專利名稱：一種p型準(zhǔn)單晶硅太能陽電池pn結(jié)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法。
背景技術(shù)：
PN結(jié)是構(gòu)成太陽能電池最為核心的部分，因而PN結(jié)的制造工藝也是太陽能電池制造工藝中最為重要的環(huán)節(jié)之一，擴(kuò)散摻雜法是制備太陽能電池PN結(jié)的常用方法，所謂擴(kuò)散摻雜法就是在高溫條件下利用特定雜質(zhì)進(jìn)行擴(kuò)散，將雜質(zhì)原子摻雜到硅基底中使其在特定區(qū)域具形成PN結(jié)。所謂準(zhǔn)單晶硅其實(shí)就是原子排列相對(duì)有序的多晶硅，其晶向一致性較多晶硅高，晶界明顯減少，并且原子排列比較有序，光電轉(zhuǎn)換效率也高于多晶硅很多，而P型準(zhǔn)單晶硅即為多數(shù)載流子為空穴的準(zhǔn)單晶硅。根據(jù)擴(kuò)散源的不同，目前擴(kuò)散摻雜法可以分為液態(tài)源擴(kuò)散、氣態(tài)源擴(kuò)散和固態(tài)源擴(kuò)散，其中液態(tài)源擴(kuò)散是目前太陽能電池制造企業(yè)內(nèi)制作準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)時(shí)普遍采用的摻雜方法，具體包括以下步驟:Sll:將硅基底放入到溫度不低于830°C且壓力在5pa_20pa范圍內(nèi)的反應(yīng)容器內(nèi)；S12:保持溫度和壓力，通入擴(kuò)散源并保持適當(dāng)時(shí)間；S13:將溫度降至800°C推進(jìn)合適的時(shí)間，完成PN結(jié)的制造過程。雖然這種方法可以完成PN接的制造過程，但是采用該種方法所制造出來的準(zhǔn)單晶硅太陽能電池的PN結(jié)在晶向(100)區(qū)域和非(100)區(qū)域的方阻差別較大，這對(duì)后續(xù)的燒結(jié)工序會(huì)帶來很大的影響，不利于準(zhǔn)單晶硅太陽能電池的電性能和轉(zhuǎn)化效率的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，以減小太陽能電池PN結(jié)位置處徑向(100)區(qū)域與非(100)區(qū)域方阻的差別，從而使太陽能電池的電性能和轉(zhuǎn)化效率得以提升。為解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，包括步驟:1)在第一溫度和第一壓力下對(duì)P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行預(yù)處理，所述第一溫度在7000C _750°C范圍內(nèi)，所述第一壓力在-1OOpa至-50pa范圍內(nèi)；2)在第二溫度和所述第一壓力下通入擴(kuò)散源，所述第二溫度高于所述第一溫度，且所述第二溫度不大于800°C ；3)在第三溫度和第二壓力下進(jìn)行推進(jìn)，所述第三溫度高于70(TC且低于所述第二溫度，所述第二壓力在100-300pa范圍內(nèi)；4)在所述第三溫度和常壓下通入氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w從而完成PN結(jié)的制造。
優(yōu)選的，所述步驟2)通入擴(kuò)散源應(yīng)持續(xù)10-15分鐘，所述步驟3)中的推進(jìn)時(shí)間為5-35分鐘。優(yōu)選的，所述步驟4)中持續(xù)通入所述混合氣體的時(shí)間為5-10分鐘。優(yōu)選的，所述第二溫度比所述第一溫度高50°C。優(yōu)選的，所述擴(kuò)散源為三氯氧磷。優(yōu)選的，所述P型準(zhǔn)單晶硅片為25片，所述三氯氧磷的流量為0.5-lL/min。優(yōu)選的，所述P型準(zhǔn)單晶硅片為25片，所述混合氣體中氮?dú)獾牧髁繛?.5-7.5L/min,氧氣的流量為l-3L/min。優(yōu)選的，所述擴(kuò)散源由氮?dú)鈳氲椒磻?yīng)容器中。由以上技術(shù)方案可以得出，本發(fā)明所提供的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法中首先在較低的第一溫度和較低的第一壓力下對(duì)放入反應(yīng)容器內(nèi)的P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行預(yù)處理，然后升溫至第二溫度并通入擴(kuò)散源，并且此時(shí)的第二溫度也不高于800°c，進(jìn)而降溫至第三溫度，并將壓力升高到第二壓力，第三溫度不低于700°C且第二壓力顯著大于第一壓力，在該種溫度和壓力下保持推進(jìn)；最后在常壓下通入氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w完成PN結(jié)的制造。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明所提供的方法中是首先對(duì)P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行低溫低壓預(yù)處理，并在通擴(kuò)散源之后在低溫高壓下進(jìn)行對(duì)電池的PN結(jié)進(jìn)行推進(jìn)，而在低溫高壓下進(jìn)行推進(jìn)可以使摻雜在硅片表面的雜質(zhì)原子在晶向(100)方向和非(100)區(qū)域的擴(kuò)散速度趨于一致，從而使得晶向(100)區(qū)域和非(100)區(qū)域電池方阻的差別顯著減小，有利于后續(xù)燒結(jié)工序的進(jìn)行，并且可以有效提高太陽能電池的電性能和轉(zhuǎn)化效率。



圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的目的是提供一種P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，該制造方法首先對(duì)P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行低溫低壓預(yù)處理，并在通擴(kuò)散源之后在低溫高壓下進(jìn)行對(duì)電池的PN結(jié)進(jìn)行推進(jìn)，從而使太陽能電池PN結(jié)的晶向(100)區(qū)域與非(100)區(qū)域的方阻區(qū)域一致，以利于后續(xù)燒結(jié)工序的進(jìn)行，同時(shí)有效提高太陽能電池的電性能和轉(zhuǎn)化效率。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法流程圖。本發(fā)明中所提供的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法是對(duì)已經(jīng)完成了制絨清洗步驟之后的P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行PN結(jié)的制作，具體的是在反應(yīng)容器(如擴(kuò)散爐)內(nèi)對(duì)P型準(zhǔn)單晶硅片執(zhí)行以下步驟:SI):在第一溫度和第一壓力下對(duì)P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行預(yù)處理，具體的，第一溫度應(yīng)設(shè)置在700°C _750°C之間，第一壓力應(yīng)設(shè)置在-1OOpa至_50pa之間；S2):在第二溫度和第一壓力下向反應(yīng)容器內(nèi)通入擴(kuò)散源，
其中第二溫度應(yīng)高于第一溫度，且第二溫度的最高值應(yīng)不大于800°C ；S3):在第三溫度和第二壓力下進(jìn)行推進(jìn)，第三溫度應(yīng)當(dāng)?shù)陀谏鲜龅诙囟?，并且第三溫度的最低值?yīng)該不小于700°C，第二壓力應(yīng)顯著大于第一壓力，第二壓力應(yīng)處于100pa_300pa的范圍內(nèi)；S4):在所述第三溫度和常壓下通入氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w最終完成PN結(jié)的制造。由于上述實(shí)施例中所提供的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法中首先在較低的第一溫度和較低的第一壓力下對(duì)放入反應(yīng)容器內(nèi)的P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行預(yù)處理，然后升溫至第二溫度并通入擴(kuò)散源，并且此時(shí)的第二溫度也不高于800°C，進(jìn)而降溫至第三溫度，并將壓力升高到第二壓力，第三溫度不低于700°C且第二壓力顯著大于第一壓力，在該種溫度和壓力下保持推進(jìn)；最后在常壓下通入氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w完成PN結(jié)的制造。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明所提供的方法中是首先對(duì)P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行低溫低壓預(yù)處理，并在通擴(kuò)散源之后在低溫高壓下進(jìn)行對(duì)電池的PN結(jié)進(jìn)行推進(jìn)，而在低溫高壓下進(jìn)行推進(jìn)可以使摻雜在娃片表面的雜質(zhì)原子在晶向(100)方向和非(100)區(qū)域的擴(kuò)散速度趨于一致，從而使得晶向(100)區(qū)域和非(100)區(qū)域電池方阻的差別顯著減小，有利于后續(xù)燒結(jié)工序的進(jìn)行，并且可以有效提高太陽能電池的電性能和轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明提供了幾個(gè)具體的對(duì)比實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明所提供的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制作過程與現(xiàn)有技術(shù)中的區(qū)別，以及本發(fā)明所提供的PN結(jié)制造方法的突出的有益效果。實(shí)施例一:
將制絨清洗過后的一組P型準(zhǔn)單晶硅片放入到擴(kuò)散爐內(nèi)，其中本實(shí)施例中一組P型準(zhǔn)單晶硅片具體為25片，由石英舟承載，然后對(duì)P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行如下處理:將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度調(diào)整到750°C (即第一溫度)，并在_50pa (第一壓力)的壓力下對(duì)P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行預(yù)處理，處理時(shí)間優(yōu)選的為5-10分鐘；然后進(jìn)行升溫，使擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度上升至800°C (第二溫度)，并在_50pa的壓力下由氮?dú)鈹y帶三氯氧磷通入到擴(kuò)散爐內(nèi)，保持三氯氧磷的流量為lL/min，持續(xù)時(shí)間為10分鐘；進(jìn)而降溫，停止通入三氯氧磷，使擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度保持在750°C (第三溫度)，并使擴(kuò)散爐內(nèi)的壓力升高至300pa (第二壓力)，保持推進(jìn)15分鐘，需要注意的是，該推進(jìn)時(shí)間應(yīng)該隨著壓力的增大而減小；最后將擴(kuò)散爐內(nèi)的壓力設(shè)定為常壓，溫度不變，并向擴(kuò)散爐內(nèi)通入氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w，其中氮?dú)獾牧髁繛?.5L/min，氧氣的流量為lL/min，并保持5分鐘，至此完成了PN結(jié)的整個(gè)制造過程，氧氣和氮?dú)馔瑫r(shí)通入擴(kuò)散爐內(nèi)，有利于消耗擴(kuò)散爐內(nèi)剩余的三氯氧磷，同時(shí)有助于在硅片的表面形成一層二氧化硅保護(hù)層，從而使電池的性能得到優(yōu)化。對(duì)比實(shí)施例一:將制絨清洗過后的另外一組P型準(zhǔn)單晶硅片做常規(guī)工藝制造PN結(jié):將P型準(zhǔn)單晶硅片放入擴(kuò)散爐內(nèi)，升溫至830°C，壓力設(shè)定為5pa，然后持續(xù)通入三氯氧磷5分鐘，最后降溫至800°C推進(jìn)10分鐘，完成整個(gè)PN結(jié)的制造過程。PN結(jié)制造完成之后，從上述兩個(gè)實(shí)施例中得到的硅片中每組各抽取3片分別對(duì)晶向(100)區(qū)域和非(100)區(qū)域的方阻進(jìn)行測試，得出如下數(shù)據(jù):
表I實(shí)施例一的方阻測試表
權(quán)利要求
1.一種P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，其特征在于，在反應(yīng)容器內(nèi)依次對(duì)制絨清洗完畢的P型準(zhǔn)單晶硅片執(zhí)行以下步驟: O在第一溫度和第一壓力下對(duì)P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行預(yù)處理，所述第一溫度在7000C _750°C范圍內(nèi)，所述第一壓力在-1OOpa至-50pa范圍內(nèi)； 2)在第二溫度和所述第一壓力下通入擴(kuò)散源，所述第二溫度高于所述第一溫度，且所述第二溫度不大于800°C ； 3)在第三溫度和第二壓力下進(jìn)行推進(jìn)，所述第三溫度高于70(TC且低于所述第二溫度，所述第二壓力在100-300pa范圍內(nèi)； 4)在所述第三溫度和常壓下通入氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w從而完成PN結(jié)的制造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，其特征在于，所述步驟2)通入擴(kuò)散源應(yīng)持續(xù)10-15分鐘，所述步驟3)中的推進(jìn)時(shí)間為5-35分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，其特征在于，所述步驟4)中持續(xù)通入所述混合氣體的時(shí)間為5-10分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，其特征在于，所述第二溫度比所述第一溫度高50°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，其特征在于，所述擴(kuò)散源為三氯氧磷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的 P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，其特征在于，所述P型準(zhǔn)單晶硅片為25片，所述三氯氧磷的流量為0.5-lL/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，其特征在于，所述P型準(zhǔn)單晶硅片為25片，所述混合氣體中氮?dú)獾牧髁繛?.5-7.5L/min，氧氣的流量為l-3L/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，其特征在于，所述擴(kuò)散源由氮?dú)鈳氲椒磻?yīng)容器中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種P型準(zhǔn)單晶硅太陽能電池PN結(jié)的制造方法，在反應(yīng)容器內(nèi)對(duì)P型準(zhǔn)單晶硅片依次執(zhí)行步驟在在第一溫度和第一壓力下對(duì)P型準(zhǔn)單晶硅片進(jìn)行預(yù)處理，第一溫度在700℃-750℃范圍內(nèi)，第一壓力在-100pa至-50pa范圍內(nèi)；在第二溫度和第一壓力下通入擴(kuò)散源，第二溫度高于第一溫度，且第二溫度不大于800℃；在第三溫度和第二壓力下進(jìn)行推進(jìn)，第三溫度高于700℃且低于第二溫度，第二壓力在100-300pa范圍內(nèi)；通入氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w從而完成PN結(jié)的制造。本發(fā)明可有效降低晶向(100)區(qū)域和非(100)區(qū)域電池方阻的差別，為后續(xù)燒結(jié)工序帶來便利，并提高電池的電性能和轉(zhuǎn)化效率。
文檔編號(hào)H01L31/18GK103227245SQ20131017619
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者王立建 申請(qǐng)人:浙江昱輝陽光能源江蘇有限公司