專利名稱：硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽電池，特別涉及一種硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法。
背景技術(shù)：
晶體硅太陽電池P-N結(jié)的制備是太陽電池的核心工藝。目前，晶體硅太陽電池產(chǎn)業(yè)化制備P-N結(jié)的工藝路線是采用擴(kuò)散爐高溫?zé)釘U(kuò)散的方式，在含有摻雜劑的氣氛中將硅片加熱至700°C以上，經(jīng)過15 30分鐘以上的高溫過程，使摻雜劑擴(kuò)散至硅片表層，形成所需濃度和深度的P-N結(jié)。產(chǎn)業(yè)化晶體硅太陽電池P-N結(jié)的制備方式是一個長時(shí)高溫過程，一方面該過程能耗高、時(shí)間長，嚴(yán)重影響生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率；另一方面，高溫會帶來硅片的熱損傷，硅片出爐時(shí)內(nèi)外的巨大溫差產(chǎn)生熱應(yīng)力，易使硅片內(nèi)形成隱裂，在后續(xù)工藝過程中導(dǎo)致碎片。此外，高效晶體硅太陽電池的制備過程往往需要經(jīng)過兩次或多次高溫過程，工藝流程復(fù)雜，過程難于控制，且生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法，該方法是在硅片表面均勻涂覆一層N型漿料或P型漿料，用加熱光源照射，使N 型漿料或P型漿料在加熱光源照射下快速升溫，在高溫作用下N型漿料或P型漿料中的摻雜劑向硅片表層擴(kuò)散，形成P-N結(jié)或高低結(jié)。所述的硅片為N型硅片或P型硅片。所述的硅片的正反兩面分別涂有不同類型的漿料，分別采用兩個加熱光源同時(shí)對硅片的正反兩面進(jìn)行照射，同步實(shí)現(xiàn)正反兩面的擴(kuò)散制結(jié)。所述的加熱光源選自大功率短波氙燈、氘燈、汞燈或鹵素?zé)糁械囊环N。所述的硅片置于具有溫度調(diào)節(jié)功能的背面溫控裝置上，在用加熱光源照射之前進(jìn)行預(yù)熱。本發(fā)明中的N型漿料或P型漿料可以具有不同的摻雜劑濃度，從而形成不同摻雜濃度的發(fā)射極。本發(fā)明中的N型漿料或P型漿料具有高吸收系數(shù)和良好的導(dǎo)熱性，可在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)硅片表面的溫升且分布均勻。本發(fā)明采用光源照射快速升溫實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散的方式，取代產(chǎn)業(yè)化高溫長時(shí)熱擴(kuò)散工藝。一方面避免了硅片長時(shí)處于高溫狀態(tài)，減少了硅片的熱損傷；另一方面可同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同類型摻雜劑或不同濃度摻雜劑的擴(kuò)散，有助于提高太陽電池的性能，獲得高效太陽電池。擴(kuò)散過程在光照瞬間完成，時(shí)間短，能耗低，適合規(guī)?；a(chǎn)。本發(fā)明的硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法由于采用了以上技術(shù)方案，使其與
n現(xiàn)有技術(shù)相比，還具有以下的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)1.避免了長時(shí)間高溫?cái)U(kuò)散過程帶來的熱損傷，降低了能耗、節(jié)省了工藝時(shí)間。2.擴(kuò)散層參數(shù)易于調(diào)節(jié)，有助于實(shí)現(xiàn)淺結(jié)擴(kuò)散，增大了太陽電池的短波響應(yīng)。3.可同時(shí)使用不同摻雜劑濃度或摻雜類型的漿料，一步實(shí)現(xiàn)發(fā)射極或背場的制備過程。4.簡化了硼背場和選擇性發(fā)射極制備工藝流程，減少了掩蔽和高溫過程。5.太陽電池的性能獲得大幅提高。


圖1為本發(fā)明硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法的工藝示意圖；圖2為采用本發(fā)明的方法制作的單面結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為采用本發(fā)明的方法制作的雙面結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖1，本發(fā)明的硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法，是將P型硅片3 (或N 型硅片)放置在具有溫度調(diào)節(jié)功能的背面溫控裝置4上。背面溫控裝置4通過對硅片3背面(即非擴(kuò)散面)的溫度控制，對整片硅片起到輔助升溫的作用。