一種晶體硅太陽能電池激光擴(kuò)散方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及晶體硅太陽能電池生產(chǎn)領(lǐng)域，具體是一種晶體硅太陽能電池激光擴(kuò)散方法。把干燥的硅片放入擴(kuò)散爐，激光光源為矩形300μm×600μm，激光擴(kuò)散包括橫向掃描和豎向掃描兩種擴(kuò)散方式，對在爐中的硅片在不同溫度和不同濃度的三氯氧磷流量、氧氣、氮?dú)獾臈l件下份三次對晶體硅片進(jìn)行激光擴(kuò)散掃描，從而提高了電池片光電轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，減少了激光擴(kuò)散的時(shí)間，從而大幅度減少了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種晶體硅太陽能電池激光擴(kuò)散方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及晶體硅太陽能電池生產(chǎn)領(lǐng)域，具體是一種晶體硅太陽能電池激光擴(kuò)散方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池可以將太陽光直接轉(zhuǎn)換為電能。傳統(tǒng)晶硅太陽能電池的生產(chǎn)工藝包含均勻性發(fā)射極(HE)和選擇性發(fā)射極(SE)兩種。均勻性發(fā)射極的關(guān)鍵是通過高溫磷擴(kuò)散形成P-N結(jié)。選擇性發(fā)射極是在均勻性發(fā)射極的基礎(chǔ)上增加激光擴(kuò)散，以形成高低結(jié)(磷擴(kuò)散濃度不同的P-N結(jié))。SE技術(shù)是目前晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝中實(shí)現(xiàn)高效率的主要方法之一，SE結(jié)構(gòu)基本特征是在電極下方及其附近區(qū)域進(jìn)行高摻雜深擴(kuò)散，在其他區(qū)域低摻雜淺擴(kuò)散，這樣便形成一個(gè)橫向高低結(jié)，這種優(yōu)異的結(jié)構(gòu)可以提高太陽能電池的開路電壓Voc，短路電流Isc和填充因子F.F.，從而使電池獲得較高的光電轉(zhuǎn)換效率。電極之間區(qū)域低摻雜淺擴(kuò)散，可以降低少數(shù)載流子的體復(fù)合幾率，而且可以進(jìn)行較好的表面鈍化，降低少數(shù)載流子的表面復(fù)合幾率，從而減小電池的反向飽和電流，提高電池的開路電壓Voc和短路電流Isc。另一方面，越靠近太陽能電池的表面，光生載流子的產(chǎn)生率越高，而越靠近擴(kuò)散結(jié)光生載流子的收集率越高，故淺擴(kuò)散結(jié)可以在高載流子產(chǎn)生率的區(qū)域獲得高的收集率，提高電池的短路電流Isc。電極下方區(qū)域高摻雜深擴(kuò)散可以形成歐姆接觸，且此區(qū)域的體電阻較小，從而降低太陽電池的串聯(lián)電阻，提高電池的填充因子F.F.。雜質(zhì)深擴(kuò)散可以加深加大橫向n+/p結(jié),而橫向n+/p結(jié)和在輕摻雜區(qū)和重?fù)诫s區(qū)交界處形成的橫向n+/n高低結(jié)可以提聞光生載流子的收集率，從而提聞電池的短路電流Isc。另外，深結(jié)可以防止電極金屬向結(jié)區(qū)滲透，減少電極金屬在禁帶中引入雜質(zhì)能級的幾率。然而，選擇性發(fā)射極對電池片光電轉(zhuǎn)換效率的提升并不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種激光擴(kuò)散工藝，以提高晶硅電池片的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種晶體硅太陽能電池激光擴(kuò)散方法，按照如下的方法進(jìn)行:
步驟一，把干燥的硅片放入擴(kuò)散爐，激光光源為矩形300 Mm X 600 Mm，激光擴(kuò)散包括橫向掃描和豎向掃描兩種擴(kuò)散方式，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，將擴(kuò)散爐溫度升高到786 °C，通入三氯氧磷、氧氣、氮?dú)膺M(jìn)行第一次擴(kuò)散，保持三氯氧磷流量1500 ml/min,氧氣流量300 ml/min,氮?dú)饬髁? L/min,擴(kuò)散時(shí)間13分鐘；
步驟二，將溫度升高到826°C -838 V，保持三氯氧磷流量1500 ml/min,氧氣流量2900ml/min，氮?dú)饬髁? L/min，進(jìn)行第二次擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間10分鐘；
