轻掺杂基片、带有选择性发射极的基片以及太阳能电池的制作方法

文档序号:19436475发布日期:2019-12-17 21:09阅读:337来源:国知局
轻掺杂基片、带有选择性发射极的基片以及太阳能电池的制作方法

本实用新型属于太阳能电池领域,涉及一种轻掺杂基片、带有选择性发射极的基片以及太阳能电池。



背景技术:

激光掺杂选择性发射极(ldse)是是利用激光光束选择性的照射硅表面,使硅衬底变成熔融状态,掺杂原子可以迅速进入熔融硅中,当激光光束消失后,熔融的硅冷却结晶,掺杂原子就进入硅晶体中,形成重掺杂区。

在进行ldse掺杂前,首先进行第一次扩散,扩散的磷硅玻璃层是ldse掺杂源的来源。目前,为了保证电池效率,第一次扩散的方阻偏高,磷硅玻璃层厚度偏低,磷含量不高。导致ldse的过程中,掺杂区域容易方阻不均匀,且掺杂方阻无法做到很低。

cn107394012a公开了一种硅片激光掺杂se的扩散工艺,所述工艺是在硅片表面形成扩散第一层磷层和扩散第二磷层后,增加附磷层沉积处理而在扩散后硅表面形成附磷层,该附磷层不仅解决了激光烧蚀后的psg浓度不够的问题,同时附磷层在后续的洗磷工艺中很容易除去,能够有效解决激光掺杂时因psg浓度低造成欧姆接触不良填充因子低的问题,但激光掺杂时的能量较高,中间没有氧化层层缓冲层,会导致掺杂方阻不均匀。并且其扩散第二磷层在后续处理中可能会损坏掺杂的磷层,从而影响掺杂区方阻的均匀性。

cn106206847a公开了一种基于低压扩散炉的超低浓度pocl3高温扩散方法,包括如下步骤:(1)进舟;(2)磷沉积;(3)升温推结;(4)降温氧化;(5)出舟;在50-100mbar低压环境下,采用低温沉积、高温分布无氧推进方式,实现了超低pocl3浓度的磷扩散,pocl3浓度仅有常规工艺的10%,该扩散方法能够明显提升电池片的开路电压,降低载气用量,从而保证方阻的均匀性和稳定性,但是其方阻的均匀性和稳定性仍有待提升。

cn102945797a公开了一种低温低表面浓度高方阻扩散工艺,包括进舟步骤、沉积步骤、推进步骤和出舟步骤,所述进舟步骤、沉积步骤反应温度均低于800摄氏度。优选的,所述沉积步骤与推进步骤二者至少之一是按温度不同分步进行的。进一步的,所述沉积步骤分为第一步沉积和第二步沉积;所述推进步骤包括第一步推进和第二步推进。优选的,所述进舟步骤和沉积步骤之间还有氧化步骤,所述氧化步骤包括向反应容器内通入氧气。该实用新型所述的低温低表面浓度高方阻扩散工艺,在沉积和扩散步骤相对传统工艺降低了反应温度,从而降低了表面复合速率,同时在多晶硅扩散过程中较低的扩散温度使得杂质更有利于朝吸杂点迁移,进而提高了电池效率,但是其电池效率仍有待提高。

因此,开发一种便于后续能够增加重掺杂区域方阻的均匀性以及降低重掺杂区方阻从而提高太阳能电池光转化效率的轻掺杂基片非常有必要。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种轻掺杂基片、带有选择性发射极的基片以及太阳能电池,所述轻掺杂基片在用于后续重掺杂过程中,一方面能够增加硅片表面掺杂源的掺杂均匀性,另一方面能够降低重掺杂区的方阻值,从而降低银硅接触电阻;通过该轻掺杂基片制备的带有选择性发射极的基片中重掺杂区磷含量较高,重掺杂区方阻较低且均匀。

为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:

本实用新型的目的之一在于提供一种轻掺杂基片,所述轻掺杂基片包括依次连接的p型硅片层、n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层以及第二磷硅玻璃层。

本实用新型中,轻掺杂基片包括依次连接的p型硅片层、n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层以及第二磷硅玻璃层,是为了轻掺杂基片在后续重掺杂过程中,一方面能够增加硅片表面掺杂源的掺杂均匀性,另一方面能够降低重掺杂区的方阻值,从而降低银硅接触电阻。

