[发明专利]一种晶体硅太阳能电池激光扩散方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池生产领域，具体是一种晶体硅太阳能电池激光扩散方法。

背景技术

太阳能电池可以将太阳光直接转换为电能。传统晶硅太阳能电池的生产工艺包含均匀性发射极（HE）和选择性发射极(SE)两种。均匀性发射极的关键是通过高温磷扩散形成P-N结。选择性发射极是在均匀性发射极的基础上增加激光扩散，以形成高低结（磷扩散浓度不同的P-N结）。SE技术是目前晶硅太阳能电池生产工艺中实现高效率的主要方法之一，SE结构基本特征是在电极下方及其附近区域进行高掺杂深扩散，在其他区域低掺杂浅扩散, 这样便形成一个横向高低结, 这种优异的结构可以提高太阳能电池的开路电压Voc，短路电流Isc和填充因子F.F.，从而使电池获得较高的光电转换效率。电极之间区域低掺杂浅扩散，可以降低少数载流子的体复合几率，而且可以进行较好的表面钝化，降低少数载流子的表面复合几率，从而减小电池的反向饱和电流，提高电池的开路电压Voc和短路电流Isc。另一方面，越靠近太阳能电池的表面，光生载流子的产生率越高，而越靠近扩散结光生载流子的收集率越高，故浅扩散结可以在高载流子产生率的区域获得高的收集率，提高电池的短路电流Isc。 电极下方区域高掺杂深扩散可以形成欧姆接触，且此区域的体电阻较小，从而降低太阳电池的串联电阻，提高电池的填充因子F.F.。杂质深扩散可以加深加大横向n+/p结，而横向n+/p结和在轻掺杂区和重掺杂区交界处形成的横向n+/n高低结可以提高光生载流子的收集率，从而提高电池的短路电流Isc。另外，深结可以防止电极金属向结区渗透，减少电极金属在禁带中引入杂质能级的几率。然而，选择性发射极对电池片光电转换效率的提升并不明显。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种激光扩散工艺，以提高晶硅电池片的光电转换效率。

本发明所采用的技术方案是：一种晶体硅太阳能电池激光扩散方法，按照如下的方法进行：

步骤一，把干燥的硅片放入扩散炉，激光光源为矩形300 μm × 600  μm，激光扩散包括横向扫描和竖向扫描两种扩散方式，通入氮气保护，将扩散炉温度升高到786 ℃，通入三氯氧磷、氧气、氮气进行第一次扩散，保持三氯氧磷流量1500 ml/min，氧气流量300 ml/min，氮气流量7 L/min，扩散时间13分钟；

步骤二，将温度升高到826℃-838 ℃，保持三氯氧磷流量1500 ml/min，氧气流量2900 ml/min，氮气流量5 L/min，进行第二次扩散，扩散时间10分钟；

步骤三，将温度保持在820℃，保持三氯氧磷流量2000 ml/min，氧气流量2900 ml/min，氮气流量4 L/min，进行第三次扩散，扩散时间 10分钟。

作为一种优选方式：每次扩散过程中，激光光源竖直方向单次扫描长度为156 mm，连续扫描9次，1－3次扫描间隔为100mm，3－4次扫描间隔为52 mm，4－6次扫描间隔为100mm，6－7次扫描间隔为52 mm，7－9次扫描间隔为100mm。激光光源水平方向扫描单次扫描长度为156 mm，连续扫描45次，扫描间距为 10－100 mm。

本发明的有益效果是：本发明结合传统晶硅电池选择性发射极和均匀性发射极工艺的优点，本发明在提高电池片光电转换效率的同时，减少了激光扩散的时间，从而大幅度减少了生产成本。

具体实施方式

随机选取多晶硅片共200片，进行干燥处理，把干燥过的硅片放入扩散炉，通入氮气保护。第一步扩散：把炉体温度升高到786 ℃，稳定三氯氧磷流量1500 ml/min，扩散时间13分钟，氧气流量300 ml/min，氮气流量7 L/min。3.第二步扩散：升高温度到830 ℃，保持三氯氧磷流量不变，氧气流量2900 ml/min，氮气流量5 L/min，扩散10分钟。4. 第三步扩散：将三氯氧磷流量提高到2000 ml/min，氧气流量2900 ml/min，氮气流量4 L/min，扩散时间 10分钟，保持温度820℃。

激光光源为矩形300 μm × 600  μm，激光扩散包括横向扫描（水平扫描）和竖向扫描（竖直扫描）两种扩散方式。横向扫描的激光宽度为300 μm，单次扫描长度为156 mm，连续扫描45次，扫描间距为 10－100 mm。竖向扫描宽度为600μm，单次扫描长度为156 mm，连续扫描9次，1－3次竖向扫描间隔为100mm，3－4次扫描间隔为52 mm，4－6次扫描间隔为100mm，6－7次扫描间隔为52 mm，7－9次扫描间隔为100mm。