根據(jù)實(shí)際情況，可預(yù)先將硅片升高到一定溫度，以提高擴(kuò)散速率。在P型硅片表面均勻涂抹一層具有一定厚度和濃度的N型漿料2。通過傳送裝置(圖1中未示出)將硅片送至加熱光源(大功率短波氙燈、氘燈、汞燈或鹵素?zé)?1的正下方，開啟光源。N型漿料經(jīng)光線照射后迅速升溫至700 IOOO0C，并擴(kuò)散至硅片表層，形成如圖加所示的P-N+結(jié)?？刹捎孟嗤姆椒?，在P型硅片表面均勻涂抹一層具有一定厚度和濃度的P型漿料，獲得如圖2b所示的P-P+結(jié)。該P(yáng)-P+結(jié)作為太陽電池的背場，可改善太陽電池的開路電壓，提高太陽電池轉(zhuǎn)換效率。同樣地，對于N型硅片，在其表面涂上P型漿料或N型漿料，即可獲得如圖2c所示的N-P+結(jié)或如圖2d所示的N-N+結(jié)。以上為單面擴(kuò)散制結(jié)。采用本發(fā)明提供的方法，還可以制作雙面結(jié)。常規(guī)太陽電池制備過程中，發(fā)射極和背場需分步進(jìn)行。為獲得高性能的太陽電池，有時(shí)需經(jīng)過兩次或多次高溫過程，工藝比較復(fù)雜。采用本發(fā)明提供的方法，只需在硅片兩面分別涂上N型漿料和 P型漿料，即可同步實(shí)現(xiàn)發(fā)射極和背場的制備。例如，對于P型硅片，分別在其正反兩面均勻涂上N型漿料和P型漿料，采用雙光源同時(shí)對正反兩面進(jìn)行光照，即可同時(shí)完成P-N+結(jié)和 P-P+結(jié)的制備，獲得如圖3a所示的結(jié)構(gòu)。同樣地，對于N型硅片，分別在其正反兩面均勻涂上P型漿料和N型漿料，可同時(shí)制得N-P+結(jié)和N-N+結(jié)，獲得如圖北所示的結(jié)構(gòu)。制備選擇性發(fā)射極是目前提高太陽電池性能的主要手段之一。其原理是對電極區(qū)進(jìn)行高濃度重?fù)?，在非電極區(qū)則是低濃度淺摻，即降低了表面復(fù)合又改善了串聯(lián)電阻。但是制備選擇性發(fā)射極需要經(jīng)過多次的掩蔽和高溫過程，工藝極為復(fù)雜，生產(chǎn)難度大。采用本發(fā)明提供的方法，分別在電極區(qū)涂覆高濃度漿料、在非電極區(qū)涂覆低濃度漿料，經(jīng)過一次光照過程即可完成選擇性發(fā)射極的制備。
權(quán)利要求
1.一種硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法，其特征在于該方法是在硅片表面均勻涂覆一層N型漿料或P型漿料，用加熱光源照射，使N型漿料或P型漿料在加熱光源照射下快速升溫，在高溫作用下N型漿料或P型漿料中的摻雜劑向硅片表層擴(kuò)散，形成P-N結(jié)或高低結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法，其特征在于所述的硅片為N型硅片或P型硅片。
3.如權(quán)利要求1所述的硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法，其特征在于所述的硅片的正反兩面分別涂有不同類型的漿料，分別采用兩個加熱光源同時(shí)對硅片的正反兩面進(jìn)行照射，同步實(shí)現(xiàn)正反兩面的擴(kuò)散制結(jié)。
4.如權(quán)利要求1或3所述的硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法，其特征在于所述的加熱光源選自大功率短波氙燈、氘燈、汞燈或鹵素?zé)糁械囊环N。
5.如權(quán)利要求1所述的硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法，其特征在于所述的硅片置于具有溫度調(diào)節(jié)功能的背面溫控裝置上，在用加熱光源照射之前進(jìn)行預(yù)熱。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅太陽電池片的光致熱擴(kuò)散制結(jié)方法，該方法是在硅片表面均勻涂覆一層N型漿料或P型漿料，用加熱光源照射，使N型漿料或P型漿料在加熱光源照射下快速升溫，在高溫作用下N型漿料或P型漿料中的摻雜劑向硅片表層擴(kuò)散，形成P-N結(jié)或高低結(jié)。本發(fā)明采用光照致熱的方式實(shí)現(xiàn)太陽電池?cái)U(kuò)散制結(jié)過程，相對于常規(guī)的高溫?zé)釘U(kuò)散工藝，本發(fā)明的工藝時(shí)間短、擴(kuò)散層參數(shù)可控，可避免硅片因長時(shí)高溫引起的熱損傷，并且大幅提高了太陽電池性能，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L21/22GK102208482SQ20101062008
公開日2011年10月5日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者柳翠, 袁曉 申請人:柳翠, 袁曉