶硅片扩散后的复合速率，可以采用：

（1）调整制绒工艺，调整表面微观结构来降低扩散后的复合损失；

（2）调整扩散工艺，降低扩散后的复合损失；

本发明采用第二种方案来解决金刚线切割的多晶硅片在扩散后的高复合速率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能多晶电池P-N结的扩散工艺及前表面处理方法，该方法通过四种不同降低扩散磷原子表面浓度，改变P-N结的掺杂曲线的方式，递进组合，最终实现了彻底消除扩散“死层”，提升多晶硅太阳能电池转换效率0.1-0.2%。

本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的：

1.一种太阳能多晶电池P-N结的扩散工艺及前表面处理方法，具体步骤如下：

（1）制备减反射绒面：首先通过156.75*156.75的金刚线切割多晶硅片，然后用金属离子辅助湿法刻蚀；

（2）扩散：将制备好绒面的多晶硅片装载进入常压扩散炉进行扩散，扩散包括以下步骤：低表面源低温沉积，高温混合气体推进；

（3）前表面处理：其顺序依次为常规湿法刻蚀，化学表面处理，表面热处理；

2.步骤（2）所述低表面源低温沉积，高温混合气体推进的具体工艺为：

进舟：舟速控制为500-800mm/min，4-8min完成进舟;进舟的过程中保持炉管内持续通氮气，氮气流量为1-4 L/min;升温：温度设定在770-790℃，3-8min达到设定温度;升温过程中，向炉管内通氮气，氮气流量为4-12 L/min;氧化：在温度770-790℃条件下，向炉管内持续通1-6min的氮气，氧气混合气体;其中氮气流量为4-12 L/min，氧气流量为0.5-1.8L/min;

低表面源低温沉积法：在扩散炉中770-790℃，恒温5-13min，在该时间范围内向扩散炉内通入氮气、氧气、三氯氧磷的混合气体，所述三氯氧磷流量为1-2L/min,氧气的流量为0.2-0.8L/min，氮气的流量为6-12L/min；

高温混合气体推进法：将扩散炉管内温度升温至840-860℃，持续通8-15min的氮气、氧气，所述氧气的流量为0.5L-5L/min，氮气的流量为8-15L/min；