本發(fā)明涉及單晶硅太陽能電池的生產(chǎn)研發(fā)相關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域:
,尤其是指一種高開路電壓的單晶電池擴散工藝。
背景技術(shù):
:pn結(jié)是太陽能電池的核心部分,因此擴散質(zhì)量的好壞直接影響電池的質(zhì)量和效率。擴散工藝是將硅片放入高溫擴散爐中,通以氮氣和POCl3等氣體,利用其在高溫下分解后在硅片表面生成P原子,并擴散進(jìn)入硅片內(nèi)部,從而形成pn結(jié)。pn結(jié)產(chǎn)生的內(nèi)建電場使得電子和空穴在流動后不再回到原處,這樣就形成了電流,用導(dǎo)線將電流引出,就是直流電。高質(zhì)量的pn結(jié)是減少復(fù)合,增加壽命的關(guān)鍵,其提升Uoc開壓從而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。pn結(jié)的質(zhì)量主要表現(xiàn)在結(jié)深的均勻性,而結(jié)深的均勻性直接表現(xiàn)在方阻的均勻性上,方阻均勻性好則結(jié)深的差異性小,反之亦然。而不同的結(jié)深相對燒結(jié)溫度也是不一樣的。換個角度來說,同樣的燒結(jié)條件對于擴散均勻性好的電池片,其歐姆接觸就會好,短路電流、填充因子等電性能參數(shù)也會比較穩(wěn)定。這樣,電池片的轉(zhuǎn)換效率也就更穩(wěn)定。并且,電池片與電池片之間的電性能參數(shù)一致性好,也有利于組件的穩(wěn)定性和防衰減性,從而提高了太陽電池的使用壽命。因此,如何來提高擴散的均勻性就顯得非常有必要。P原子在高溫條件下擴散系數(shù)較大,傳統(tǒng)擴散是在高溫下擴散并推進(jìn),這導(dǎo)致方阻的均勻性較差,要使均勻性有所改善就需要在低溫條件下擴散,但由于低溫下大部分的P原子未能激活導(dǎo)致表面死層增加,復(fù)合中心增多,少子壽命減小。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在上述的不足,提供了一種改善方阻均勻性且提高轉(zhuǎn)換效率的高開路電壓的單晶電池擴散工藝。為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種高開路電壓的單晶電池擴散工藝,采用多階式的升降溫推進(jìn)擴散方式,從而提升單晶硅電池片轉(zhuǎn)換效率,具體操作步驟如下:(1)低溫沉積:采用低沉積溫度及高POCl3與氧氣比例;(2)二步升溫:對低沉積溫度進(jìn)行一步升溫并保持,之后再對低沉積溫度進(jìn)行二步升溫并保持;(3)三步降溫出爐:取三個降溫溫度進(jìn)行三個階段的降溫氧化并保持;(4)將擴散的片子,測試方阻,完畢。通過采用低沉積溫度及高POCl3與氧氣比例,分二步升溫,每步達(dá)到設(shè)定溫度后,維持該溫度,然后再分三步降溫出爐,能夠有效減少表面死層,提高少子壽命,改善方阻均勻性,擴散后硅片表面方塊電阻一致性好。同時采用上述技術(shù)方案,單晶電池片Uoc得以提升,轉(zhuǎn)換效率也可以提升。作為優(yōu)選,所采用的原材料為純度≥99.9999%的POCl3、純度≥99.5%的O2。其中:還需要使用純度≥99.999%的大氮。作為優(yōu)選,在步驟(1)中,POCl3與氧氣的比例為3∶1,低沉積溫度為780℃,沉積時間為7min-15min。作為優(yōu)選,在步驟(2)中,一步升溫的溫度為810℃-820℃,一步升溫的保持時間為5min-10min;二步升溫的溫度為850℃-870℃,二步升溫的保持時間為5min-13min。作為優(yōu)選,在步驟(3)中,三個降溫的溫度分別是830℃、810℃和780℃,三個降溫氧化的保持時間均為400s,三個降溫氧化的氧氣流量為1600sccm-2000sccm。本發(fā)明的有益效果是:減少表面死層,提高少子壽命,改善方阻均勻性,擴散后硅片表面方塊電阻一致性好,從而提升單晶電池片的Uoc,提高單晶硅電池片的轉(zhuǎn)換效率。具體實施方式下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。