在后续重掺杂过程中,利用激光光束选择性的照射基片表面,使p型硅片层变成熔融状态,第一磷硅玻璃层中掺杂原子可以迅速进入熔融硅中,当激光光束消失后,熔融的硅冷却结晶,掺杂原子就进入硅晶体中形成的,形成n型硅层,但是第一磷硅玻璃层的厚度较低且磷含量不高,此外磷原子会向各个方向运动,不易控制,因此会容易造成重掺杂区方阻不均匀以及方阻偏高的问题;通过在第一磷硅玻璃层表面设置氧化层和第二磷硅玻璃层,其中第二磷硅玻璃层中磷含量较高,能够增加重掺杂区磷的含量,从而能够降低重掺杂区的方阻;氧化层位于第一磷硅玻璃层和第二磷硅玻璃层之间,磷原子在进行扩散时必须经过氧化层,磷原子在穿透氧化层时扩散速率会相对一致,从而增加扩散的均匀性,也就是增加了方阻的均匀性,即氧化层起到了缓冲的作用,缓和了磷原子的扩散,使扩散方阻更加均匀,且氧化层和第二磷硅玻璃层在后续刻蚀处理中易被除去,不会影响受光区的方阻。

在本实用新型中,所述p型硅片层的厚度为160±20μm,例如140μm、142μm、145μm、148μm、150μm、152μm、155μm、158μm、160μm、162μm、165μm、168μm、170μm、172μm、175μm、178μm、180μm等。

在本实用新型中,所述n型硅层的厚度为0.3±0.2μm,例如0.1μm、0.12μm、0.15μm、0.17μm、0.2μm、0.22μm、0.25μm、0.27μm、0.3μm、0.32μm、0.35μm、0.37μm、0.4μm、0.42μm、0.45μm、0.47μm、0.5μm等。

在本实用新型中,所述第一磷硅玻璃层的厚度为20±10nm,例如10nm、12nm、15nm、17nm、20nm、22nm、25nm、27nm、30nm等。当第一磷硅玻璃层的厚度低于10nm,则导致受光区方阻过大,容易造成银硅接触异常;当第一磷硅玻璃层的厚度高于30nm,则导致受光区方阻过小,影响光电响应,造成电池效率偏低。

在本实用新型中,所述第一磷硅玻璃层为磷的含量是(5~7)×10e20cm-3的磷硅玻璃层,例如5×10e20cm-3、5.2×10e20cm-3、5.5×10e20cm-3、5.7×10e20cm-3、6×10e20cm-3、6.2×10e20cm-3、6.5×10e20cm-3、6.7×10e20cm-3、7×10e20cm-3等。当第一磷硅玻璃层中磷的含量高于7×10e20cm-3,则掺杂量过多,少子复合严重,影响光电响应,造成效率偏低;当第一磷硅玻璃层中磷的含量低于5×10e20cm-3,则掺杂量过少,银硅接触差,造成接触电阻偏大,影响电池性能。

本实用新型中,磷的含量是(5~7)×10e20cm-3的第一磷硅玻璃层可根据现有的制备方法(如通源沉积)制备得到。

在本实用新型中,所述氧化层的厚度为40±20nm,例如20nm、22nm、25nm、28nm、30nm、32nm、35nm、38nm、40nm、42nm、45nm、48nm、50nm、52nm、55nm、58nm、60nm等。当氧化层的厚度低于20nm,则容易造成激光掺杂时候掺杂过重,导致掺杂区域方阻太小,影响光电响应,造成效率偏低;当氧化层的厚度高于60nm,则容易使激光掺杂时,磷原子不易穿透氧化层,导致掺杂区域方阻太大,银硅接触差。

在本实用新型中,所述氧化层为氧化硅层。

在本实用新型中,所述第二磷硅玻璃层的厚度为20±10nm,例如10nm、12nm、15nm、18nm、20nm、22nm、25nm、28nm、30nm等。当第二磷硅玻璃层的厚度低于10nm,则磷含量过低,激光掺杂太少,影响银硅接触;当第二磷硅玻璃层的厚度高于30nm,则容易使激光掺杂时候掺杂过重,导致掺杂区域方阻太小,影响光电响应,造成效率偏低。

在本实用新型中,所述第二磷硅玻璃层为磷的含量是(7~9)×10e20cm-3的磷硅玻璃层,例如7×10e20cm-3、7.2×10e20cm-3、7.5×10e20cm-3、7.7×10e20cm-3、8×10e20cm-3、8.2×10e20cm-3、8.5×10e20cm-3、8.7×10e20cm-3、9×10e20cm-3等。当第二磷硅玻璃层中磷含量低于7×10e20cm-3,则掺杂量过少,银硅接触差,造成接触电阻偏大,影响电池性能;当第二磷硅玻璃层中磷含量高于9×10e20cm-3,则掺杂量过多,少子复合严重,影响光电响应,造成效率偏低。

本实用新型中,磷的含量是(7~9)×10e20cm-3的第二磷硅玻璃层可根据现有的制备方法(如通源沉积)制备得到。

本实用新型中,第二磷硅玻璃层作为最外层,能够提供大量的磷原子,作为激光掺杂磷原子的来源,且能够使激光重掺杂的方阻均匀,也可以明显降低激光重掺杂区域的方阻,减小银硅接触电阻;且在后续刻蚀处理过程中易被除去,不会影响受光区的方阻。

