[发明专利]一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，属于晶体硅太阳能电池制造领域。

背景技术

常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳能电池中，硅太阳能电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时硅太阳能电池相比其他类型的太阳能电池，有着优异的电学性能和机械性能，硅太阳能电池在光伏领域占据着重要的地位。因此，研发高性价比的硅太阳能电池已经成为各国光伏企业的主要研究方向之一。

在晶体硅太阳能电池的制备过程中，采用硼扩散制结是关键步骤。现有的硼扩散方法主要是：升温至扩散温度，通入BBr₃和O₂进行硼扩散。然而，上述方法的缺点是扩散后会形成富硼层，降低硅片的少子寿命，严重影响了电池性能。

针对上述问题，出现了如下硼扩散方法：升温至扩散温度，通入BBr₃和O₂进行硼扩散，然后通入大量的O₂进行氧化。此方法有利于去除扩散时形成的富硼层，但是氧化过程会降低扩散层的表面杂质浓度，不利于形成良好的欧姆接触，，并且会导致扩散方阻不均匀，最终影响电池性能。

发明内容

本发明目的是提供一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，以提高硼扩散的均匀性，保持较高的表面杂质浓度，同时避免富硼层的形成。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，包括如下步骤：

(1) 将制绒清洗后的硅片放入扩散炉管内，升温至800~1100℃，通入氧气进行氧化，氧化时间为1~30min；

(2) 保持步骤(1)中的温度或升温至900~1100℃，通硼源、氧气和氮气进行硼扩散；

(3) 停止通源，保持温度或降温至800~900℃，在氮气气氛下保温5~50 min；

(4) 降温，出舟，完成扩散过程。

上述技术方案中，所述步骤(1)中氧气的流量为5~20L/min。

上述技术方案中，所述步骤(2)中硼源为BBr₃，其流量为50~2000mL/min；氧气流量为50~2000mL/min；氮气流量为5~20L/min；硼扩散的时间为10~85min。

上述技术方案中，所述步骤(3)中的氮气流量5~10L/min。

与之相应的另一种技术方案，一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，包括如下步骤：

(1) 将制绒清洗后的硅片放入扩散炉管内，升温至750~900℃后通入氧气进行氧化，然后在1~30min内继续升温至900~1100℃；

(2) 保持步骤(1)中的温度或升温至900~1100℃，通硼源、氧气和氮气进行硼扩散；

(3) 停止通源，保持温度或降温至800~900℃，在氮气气氛下保温5~50 min；

(4) 降温，出舟，完成扩散过程。

上述步骤(2)至(4)都和前一种方法相同，不同的地方在于步骤(1)，该方法是变温氧化，而前一种方法是恒温氧化。

上述技术方案中，所述步骤(1)中氧气的流量为5~20L/min。

上述技术方案中，所述步骤(2)中硼源为BBr₃，其流量为50~2000mL/min；氧气流量为50~2000mL/min；氮气流量为5~20L/min；硼扩散的时间为10~85min。

上述技术方案中，所述步骤(3)中的氮气流量5~10L/min。

本发明在通入硼源进行扩散前先行在硅片表面进行氧化，形成一层氧化膜，可以有效避免或减少硼扩散时形成富硼层，提高硅片的少子寿命；硼扩散后直接降温完成扩散过程，没有进一步采用氧化过程，因而可以提高扩散均匀性，保持较高的表面杂质浓度，有利于形成良好的欧姆接触，从而提高电池性能。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明的扩散方法可以提高扩散均匀性；保持较高的表面杂质浓度，有利于形成良好的欧姆接触；可以避免或减少富硼层的形成，提高硅片的少子寿命，从而提高电池性能。

2．本发明的制备方法简单，易于操作，适于推广应用。

附图说明

附图1是本发明实施例一、对比例一和对比例二中的硅片的硼原子分布图。

具体实施方式