专利名称：一种硅太阳电池p－n结的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硅太阳电池P-N结的制作方法。
一般硅太阳电池P-N结的制作方法是将涂有掺杂物源的硅片单片放入扩散炉中烧结，比如在链式炉中，是将硅片具有掺杂物源的一面向上，单片水平放置在输送带上；而在管式炉中是将硅片插设在一框架上的卡槽中，通过气体携带掺杂物源进行扩散。其存在的问题是1、由于炉内气流不均匀，会造成扩散结表面电阻不均匀。2、如果炉内不干净，会造成对硅片的污染。3、由于是单片烧结，为了保证电池的各项指标，对硅片表面涂敷的掺杂物源的均匀度要求很高。4、由于是单片烧结，生产效率较低。
针对上述问题，本发明的目的是提供一种表面电阻均匀、生产效率高的硅太阳电池P-N结的制作方法。
为实现上述目的，本发明采取以下设计一种硅太阳电池P-N结的制作方法，它包括以下步骤首先在硅片的一面涂上掺杂物源材料，并对此涂层进行干燥处理，以使硅片的一面形成有源面，另一面为无源面，然后将硅片放入扩散炉中焙烧，其特征在于将所述硅片每两片为一组，且将所述两硅片的所述有源面相对放置在同一固定装置中。
所述固定装置中的所述硅片为一组或一组以上。
所述有源面相对的两硅片之间的间隙可以大于零。
所述无源面相对的两硅片之间的间隙可以为零。
所述固定装置可以是一容器。
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
图1是本发明一组硅片在框架上放置的示意2是本发明多组硅片在框架上的放置示意3是本发明多组硅片在容器中的放置示意4是本发明的另一实施例本发明是一种制作太阳能电池P-N结的方法，它包括以下步骤1、在制有绒面或无绒面的硅片1表面喷涂(或丝印，或旋转滴涂)一层掺杂物源材料，对涂层进行干燥处理后，硅片1表面即携带有掺杂物源，该表面即是硅片的有源面2，其背面则为硅片的无源面3。
2、将两硅片为一组，将一组硅片的两有源面2相对，竖直放置在一框架4的硅片卡槽5中(如图1所示)。
3、将放置有硅片的框架4放入管式扩散炉中焙烧，使掺杂物源扩散入硅片形成太阳电池所需要的P-N结。
上述实施例中，也可以将一组硅片1水平放置在一容器6中(如图2所示)，然后将容器6放置在输送带上，送入链式扩散炉中焙烧。
上述各实施例中，设置在作为固定装置的框架4或容器5中的硅片1可以是两硅片为一组的多组。如果是将多组硅片插设在框架4上时(如图3所示)，可以将同一组中的两硅片的无源面3分别与其邻近一组硅片的无源面3贴紧，一起插入同一个卡槽5中。这样，两无源面3之间的间隙为零，可以比较好地防止炉中掺杂物源对无源面的污染。
如果是将多组硅片水平放置在容器6中时(如图2所示)，可以将多组硅片1，按两两有源面2相对叠放在一起。这时从宏观上讲，各硅片之间似乎没有间隙，但是由于硅片表面制有绒面或涂有掺杂物源，其表面是凹凸不平的，因此硅片之间在微观上是具有间隙的，其可以满足扩散掺杂物源的要求。也可以在两有源面2之间设置隔挡，以使两有源面之间在宏观上具有一定的间隙。另外为了保证容器最顶部一片硅片的无源面不被炉内环境污染，可以在容器6顶部加设一个盖子7。
本发明由于将两硅片的有源面相对放置，其具有以下优点1、高温焙烧时，涂敷在硅片表面的掺杂物源一方面向其所依附的硅片内部扩散，另一方面从硅片表面向外挥发，挥发出的掺杂物源由于另一硅片的阻挡，在有源面相对的两硅片之间可形成含量高掺杂物浓度的气氛环境，而扩散出的掺杂物源又可以被扩散回相对的两硅片的内部，由于两硅片的有源面彼此距离较近，高浓度的气氛可以对外界环境形成屏蔽作用，从而有效地克服扩散炉内不良因素的影响，使硅片形成表面电阻均匀性非常好的扩散结，并使扩散工艺稳定性和重复性明显改善，对大规模生产具有重要的意义。