在本发明中,所述轻掺杂基片的制备方法和常规的晶体硅太阳能电池生产工艺中的扩散工艺相近,包括进舟、升温、通源沉积、推进、氧化以及出舟等步骤,本实用新型中轻掺杂基片的制备方法示例性地包括如下步骤:

(1)将预处理的p型硅片层进行第一次通源沉积,得到表面覆有第一磷硅玻璃层的p型硅片层;

(2)将步骤(1)得到的表面覆有第一磷硅玻璃层的p型硅片层进行推结处理,得到表面依次覆有n型硅层和第一磷硅玻璃层的p型硅片层;

(3)将步骤(2)得到的表面依次覆有n型硅层和第一磷硅玻璃层的p型硅片层进行氧化退火处理,得到表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层和氧化层的p型硅片层;

(4)将步骤(3)得到的表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层的p型硅片层和氧化层的p型硅片层进行第二次通源沉积,得到所述轻掺杂基片。

在本实用新型中,步骤(1)所述第一次通源沉积的温度为790±20℃,例如770℃、772℃、775℃、777℃、780℃、782℃、785℃、787℃、790℃、792℃、795℃、797℃、800℃、802℃、805℃、807℃、810℃等。

在本实用新型中,步骤(1)所述第一次通源沉积是在同时通入流量为1000±200sccm(例如800sccm、820sccm、850sccm、870sccm、900sccm、920sccm、950sccm、970sccm、1000sccm、1020sccm、1050sccm、1070sccm、1100sccm、1120sccm、1150sccm、1170sccm、1200sccm等)的氮气、500±100sccm(例如400sccm、420sccm、450sccm、470sccm、500sccm、520sccm、550sccm、570sccm、600sccm等)的氧气以及1000±200sccm(例如800sccm、820sccm、850sccm、870sccm、900sccm、920sccm、950sccm、970sccm、1000sccm、1020sccm、1050sccm、1070sccm、1100sccm、1120sccm、1150sccm、1170sccm、1200sccm等)的携带有掺杂源的氮气的条件下进行的。

在本实用新型中,所述掺杂源为三氯氧磷。

在本实用新型中,步骤(1)所述第一次通源沉积的时间为1000±200s,例如800s、820s、850s、870s、900s、920s、950s、970s、1000s、1020s、1050s、1070s、1100s、1120s、1150s、1170s、1200s等。若通源沉积的时间低于800s,则沉积的第一磷硅玻璃层的厚度较低,不能为激光掺杂提供足够的磷含量;若通源沉积的时间高于1200s,则会导致不需要重掺杂的地方也形成重掺杂,从而影响太阳能电池的转换效率。

在本实用新型中,步骤(1)所述预处理的p型硅片层是通过将p型硅片层依次进行进舟处理以及升温处理得到的。

在本实用新型中,所述进舟处理的温度为790±20℃,例如770℃、772℃、775℃、777℃、780℃、782℃、785℃、787℃、790℃、792℃、795℃、797℃、800℃、802℃、805℃、807℃、810℃等。

在本实用新型中,所述进舟处理是在流量为1000±200sccm(例如800sccm、820sccm、850sccm、870sccm、900sccm、920sccm、950sccm、970sccm、1000sccm、1020sccm、1050sccm、1070sccm、1100sccm、1120sccm、1150sccm、1170sccm、1200sccm等)的氮气中进行的。

在本实用新型中,所述进舟处理的时间为800±100s,例如700s、720s、750s、780s、800s、820s、850s、870s、900s等。

在本实用新型中,所述p型硅片层在进行进舟处理之前还包括对p型硅片层进行制绒处理。

在本实用新型中,通过在p型硅片层表面制绒形成许多纳米级的结构,可以使入射光在硅表面的多次反射和折射,提高了电池的短路电压和转换效率。

在本实用新型中,所述升温处理的温度为790±20℃,例如770℃、772℃、775℃、777℃、780℃、782℃、785℃、787℃、790℃、792℃、795℃、797℃、800℃、802℃、805℃、807℃、810℃等。

在本实用新型中,所述升温处理是在流量为1000±200sccm(例如800sccm、820sccm、850sccm、870sccm、900sccm、920sccm、950sccm、970sccm、1000sccm、1020sccm、1050sccm、1070sccm、1100sccm、1120sccm、1150sccm、1170sccm、1200sccm等)的氮气中进行的。

在本实用新型中,所述升温处理的时间为400±100s,例如300s、320s、350s、370s、400s、420s、450s、470s、500s等。

在本实用新型中,步骤(2)所述推结处理的温度为830±20℃,例如810℃、812℃、815℃、817℃、820℃、822℃、825℃、827℃、830℃、832℃、835℃、837℃、840℃、842℃、845℃、847℃、850℃等。

在本实用新型中,步骤(2)所述推结处理是在流量为1000±200sccm(例如800sccm、820sccm、850sccm、870sccm、900sccm、920sccm、950sccm、970sccm、1000sccm、1020sccm、1050sccm、1070sccm、1100sccm、1120sccm、1150sccm、1170sccm、1200sccm等)的氮气中进行的。

