一种提高太阳能电池转换效率梯度扩散法的制作方法

文档序号:13886647阅读:491来源:国知局

技术领域
:本发明涉及一种提高太阳能电池转换效率梯度扩散法,属于太阳能电池领域。
背景技术
::扩散工序是太阳能电池制造过程的核心工序,它主要是通过向扩散石英炉管通pocl3和氧气,经过高温分解后,产生p2o5和si,在p型基片下,由磷原子的扩散沉积过程形成了pn结,也就是太阳能电池的心脏部分,传统的扩散工艺主要是恒温恒源扩散,基本的扩散步骤还是经过:氧化、预沉积、沉积、扩散等。这样虽然薄层电阻有相对稳定,但是其表面复合浓度偏高,增加其表面复合速率(srv),另外,结深也会偏深,可能对于开路电压voc会有所帮助,但对于短波段响应会比较差,影响其短路电流(isc),最终影响电池转换效率(eff)。技术实现要素::针对以上技术问题,本发明涉及的一种提高太阳能电池转换效率梯度扩散法,具有以下步骤:步骤1、石英炉预热将硅片放入石英炉中,通入大氮,大氮的流量为15500-16500sccm,然后将石英炉的炉温升至800-820℃,保持650-750s;步骤2、预氧化处理将氧气和大氮通入石英炉,其中氧气流量为1800-2100sccm,大氮流量为14700-15000sccm,通入时间控制在450-500s,炉温保持在800-820℃,完成对硅片的预氧化;步骤3、预扩散处理向石英炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体,其中小氮的流量为850-950sccm,大氮的流量为14000-14500sccm,氧气的流量为700-800sccm,通入时间为550-650s,炉温保持在800-820℃,完成预扩散处理;步骤4、继续扩散处理大氮通入流量15500-16500sccm,同时将炉温逐渐升至810-830℃,保持300-400s,然后将携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体通入石英炉,其中其中小氮的流量为750-850sccm,大氮的流量为14500-15000sccm,氧气的流量为600-700sccm,通入时间为450-500s,炉温保持在810-830℃,完成继续扩散处理;步骤5,终扩散处理大氮通入流量15500-16500sccm,同时将炉温逐渐升至817-837℃,保持300-400s,然后将携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体通入石英炉,其中其中小氮的流量为650-750sccm,大氮的流量为14600-15100sccm,氧气的流量为500-600sccm,通入时间为350-400s,炉温保持在817-837℃,完成继续扩散处理;步骤6,后氧化处理待炉温降至在700-750℃,将氧气和大氮通入石英炉,其中氧气流量为800-1500sccm,大氮流量为14800-15200sccm,通入时间控制在350-400s,完成对硅片的预氧化。作为优选,所述预扩散处理、继续扩散处理和终扩散处理中小氮的通入量呈递减趋势。与现有技术相比,本发明的有益之处是;一种以通源递减式与恒温递增式复合型扩散工艺,在保证合适的欧姆接触前提下,能减小表面复合,提高体内掺杂浓度,提高空间电荷区性能,达到良好的欧姆接触和表面复合速率,从而提高电池转换效率。具体实施方式:本发明涉及的一种提高太阳能电池转换效率梯度扩散法,具有以下步骤:步骤1、石英炉预热将硅片放入石英炉中,通入大氮,大氮的流量为15500-16500sccm,然后将石英炉的炉温升至800-820℃,保持650-750s;步骤2、预氧化处理将氧气和大氮通入石英炉,其中氧气流量为1800-2100sccm,大氮流量为14700-15000sccm,通入时间控制在450-500s,炉温保持在800-820℃,完成对硅片的预氧化;步骤3、预扩散处理向石英炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体,其中小氮的流量为850-950sccm,大氮的流量为14000-14500sccm,氧气的流量为700-800sccm,通入时间为550-650s,炉温保持在800-820℃,完成预扩散处理;步骤4、继续扩散处理大氮通入流量15500-16500sccm,同时将炉温逐渐升至810-830℃,保持300-400s,然后将携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体通入石英炉,其中其中小氮的流量为750-850sccm,大氮的流量为14500-15000sccm,氧气的流量为600-700sccm,通入时间为450-500s,炉温保持在810-830℃,完成继续扩散处理;步骤5,终扩散处理大氮通入流量15500-16500sccm,同时将炉温逐渐升至817-837℃,保持300-400s,然后将携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体通入石英炉,其中其中小氮的流量为650-750sccm,大氮的流量为14600-15100sccm,氧气的流量为500-600sccm,通入时间为350-400s,炉温保持在817-837℃,完成继续扩散处理;步骤6,后氧化处理待炉温降至在700-750℃,将氧气和大氮通入石英炉,其中氧气流量为800-1500sccm,大氮流量为14800-15200sccm,通入时间控制在350-400s,完成对硅片的后氧化。为了进一步表现本发明的精神实质,下面结合实施例做进一步说明:采用原料为p型单晶硅片,厚度为200±20um,电阻率为0.5-6w.cm,经过表面清洗和、表面织构化处理,在表面形成1-3nm的正金字塔绒面,将硅片放入扩石英炉中。步骤1、石英炉预热将硅片放入石英炉中,通入大氮,大氮的流量为16000sccm,然后将石英炉的炉温升至800℃,保持705s;步骤2、预氧化处理将氧气和大氮通入石英炉,其中氧气流量为2000sccm,大氮流量为14800sccm,通入时间控制在480s,炉温保持在800℃,完成对硅片的预氧化;步骤3、预扩散处理向石英炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体,其中小氮的流量为900sccm,大氮的流量为14350sccm,氧气的流量为750sccm,通入时间为600s,炉温保持在800℃,完成预扩散处理;步骤4、继续扩散处理大氮通入流量16000sccm,同时将炉温逐渐升至820℃,保持360s,然后将携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体通入石英炉,其中其中小氮的流量为800sccm,大氮的流量为14550sccm,氧气的流量为650sccm,通入时间为480s,炉温保持在820℃,完成继续扩散处理;步骤5,终扩散处理大氮通入流量16000sccm,同时将炉温逐渐升至827℃,保持360s,然后将携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体通入石英炉,其中其中小氮的流量为700sccm,大氮的流量为14750sccm,氧气的流量为550sccm,通入时间为360s,炉温保持在827℃,完成继续扩散处理;步骤6,后氧化处理待炉温降至在720℃,将氧气和大氮通入石英炉,其中氧气流量为1000sccm,大氮流量为15000sccm,通入时间控制在360s,完成对硅片的后氧化。传统方法与本发明方法制成的太阳能电池的参数对照如下表:实验条件开路电压(u)短路电流(isc)填充因子(ff)串联电阻(rs)并联电阻(rsh)电池转换效率(eff)反向电流(irev2)梯度法扩散工艺0.6358.979.310.00229518.41%0.251正常扩散工艺0.6358.8379.530.0021130.218.26%0.156需要要强调的是:以上仅是本发明的使用方式的介绍与描述,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页12
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