步驟三，將溫度保持在820°C，保持三氯氧磷流量2000 ml/min，氧氣流量2900 ml/min,氮?dú)饬髁? L/min，進(jìn)行第三次擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間10分鐘。[0005]作為一種優(yōu)選方式:每次擴(kuò)散過程中，激光光源豎直方向單次掃描長度為156 mm,連續(xù)掃描9次，I — 3次掃描間隔為100mm，3 — 4次掃描間隔為52 mm，4 — 6次掃描間隔為100mm，6 — 7次掃描間隔為52 mm，7 — 9次掃描間隔為100mm。激光光源水平方向掃描單次掃描長度為156 mm，連續(xù)掃描45次，掃描間距為10 — 100 mm。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)合傳統(tǒng)晶硅電池選擇性發(fā)射極和均勻性發(fā)射極工藝的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明在提高電池片光電轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，減少了激光擴(kuò)散的時(shí)間，從而大幅度減少了生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0007]隨機(jī)選取多晶硅片共200片，進(jìn)行干燥處理，把干燥過的硅片放入擴(kuò)散爐，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)。第一步擴(kuò)散:把爐體溫度升高到786 °C，穩(wěn)定三氯氧磷流量1500 ml/min，擴(kuò)散時(shí)間13分鐘，氧氣流量300 ml/min，氮?dú)饬髁? L/min。3.第二步擴(kuò)散:升高溫度到830 °C，保持三氯氧磷流量不變，氧氣流量2900 ml/min，氮?dú)饬髁? L/min，擴(kuò)散10分鐘。4.第三步擴(kuò)散:將三氯氧磷流量提高到2000 ml/min,氧氣流量2900 ml/min,氮?dú)饬髁? L/min,擴(kuò)散時(shí)間10分鐘，保持溫度8200C。
[0008]激光光源為矩形300 Mm X 600 Mm，激光擴(kuò)散包括橫向掃描(水平掃描)和豎向掃描(豎直掃描)兩種擴(kuò)散方式。橫向掃描的激光寬度為300 Mm,單次掃描長度為156 mm,連續(xù)掃描45次，掃描間距為10 — 100 mm。豎向掃描寬度為600Mm，單次掃描長度為156 mm,連續(xù)掃描9次，I 一 3次豎向掃描間隔為100mm，3 — 4次掃描間隔為52 mm，4 — 6次掃描間隔為100mm，6 — 7次掃描間隔為52 mm, 7 - 9次掃描間隔為100mm。
【權(quán)利要求】
1.一種晶體硅太陽能電池激光擴(kuò)散方法，其特征在于按照如下的方法進(jìn)行: 步驟一，把干燥的硅片放入擴(kuò)散爐，激光光源為矩形300 Mm X 600 Mm，激光擴(kuò)散包括橫向掃描和豎向掃描兩種擴(kuò)散方式，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，將擴(kuò)散爐溫度升高到786 °C，通入三氯氧磷、氧氣、氮?dú)膺M(jìn)行第一次擴(kuò)散，保持三氯氧磷流量1500 ml/min,氧氣流量300 ml/min,氮?dú)饬髁? L/min,擴(kuò)散時(shí)間13分鐘； 步驟二，將溫度升高到826°C -838 V，保持三氯氧磷流量1500 ml/min,氧氣流量2900ml/min，氮?dú)饬髁? L/min，進(jìn)行第二次擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間10分鐘； 步驟三，將溫度保持在820°C，保持三氯氧磷流量2000 ml/min，氧氣流量2900 ml/min,氮?dú)饬髁? L/min，進(jìn)行第三次擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間10分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體硅太陽能電池激光擴(kuò)散方法，其特征在于:每次擴(kuò)散過程中，激光光源豎直方向單次掃描長度為156 mm,連續(xù)掃描9次,I 一 3次掃描間隔為100mm, 3 - 4次掃描間隔為52 mm，4 — 6次掃描間隔為100mm，6 — 7次掃描間隔為52 mm,7 - 9次掃描間隔為100mm，激光光源水平方向掃描單次掃描長度為156 mm，連續(xù)掃描45次，掃描間距為10 - 100 mm。
【文檔編號】C30B31/08GK103474509SQ201310415415
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】吳清萍, 周水生, 董建明, 劉進(jìn), 王艷波 申請人:山西潞安太陽能科技有限責(zé)任公司