在本实用新型中,步骤(2)所述推结处理的时间为800±100s,例如700s、720s、750s、770s、800s、820s、850s、870s、900s等。

在本实用新型中,步骤(3)所述氧化退火处理的温度为720±20℃,例如700℃、702℃、705℃、707℃、710℃、712℃、715℃、717℃、720℃、722℃、725℃、727℃、730℃、732℃、735℃、737℃、740℃等。

在本实用新型中,步骤(3)所述氧化退火处理是在同时通入流量为1000±200sccm(例如800sccm、820sccm、850sccm、870sccm、900sccm、920sccm、950sccm、970sccm、1000sccm、1020sccm、1050sccm、1070sccm、1100sccm、1120sccm、1150sccm、1170sccm、1200sccm等)的氮气以及2000±200sccm(例如1800sccm、1820sccm、1850sccm、1870sccm、1900sccm、1920sccm、1950sccm、1970sccm、2000sccm、2020sccm、2050sccm、2070sccm、2100sccm、2120sccm、2150sccm、2170sccm、2200sccm等)的氧气的条件下进行的。

在本实用新型中,步骤(3)所述氧化退火处理的时间为1200±100s,例如1100s、1120s、1150s、1170s、1200s、1230s、1250s、1270s、1300s等。

在本实用新型中,步骤(4)所述第二次通源沉积的温度为790±20℃,例如770℃、772℃、775℃、777℃、780℃、782℃、785℃、787℃、790℃、792℃、795℃、797℃、800℃、802℃、805℃、807℃、810℃等。

在本实用新型中,步骤(4)所述第二次通源沉积是在同时通入流量为2000±400sccm(例如1600sccm、1650sccm、1700sccm、1750sccm、1800sccm、1850sccm、1900sccm、1950sccm、2000sccm、2050sccm、2100sccm、2150sccm、2200sccm、2250sccm、2300sccm、2350sccm、2400sccm等)的氮气、1000±200sccm(例如800sccm、820sccm、850sccm、870sccm、900sccm、920sccm、950sccm、970sccm、1000sccm、1020sccm、1050sccm、1070sccm、1100sccm、1120sccm、1150sccm、1170sccm、1200sccm等)的氧气以及2000±400sccm(例如1600sccm、1650sccm、1700sccm、1750sccm、1800sccm、1850sccm、1900sccm、1950sccm、2000sccm、2050sccm、2100sccm、2150sccm、2200sccm、2250sccm、2300sccm、2350sccm、2400sccm等)的携带有掺杂源的氮气的条件下进行的。

在本实用新型中,所述掺杂源为三氯氧磷。

在本实用新型中,步骤(4)所述第二次通源沉积的时间为2000±400s,例如1600s、1650s、1700s、1750s、1800s、1850s、1900s、1950s、2000s、2050s、2100s、2150s、2200s、2250s、2300s、2350s、2400s等。

在本实用新型中,所述步骤(4)还包括将第二次通源沉积后得到的表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层和第二磷硅玻璃层的p型硅片层的预制品进行出舟处理。

在本实用新型中,所述出舟处理的温度为720±20℃,例如700℃、705℃、710℃、715℃、720℃、725℃、730℃、735℃、740℃等。

在本实用新型中,所述出舟处理是在流量为1000±200sccm(例如800sccm、820sccm、850sccm、870sccm、900sccm、920sccm、950sccm、970sccm、1000sccm、1020sccm、1050sccm、1070sccm、1100sccm、1120sccm、1150sccm、1170sccm、1200sccm等)的氮气中进行的。

在本实用新型中,所述出舟处理的时间为800±100s,例如700s、720s、750s、770s、800s、820s、850s、870s、900s等。

作为本实用新型的优选技术方案,所述轻掺杂基片的制备方法包括如下步骤:

a、将p型硅片层预先制绒,得到制绒后的p型硅片层,而后将制绒后的p型硅片层放入石英舟中,在温度为790±20℃,流量为1000±200sccm的氮气的条件下,进入扩散炉中进行进舟处理,进舟处理的时间为800±100s,得到进舟后的硅片;

b、在温度为790±20℃,流量为1000±200sccm的氮气的条件下,将步骤a得到的进舟后的硅片进行升温处理,升温时间为400±100s,得到升温后的硅片;

c、在温度为790±20℃,同时通入流量为1000±200sccm的氮气、500±100sccm的氧气以及1000±200sccm的携带有三氯氧磷的氮气的条件下,将步骤b得到的升温后的硅片进行第一次通源沉积,沉积时间为1000±200s,得到表面覆有第一磷硅玻璃层的p型硅片层;

d、在温度为830±20℃,流量为1000±200sccm的氮气的条件下,将步骤c得到的表面覆有第一磷硅玻璃层的p型硅片层进行氧化推结处理,氧化推结时间为800±100s,得到表面依次覆有n型硅层和第一磷硅玻璃层的p型硅片层;

