[发明专利]一种太阳能电池片的场强扩散方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池片的扩散方法，尤其涉及一种扩散时间较短的太阳能电池片的场强扩散方法。

背景技术

太阳能电池发电的原理是利用PN结的光生伏特效应将光能转换成电能。由于PN结是太阳能电池片的核心结构，PN结的结构直接影响着太阳能电池片的性能，因此太阳能电池片的制作工艺中的扩散步骤对太阳能电池片的性能起着关键的作用。太阳能电池片的PN结的制作主要通过扩散工艺来完成。而目前无论是半导体行业、LED行业还是光伏行业的扩散工艺均采用高温扩散，每批次产品的扩散时间长达几个小时，能耗大，单位时间的产量小。因此，光伏行业中通常通过配置多个制作太阳能电池片的生产线来提高产量，投资巨大。

现有技术中，太阳能电池片的高温扩散方法的主要原理是：利用磷原子在高温扩散炉中吸收热能产生动能，在扩散炉内作杂乱无章的热运动，从而向载体（太阳能电池片）内作填充式扩散。由于现有技术采用的高温扩散炉炉管通常较大，炉内温差大，扩散效果不一致，导致太阳能电池片的光电转换性能不一致。另外一方面，由于温效的不均匀性导致太阳能电池片电池片上PN结结深不一致，印刷后高温烧结的难度很大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种扩散时间较短、扩散效果更好的太阳能电池片的场强扩散方法。

为达到上述目的，本发明提供一种太阳能电池片的扩散方法，其特征在于，包括以下步骤：将装载于可放电的石墨舟上的太阳能电池片放入高温扩散炉中，所述高温扩散炉中设有用于高频放电的电极，所述石墨舟与所述电极相连；将所述高温扩散炉中温度升温至850℃；向高温扩散炉中通入磷烷、氧气和氮气，其中磷烷的通入流量为0.5～1L/min，氧气的通入流量为0.5～1L/min，氮气的通入流量为5～10L/min，并将所述高温扩散炉内压力自动控制在170Pa；通过所述电极对所述石墨舟施加高频电源，使所述石墨舟对太阳能电池片放电，所述高频电源的放电功率为3000W～5000W，放电时间120s，放电结束时扩散完成。

较佳地，所述高温扩散炉采用经过耐高温性能改装的PEVCD，即HPECVD（高温离子体增强化学气相沉积）设备， 太阳能电池片的扩散在HPEVCD设备的反应室中进行，所述石墨舟与所述HPEVCD的电极相连。

采用本发明的场强扩散方法对太阳能电池片进行扩散，具有以下优点：由于采用场强扩散，在相同的情况下，原子在电场的作用下获得巨大的外力，分子作定向加速运动，大大提高了扩散效果，扩散时间大幅缩短，单位时间扩散的产量大幅提高，由于在电场作用下扩散，太阳能电池片的结深一致性非常好，烧结难度减小，由于扩散时间短，杂质分子减少，扩散质量高，太阳能电池片的漏电流减小，转换效率提高。

附图说明

图1为本发明太阳能电池片的场强扩散方法的工艺示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

请参阅图1，本发明提供一种太阳能电池片的扩散方法，其特征在于，包括以下步骤：将装载于可放电石墨舟11上的太阳能电池片放入经过耐高温性能改装的HPEVCD（等离子体增强化学气相沉积）设备的反应室10中，每舟的载片数为252片，太阳能电池片的尺寸为156mm*156mm；所述石墨舟11与所述HPEVCD设备的电极相连；将所述反应室10中温度升温至850℃；向反应室10中通入磷烷、氧气和氮气，其中磷烷的通入流量为0.5～1L/min，氧气的通入流量为0.5～1L/min，氮气的通入流量为5～10L/min，并将反应室10内的压力自动控制在170Pa；通过所述电极对所述石墨舟11施加高频电源，使所述石墨舟11对太阳能电池片放电，所述高频电源的放电功率为3000W～5000W，放电时间120s，放电结束时扩散完成。

以上步骤中，气体流量、反应室压力、加热温度及高频电源功率均通过计算机自动控制系统进行精确控制。扩散完成后，太阳能电池片的方块电阻为60Ω～100Ω，通过对放电功率大小及放电时间长短的调节来控制电池片PN结结深及方块电阻值。

相较于现有技术，采用本发明扩散方法制作太阳能电池片，由于采用场强扩散，达到以下有益效果：（1）太阳能电池片的光电转换效率提高0.5%～1%；（2）扩散时间大幅缩短，单位时间的产量可提高3-5倍；（3）PN结结深容易控制，而且均匀性好；（4）太阳能电池片漏电流小，并联电阻增大，串联电阻减小，填充因子增大。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。