一種高開路電壓的單晶電池擴散工藝,采用多階式的升降溫推進(jìn)擴散方式,從而提升單晶硅電池片轉(zhuǎn)換效率,具體操作步驟如下:(1)低溫沉積:采用低沉積溫度及高POCl3與氧氣比例;其中:POCl3與氧氣的比例為3∶1,低沉積溫度為780℃,沉積時間為7min-15min;(2)二步升溫:對低沉積溫度進(jìn)行一步升溫并保持,之后再對低沉積溫度進(jìn)行二步升溫并保持;其中:一步升溫的溫度為810℃-820℃,一步升溫的保持時間為5min-10min;二步升溫的溫度為850℃-870℃,二步升溫的保持時間為5min-13min;(3)三步降溫出爐:取三個降溫溫度進(jìn)行三個階段的降溫氧化并保持;其中:三個降溫的溫度分別是830℃、810℃和780℃,三個降溫氧化的保持時間均為400s,三個降溫氧化的氧氣流量為1600sccm-2000sccm;(4)將擴散的片子,測試方阻,完畢。其中:所采用的原材料為純度≥99.9999%的POCl3、純度≥99.999%的大氮、純度≥99.5%的O2。實施實例1:一種規(guī)格型號為156*200的單晶硅電池擴散工藝,包括如下步驟:(1)低溫沉積:采用低沉積步溫度及高比例的POCl3與氧氣,具體流量如下:POCl3為2100sccm,氧氣為700sccm,沉積溫度為780℃,沉積時間為8min;(2)二步升溫:升溫4min至810℃,保持10min低溫推進(jìn),再5min升溫至850℃,保持13min高溫推進(jìn);(3)三步降溫出爐:分三個階段降溫至830℃、810℃、780℃,分別用400s進(jìn)行降溫氧化,氧氣流量為1600sccm;(4)將擴散的片子,測試方阻,完畢。同時采用傳統(tǒng)擴散工藝制備相同規(guī)格型號的單晶硅電池片,并測試方阻。采用4D方阻測試儀,分別測試5點、49點方阻,結(jié)果如下:表1實施實例1與傳統(tǒng)擴散工藝中方阻性能對比從上表1中可知,本發(fā)明擴散工藝所得單晶硅電池片表面方塊電阻一致性好,STD值小。表2為采用本發(fā)明擴散工藝156*200型號單晶電池轉(zhuǎn)換效率與傳統(tǒng)擴散技術(shù)制備單晶硅電池的效率對比。表2UocIscRsRshFFNCell實施實例10.64379.3040.003132579.6519.96%傳統(tǒng)擴散工藝0.64179.2810.003929979.8319.90%從上表2可知,采用本發(fā)明的擴散工藝后,156*200型號單晶硅太陽能電池實現(xiàn)了轉(zhuǎn)換效率提升0.06%,Uoc提升2mV。實施實例2:一種規(guī)格型號為156.75*205的單晶硅電池擴散工藝,包括如下步驟:(1)低溫沉積:采用低沉積步溫度及高比例的POCl3與氧氣,具體流量如下:POCl3為2100sccm,氧氣為700sccm,沉積溫度為780℃,沉積時間為8.5min;(2)二步升溫:升溫4min至810℃,保持10min低溫推進(jìn),再5min升溫至850℃,保持13min高溫推進(jìn);(3)三步降溫出爐:分三個階段降溫至830℃、810℃、780℃,分別用400s進(jìn)行降溫氧化,氧氣流量為1600sccm;(4)將擴散的片子,測試方阻,完畢。同時采用傳統(tǒng)擴散工藝制備相同規(guī)格型號的單晶硅電池片,并測試方阻。采用4D方阻測試儀,分別測試5點、49點方阻,結(jié)果如下:表3實施實例2與傳統(tǒng)擴散工藝中方阻性能對比從上表3可知,本發(fā)明的擴散工藝所得單晶硅片表面方塊電阻一致性好,STD小。表4為采用本發(fā)明的擴散工藝156.75*205型號單晶電池轉(zhuǎn)換效率與傳統(tǒng)擴散技術(shù)制備單晶硅電池的效率對比。表4UocIscRsRshFFNCell實施實例20.64429.3160.002925679.6520.00%傳統(tǒng)擴散方案0.64229.2780.003125179.9719.94%從表4可知,采用本發(fā)明的擴散工藝后,156.75*205型號單晶硅太陽能電池實現(xiàn)了轉(zhuǎn)換效率提升0.06%,Uoc提升2mV。當(dāng)前第1頁1 2 3