e、在温度为720±20℃,同时通入流量为1000±200sccm的氮气以及2000±200sccm的氧气的条件下,对步骤d得到的表面依次覆有n型硅层和第一磷硅玻璃层的p型硅片层进行退火处理,退火时间为1200±200s,得到表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层和氧化层的p型硅片层;

f、在温度为720±20℃,同时通入流量为2000±400sccm的氮气、1000±200sccm的氧气以及2000±400sccm的携带有三氯氧磷的氮气的条件下,将步骤e得到的表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层和氧化层的p型硅片层进行第二次通源沉积,沉积时间为2000±400s,得到表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层和第二磷硅玻璃层的p型硅片层的预制品;

g、在温度720±20℃,流量为1000±200sccm的氮气的条件下,将放置有步骤f得到的表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层和第二磷硅玻璃层的p型硅片层的预制品的石英舟进行出舟处理,出舟时间为800±100s,得到所述轻掺杂基片。

本实用新型的目的之二在于提供一种带有选择性发射极的基片,所述带有选择性发射极的基片为在目的之一所述的轻掺杂基片的非受光区形成重掺杂区,并去除氧化层和第二磷硅玻璃层后的基片。

在本实用新型中,所述带有选择性发射极的基片的制备方法与本领域常规的制备方法相近,示例性地包括如下步骤:

(1)将轻掺杂基片的非受光区进行激光重掺杂,得到非受光区重掺杂后的基片;

(2)将步骤(1)得到的非受光区重掺杂后的基片进行刻蚀清洗除去氧化层和第二磷硅玻璃层,得到带有选择性发射极的基片。

本实用新型在制备带有选择性发射极的基片的过程中,通过刻蚀清洗除去氧化层和第二磷硅玻璃层,则不会影响带有选择性发射极的基片的受光区的方阻。

在本实用新型中,步骤(1)所述激光重掺杂的掺杂功率为25±10w,例如15w、18w、20w、22w、25w、28w、30w、32w、35w等。

在本实用新型中,步骤(1)所述激光重掺杂的掺杂速度为20±10m/s,例如10m/s、12m/s、15m/s、18m/s、20m/s、22m/s、25m/s、28m/s、30m/s等。

在本实用新型中,步骤(1)所述激光重掺杂的掺杂频率200±100khz,例如100khz、120khz、150khz、170khz、200khz、220khz、250khz、280khz、300khz等。

本实用新型的目的之三在于提供一种太阳能电池,所述太阳能电池包括如目的之二所述的带有选择性发射极的基片。

在本实用新型中,所述太阳能电池的制备方法与常规晶体硅太阳能电池的制备方法相同,示例性的包括:将带有选择性发射极的基片依次进行沉积、激光开槽以及印刷烧结。

在本实用新型中,所述太阳能电池包括单面太阳能电池和双面太阳能电池。

相对于现有技术,本实用新型具有以下有益效果:

本实用新型的轻掺杂基片在后续重掺杂过程中,一方面能够增加硅片表面掺杂源的掺杂均匀性,另一方面能够降低重掺杂区的方阻值,从而降低银硅接触电阻;带有选择性发射极的基片中重掺杂区磷含量较高,因此重掺杂区方阻较低且均匀;由该带有选择性发射极的基片制备的太阳能电池具有较高的光转化效率(光转化效率高至20.92%)。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中轻掺杂基片的示意图;

其中,1为p型硅片层,2为n型硅层,3为第一磷硅玻璃层,4为氧化层,5为第二磷硅玻璃层。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型,不应视为对本实用新型的具体限制。

实施例1

本实施例提供一种轻掺杂基片,如图1所示,轻掺杂基片包括依次连接的p型硅片层1、n型硅层2、第一磷硅玻璃层3、氧化层4以及第二磷硅玻璃层5,其中p型硅片层1的厚度为160μm,n型硅层2的厚度为0.3μm,第一磷硅玻璃层3的厚度为20nm,第一磷硅玻璃层3中磷的含量为6×10e20cm-3,氧化层4的厚度为40nm,第二磷硅玻璃层5的厚度为20nm,第二磷硅玻璃层5中磷的含量为8×10e20cm-3