2、即使在硅片表面涂敷的掺杂物源涂层不均匀的情况下，也可以通过高浓度的气氛环境得到弥补，从而可以降低对掺杂物源涂层均匀度的要求。同时由于在源面相对的两硅片之间可以形成较高掺杂物浓度的气氛环境，那么掺杂物浓度较低的源材料即可满足下一道工序-焙烧扩散的要求，因此可以节省掺杂物源材料。
3、由于将多组硅片叠放在一起焙烧时，同一组两硅片的有源面是相对放置，那么相邻两组之间的硅片的两无源面也是相对放置，这样可以使硅片背面在扩散过程中较少地被掺杂物源污染，尤其是在无源面之间的间隙为零时，可以保证硅片背面不被污染，使太阳电池的光电转换效果显著提高。
4、由于高浓度的气氛可以对外界环境形成屏蔽作用，因此可以最大程度地利用掺杂物，控制有害掺杂物的释放，减少其对环境的污染。
5、由于采用“面对面”“背对背”的硅片放置方式，不用担心硅片背面的污染，因此可以将硅片码放距离拉近，尤其是采用链式炉时，可以大幅度提高生产效率，节省能耗。
6、由于在链式炉中实用容器作为固定硅片的装置，当多组硅片同时扩散时，码放容易，同时可以保证各硅片之间相对位置不发生变动，还可以防止外界环境的污染。
另外，由于两硅片之间掺杂物源高浓度气氛环境的存在，可以尝试将一组两硅片1中的一硅片1’不涂敷掺杂物源，即该片两面均为无源面3(如图4所示)，而完全由另一硅片1表面的涂敷的掺杂物源扩散作用而形成P-N结。
本发明对大规模生产有重要意义，不但节约能源，而且使产品的重复性，一致性好，成品率高。通过实验表明，由于采用本发明，在其它工艺条件相同的情况下，太阳电池P-N结表面电阻的均匀度可以得到有效的提高，光电转换效果也显著提高。
权利要求
1.一种硅太阳电池P-N结的制作方法，它包括以下步骤首先在硅片的一面涂上掺杂物源材料，并对此涂层进行干燥处理，以使硅片的一面形成有源面，另一面为无源面，然后将硅片放入扩散炉中焙烧，其特征在于将所述硅片每两片为一组，且将所述两硅片的所述有源面相对放置在同一固定装置中。
2.如权利要求1所述的一种硅太阳电池P-N结的制作方法，其特征在于所述固定装置中的所述硅片为一组以上。
3.如权利要求1或2所述的一种硅太阳电池P-N结的制作方法，其特征在于所述有源面相对的两硅片之间的间隙大于零。
4.如权利要求1或2所述的一种硅太阳电池P-N结的制作方法，其特征在于所述无源面相对的两硅片之间的间隙为零。
5.如权利要求3所述的一种硅太阳电池P-N结的制作方法，其特征在于所述无源面相对的两硅片之间的间隙为零。
6.如权利要求1或2所述的一种硅太阳电池P-N结的制作方法，其特征在于所述固定装置为一容器。
7.如权利要求3所述的一种硅太阳电池P-N结的制作方法，其特征在于所述固定装置为一容器。
8.如权利要求4所述的一种硅太阳电池P-N结的制作方法，其特征在于所述固定装置为一容器。
9.如权利要求5所述的一种硅太阳电池P-N结的制作方法，其特征在于所述固定装置为一容器。
全文摘要
本发明涉及一种硅太阳电池P－N结的制作方法,它包括以下步骤:首先在硅片的一面涂上掺杂物源材料,并对此涂层进行干燥处理,以使硅片的一面形成有源面,另一面为无源面,然后将硅片放入扩散炉中焙烧,其特征在于:将所述硅片每两片为一组,且将所述两硅片的所述有源面相对放置在同一固定装置中。本发明在其它工艺条件相同的情况下,可以有效地提高太阳电池P－N结表面电阻的均匀度和光电转换效果,同时可以提高生产效率,节省能源,减少对环境的污染,它可以广泛用于各种硅太阳电池P－N结的制作中。
文档编号H01L31/18GK1245978SQ9811754
公开日2000年3月1日 申请日期1998年8月24日 优先权日1998年8月24日
发明者桑识宇, 温建军, 莫春东, 赵玉文, 刘正昕 申请人:北京市太阳能研究所