轻掺杂基片的制备方法如下:

a、进舟:将p型硅片层预先制绒,得到制绒后的硅片,而后将制绒后的硅片放入石英舟中,在温度为790℃,流量为1000sccm的氮气的条件下,进入扩散炉中进行进舟处理,进舟时间为800s,得到进舟后的p型硅片层;

b、升温:炉门关闭后,炉管升温至790℃,在流量为1000sccm的氮气的条件下,将步骤a得到的进舟后的硅片进行升温处理,升温时间为400s,得到升温后的p型硅片层;

c、第一次通源沉积:在温度为790℃,同时通入流量为1000sccm的氮气、500sccm的氧气以及1000sccm的携带有三氯氧磷的氮气的条件下,将步骤b得到的升温后的p型硅片层进行第一次通源沉积,沉积时间为1000s,得到表面沉积有第一磷硅玻璃层的p型硅片层;

d、推进:在温度为830℃,流量为1000sccm的氮气的条件下,将步骤c得到的表面沉积有第一磷硅玻璃层的p型硅片层进行推结处理,推结时间为800s,得到表面依次覆有n型硅层和第一磷硅玻璃层的p型硅片层;

e、氧化:在温度为720℃,同时通入流量为1000sccm的氮气以及2000sccm的氧气的条件下,对步骤d得到的表面依次覆有n型硅层和第一磷硅玻璃层的p型硅片层进行氧化退火处理,氧化退火时间为1200s,得到表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层和氧化层的p型硅片层;

f、第二次通源沉积:在温度为720℃,同时通入流量为2000sccm的氮气、1000sccm的氧气以及2000sccm的携带有三氯氧磷的氮气的条件下,将步骤e得到的表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层和氧化层的p型硅片层进行第二次通源沉积,沉积时间为2000s,得到表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层、第二磷硅玻璃层的p型硅片层的预制品;

g、出舟:在温度720℃,流量为1000sccm的氮气的条件下,将放置有步骤f得到的表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层、第二磷硅玻璃层的p型硅片层的预制品的石英舟进行出舟处理,出舟时间为800s,得到所述轻掺杂基片。

本实施例还提供一种带有选择性发射极的基片,带有选择性发射极的基片为在上述所述的轻掺杂基片的非受光区形成重掺杂区,并去除氧化层和第二磷硅玻璃层后的基片。

带有选择性发射极的基片制备方法包括如下步骤:

(1)将轻掺杂基片的非受光区进行激光重掺杂,激光重掺杂的功率为25w,掺杂速度为20m/s,掺杂频率为200khz,得到非受光区重掺杂后的基片;

(2)将步骤(1)得到的非受光区重掺杂后的基片进行刻蚀清洗除去氧化层和第二磷硅玻璃层,得到带有选择性发射极的基片。

实施例2

本实施例提供一种轻掺杂基片,轻掺杂基片包括依次连接的p型硅片层、n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层以及第二磷硅玻璃层,其中p型硅片层的厚度为180μm,n型硅层的厚度为0.1μm,第一磷硅玻璃层的厚度为30nm,第一磷硅玻璃层中磷的含量为5×10e20cm-3,氧化层的厚度为20nm,第二磷硅玻璃层的厚度为10nm,第二磷硅玻璃层中磷的含量为7×10e20cm-3

轻掺杂基片的制备方法如下:

a、进舟:将p型硅片层预先制绒,得到制绒后的硅片,而后将制绒后的硅片放入石英舟中,在温度为770℃,流量为1200sccm的氮气的条件下,进入扩散炉中进行进舟处理,进舟时间为700s,得到进舟后的p型硅片层;

b、升温:炉门关闭后,炉管升温至770℃,在流量为1200sccm的氮气的条件下,将步骤a得到的进舟后的硅片进行升温处理,升温时间为500s,得到升温后的p型硅片层;

c、第一次通源沉积:在温度为770℃,同时通入流量为1200sccm的氮气、600sccm的氧气以及1200sccm的携带有三氯氧磷的氮气的条件下,将步骤b得到的升温后的p型硅片层进行第一次通源沉积,沉积时间为800s,得到表面沉积有第一磷硅玻璃层的p型硅片层;

d、推进:在温度为850℃,流量为1200sccm的氮气的条件下,将步骤c得到的表面沉积有第一磷硅玻璃层的p型硅片层进行推结处理,推结时间为700s,得到表面依次覆有n型硅层和第一磷硅玻璃层的p型硅片层;

e、氧化:在温度为740℃,同时通入流量为1200sccm的氮气以及2200sccm的氧气的条件下,对步骤d得到的表面依次覆有n型硅层和第一磷硅玻璃层的p型硅片层进行氧化退火处理,氧化退火时间为1000s,得到表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层和氧化层的p型硅片层;

f、第二次通源沉积:在温度为740℃,同时通入流量为1600sccm的氮气、800sccm的氧气以及1600sccm的携带有三氯氧磷的氮气的条件下,将步骤e得到的表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层和氧化层的p型硅片层进行第二次通源沉积,沉积时间为2400s,得到表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层、第二磷硅玻璃层的p型硅片层的预制品;

g、出舟:在温度740℃,流量为1200sccm的氮气的条件下,将放置有步骤f得到的表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层、第二磷硅玻璃层的p型硅片层的预制品的石英舟进行出舟处理,出舟时间为900s,得到所述轻掺杂基片。

本实施例还提供一种带有选择性发射极的基片,带有选择性发射极的基片为在上述所述的轻掺杂基片的非受光区形成重掺杂区,并去除氧化层和第二磷硅玻璃层后的基片。

带有选择性发射极的基片制备方法包括如下步骤:

(1)将轻掺杂基片的非受光区进行激光重掺杂,激光重掺杂的功率为15w,掺杂速度为10m/s,掺杂频率为100khz,得到非受光区重掺杂后的基片;

(2)将步骤(1)得到的非受光区重掺杂后的基片进行刻蚀清洗除去氧化层和第二磷硅玻璃层,得到带有选择性发射极的基片。

实施例3

本实施例提供一种轻掺杂基片,轻掺杂基片包括依次连接的p型硅片层、n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层以及第二磷硅玻璃层,其中p型硅片层的厚度为140μm,n型硅层的厚度为0.5μm,第一磷硅玻璃层的厚度为10nm,第一磷硅玻璃层中磷的含量为7×10e20cm-3,氧化层的厚度为60nm,第二磷硅玻璃层的厚度为30nm,第二磷硅玻璃层中磷的含量为9×10e20cm-3

轻掺杂基片的制备方法如下:

a、进舟:将p型硅片层预先制绒,得到制绒后的硅片,而后将制绒后的硅片放入石英舟中,在温度为810℃,流量为800sccm的氮气的条件下,进入扩散炉中进行进舟处理,进舟时间为900s,得到进舟后的p型硅片层;

b、升温:炉门关闭后,炉管升温至810℃,在流量为800sccm的氮气的条件下,将步骤a得到的进舟后的硅片进行升温处理,升温时间为300s,得到升温后的p型硅片层;

c、第一次通源沉积:在温度为810℃,同时通入流量为800sccm的氮气、400sccm的氧气以及800sccm的携带有三氯氧磷的氮气的条件下,将步骤b得到的升温后的p型硅片层进行第一次通源沉积,沉积时间为1200s,得到表面沉积有第一磷硅玻璃层的p型硅片层;

d、推进:在温度为810℃,流量为800sccm的氮气的条件下,将步骤c得到的表面沉积有第一磷硅玻璃层的p型硅片层进行推结处理,推结时间为900s,得到表面依次覆有n型硅层和第一磷硅玻璃层的p型硅片层;

e、氧化:在温度为700℃,同时通入流量为800sccm的氮气以及1800sccm的氧气的条件下,对步骤d得到的表面依次覆有n型硅层和第一磷硅玻璃层的p型硅片层进行氧化退火处理,氧化退火时间为1400s,得到表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层和氧化层的p型硅片层;

f、第二次通源沉积:在温度为700℃,同时通入流量为2400sccm的氮气、1200sccm的氧气以及2400sccm的携带有三氯氧磷的氮气的条件下,将步骤e得到的表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层和氧化层的p型硅片层进行第二次通源沉积,沉积时间为1600s,得到表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层、第二磷硅玻璃层的p型硅片层的预制品;

g、出舟:在温度700℃,流量为800sccm的氮气的条件下,将放置有步骤f得到的表面依次覆有n型硅层、第一磷硅玻璃层、氧化层、第二磷硅玻璃层的p型硅片层的预制品的石英舟进行出舟处理,出舟时间为700s,得到所述轻掺杂基片。

本实施例还提供一种带有选择性发射极的基片,

带有选择性发射极的基片为在上述所述的轻掺杂基片的非受光区形成重掺杂区,并去除氧化层和第二磷硅玻璃层后的基片。

带有选择性发射极的基片制备方法包括如下步骤:

(1)将轻掺杂基片的非受光区进行激光重掺杂,激光重掺杂的功率为35w,掺杂速度为30m/s,掺杂频率为300khz,得到非受光区重掺杂后的基片;

(2)将步骤(1)得到的非受光区重掺杂后的基片进行刻蚀清洗除去氧化层和第二磷硅玻璃层,得到带有选择性发射极的基片。

实施例4

与实施例1的区别仅在于第一磷硅玻璃层的厚度为5nm,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

实施例5

与实施例1的区别仅在于第一磷硅玻璃层的厚度为40nm,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

实施例6

与实施例1的区别仅在于氧化层的厚度为10nm,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

实施例7

与实施例1的区别仅在于氧化层的厚度为80nm,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

实施例8

与实施例1的区别仅在于第二磷硅玻璃层的厚度为5nm,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

实施例9

与实施例1的区别仅在于第二磷硅玻璃层的厚度为40nm,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

实施例10

与实施例1的区别仅在于第一磷硅玻璃层为磷的含量是3×10e20cm-3的磷硅玻璃层,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

实施例11

与实施例1的区别仅在于第一磷硅玻璃层为磷的含量是9×10e20cm-3的磷硅玻璃层,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

实施例12

与实施例1的区别仅在于第二磷硅玻璃层为磷的含量是5×10e20cm-3的磷硅玻璃层,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

实施例13

与实施例1的区别仅在于第二磷硅玻璃层为磷的含量是11×10e20cm-3的磷硅玻璃层,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

对比例1

与实施例1的区别仅在于轻掺杂基片不包括第二磷硅玻璃层,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

对比例2

与实施例1的区别仅在于轻掺杂基片不包括氧化层,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

对比例3

与实施例1的区别仅在于轻掺杂基片不包括第一磷硅玻璃层,其余组成与制备方法均与实施例1相同。

对比例4

与实施例1的区别仅在于轻掺杂基片中第二磷硅玻璃层位于第一磷硅玻璃层和氧化层之间,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

对比例5

与实施例1的区别仅在于轻掺杂基片中第一玻璃磷硅层和第二磷硅玻璃层的位置发生互换,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

对比例6

与实施例1的区别仅在于轻掺杂基片中第一磷硅玻璃层位于氧化层和第二磷硅玻璃层之间,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

以实施例1-13和对比例1-6得到的带有选择性发射极的基片制备太阳能电池,制备方法示例性地如下:

(1)将带有选择性发射极的基片采用气相沉积法进行背面氧化铝膜层的沉积,得到沉积有氧化铝膜层的基片,其中氧化铝膜层的厚度为10nm;

(2)将步骤(1)得到的沉积有氧化铝膜层的基片采用气相沉积法进行双面氮化硅沉积,得到沉积有氮化硅膜层的基片,其中氮化硅膜层的厚度为85nm,折射率为2.05;

(3)将步骤(2)得到的沉积有氮化硅膜层的基片进行激光开槽,得到有激光开槽的基片,其中开槽的大小的20μm,开槽的深度为4μm;

(4)将步骤(3)得到的有激光开槽的基片进行丝网印刷正面电极与背面电极,然后进行烧结,烧结温度为780℃,烧结时间为20s,即可得到太阳能电池。

对得到的太阳能电池进行性能测试,测试结果见表1:

表1

表1中:

其中电压(v)、电流(a)、填充因子(%)均为表1给出的相对应的电压、电流、填充因子;电池面积均为245.67平方厘米;电压(v)和电流(a)为1000w光强照射下电池产生的电压和电流,采用的测试机的型号为德国

halm-2400,测试软件的型号为18-kw05;填充因子为电池具有最大输出功率与短路电流和开路电压乘积的比值。

由表1可知,本实用新型制备的太阳能电池具有较高的光转化效率,由实施例1和实施例4-5的对比可知,当第一磷硅玻璃层的厚度过低时,则银硅接触电阻过大,造成串联电阻偏大,填充因子偏低,当磷硅玻璃层的厚度过高时,则影响光电响应,造成电压与电流偏低;由实施例1和实施例6-7的对比可知,当氧化层的厚度过低时,则导致掺杂过多,影响光电响应,造成电流与电压偏低;当氧化层的厚度过高时,则掺杂量过少,导致串联电阻偏大;由实施例1和实施例8-9的对比可知,当第二磷硅玻璃层的厚度过低时,则激光掺杂量较少,接触电阻偏大,造成串联电阻偏大,填充因子偏低;当第二磷硅玻璃层的厚度过高时,则掺杂过多,影响光电响应,造成电压、电流偏低;由实施例1和实施例10-11的对比可知,当第一磷硅玻璃层中磷的含量过低时,则接触电阻偏大,造成串联电阻偏大,填充因子偏低;当第一磷硅玻璃层中磷的含量过高时,则影响光电响应,造成电压、电流偏低;由实施例1和实施例12-13的对比可知,当第二磷硅玻璃层中磷的含量过低时,则接触电阻偏大,造成串联电阻偏大,填充因子偏低;当第二磷硅玻璃层中磷的含量过高时,则影响光电响应,造成电压、电流偏低;由实施例1和对比例1的对比可知,当轻掺杂基片不包括第二磷硅玻璃层时,则会导致接触电阻很大,填充因子严重偏低,造成电池效率严重偏低;由实施例1和对比例2的对比可知,当轻掺杂基片不包括氧化层时,则导致掺杂量过多,电压与电流严重偏低;由实施例1和对比例3的对比可知,当轻掺杂基片不包括第一磷硅玻璃层时,则电池银硅接触异常,电池为低效产品,造成产品不良;由实施例1和对比例4的对比可知,当第二磷硅玻璃层位于第一磷硅玻璃层和氧化层之间,由于中间没有氧化层的缓冲,会导致掺杂过重,电流、电压偏低;由实施例1和对比例5的对比可知,当第一磷硅玻璃层和第二磷硅玻璃层的位置发生互换,存在第一磷硅玻璃层磷含量多,而第二磷硅玻璃层磷含量少的问题,容造成最后的掺杂效果不是很好,影响电池的转换效率;由实施例1和对比例6的对比可知,由于氧化层在两层磷硅玻璃层下面,氧化层缓冲作用更加明显,容易导致掺杂后的方阻偏大,影响电池银硅接触,造成电池效率偏低;因此,本实用新型得到的太阳能电池具有较高的光转化效率。

申请人声明,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

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