專利名稱：一種p型準單晶硅太能陽電池pn結的制造方法
技術領域：
本發明涉及太陽能電池制造技術領域，尤其涉及一種P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法。
背景技術：
PN結是構成太陽能電池最為核心的部分，因而PN結的制造工藝也是太陽能電池制造工藝中最為重要的環節之一，擴散摻雜法是制備太陽能電池PN結的常用方法，所謂擴散摻雜法就是在高溫條件下利用特定雜質進行擴散，將雜質原子摻雜到硅基底中使其在特定區域具形成PN結。所謂準單晶硅其實就是原子排列相對有序的多晶硅，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，光電轉換效率也高于多晶硅很多，而P型準單晶硅即為多數載流子為空穴的準單晶硅。根據擴散源的不同，目前擴散摻雜法可以分為液態源擴散、氣態源擴散和固態源擴散，其中液態源擴散是目前太陽能電池制造企業內制作準單晶硅太陽能電池PN結時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范圍內的反應容器內；S12:保持溫度和壓力，通入擴散源并保持適當時間；S13:將溫度降至800°C推進合適的時間，完成PN結的制造過程。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單晶硅太陽能電池的PN結在晶向(100)區域和非(100)區域的方阻差別較大，這對后續的燒結工序會帶來很大的影響，不利于準單晶硅太陽能電池的電性能和轉化效率的提高。
發明內容
本發明的目的是提供一種P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，以減小太陽能電池PN結位置處徑向(100)區域與非(100)區域方阻的差別，從而使太陽能電池的電性能和轉化效率得以提升。為解決上述現有技術問題，本發明提供的一種P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，包括步驟:1)在第一溫度和第一壓力下對P型準單晶硅片進行預處理，所述第一溫度在7000C _750°C范圍內，所述第一壓力在-1OOpa至-50pa范圍內；2)在第二溫度和所述第一壓力下通入擴散源，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行推進，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；4)在所述第三溫度和常壓下通入氮氣和氧氣的混合氣體從而完成PN結的制造。
優選的，所述步驟2)通入擴散源應持續10-15分鐘，所述步驟3)中的推進時間為5-35分鐘。優選的，所述步驟4)中持續通入所述混合氣體的時間為5-10分鐘。優選的，所述第二溫度比所述第一溫度高50°C。優選的，所述擴散源為三氯氧磷。優選的，所述P型準單晶硅片為25片，所述三氯氧磷的流量為0.5-lL/min。優選的，所述P型準單晶硅片為25片，所述混合氣體中氮氣的流量為1.5-7.5L/min,氧氣的流量為l-3L/min。優選的，所述擴散源由氮氣帶入到反應容器中。由以上技術方案可以得出，本發明所提供的P型準單晶硅太陽能電池PN結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放入反應容器內的P型準單晶硅片進行預處理，然后升溫至第二溫度并通入擴散源，并且此時的第二溫度也不高于800°c，進而降溫至第三溫度，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；最后在常壓下通入氮氣和氧氣的混合氣體完成PN結的制造。與現有技術相比，由于本發明所提供的方法中是首先對P型準單晶硅片進行低溫低壓預處理，并在通擴散源之后在低溫高壓下進行對電池的PN結進行推進，而在低溫高壓下進行推進可以使摻雜在硅片表面的雜質原子在晶向(100)方向和非(100)區域的擴散速度趨于一致，從而使得晶向(100)區域和非(100)區域電池方阻的差別顯著減小，有利于后續燒結工序的進行，并且可以有效提高太陽能電池的電性能和轉化效率。
圖1為本發明實施例所提供的P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法流程圖。
具體實施例方式本發明的目的是提供一種P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，該制造方法首先對P型準單晶硅片進行低溫低壓預處理，并在通擴散源之后在低溫高壓下進行對電池的PN結進行推進，從而使太陽能電池PN結的晶向(100)區域與非(100)區域的方阻區域一致，以利于后續燒結工序的進行，同時有效提高太陽能電池的電性能和轉化效率。為了使本技術領域的人員更好地理解本發明的方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖1，圖1為本發明實施例所提供的P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法流程圖。本發明中所提供的P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法是對已經完成了制絨清洗步驟之后的P型準單晶硅片進行PN結的制作，具體的是在反應容器(如擴散爐)內對P型準單晶硅片執行以下步驟:SI):在第一溫度和第一壓力下對P型準單晶硅片進行預處理，具體的，第一溫度應設置在700°C _750°C之間，第一壓力應設置在-1OOpa至_50pa之間；S2):在第二溫度和第一壓力下向反應容器內通入擴散源，
其中第二溫度應高于第一溫度，且第二溫度的最高值應不大于800°C ；S3):在第三溫度和第二壓力下進行推進，第三溫度應當低于上述第二溫度，并且第三溫度的最低值應該不小于700°C，第二壓力應顯著大于第一壓力，第二壓力應處于100pa_300pa的范圍內；S4):在所述第三溫度和常壓下通入氮氣和氧氣的混合氣體最終完成PN結的制造。由于上述實施例中所提供的P型準單晶硅太陽能電池PN結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放入反應容器內的P型準單晶硅片進行預處理，然后升溫至第二溫度并通入擴散源，并且此時的第二溫度也不高于800°C，進而降溫至第三溫度，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；最后在常壓下通入氮氣和氧氣的混合氣體完成PN結的制造。與現有技術相比，由于本發明所提供的方法中是首先對P型準單晶硅片進行低溫低壓預處理，并在通擴散源之后在低溫高壓下進行對電池的PN結進行推進，而在低溫高壓下進行推進可以使摻雜在娃片表面的雜質原子在晶向(100)方向和非(100)區域的擴散速度趨于一致，從而使得晶向(100)區域和非(100)區域電池方阻的差別顯著減小，有利于后續燒結工序的進行，并且可以有效提高太陽能電池的電性能和轉化效率。本發明提供了幾個具體的對比實施例來詳細說明本發明所提供的P型準單晶硅太陽能電池PN結的制作過程與現有技術中的區別，以及本發明所提供的PN結制造方法的突出的有益效果。實施例一:
將制絨清洗過后的一組P型準單晶硅片放入到擴散爐內，其中本實施例中一組P型準單晶硅片具體為25片，由石英舟承載，然后對P型準單晶硅片進行如下處理:將擴散爐內的溫度調整到750°C (即第一溫度)，并在_50pa (第一壓力)的壓力下對P型準單晶硅片進行預處理，處理時間優選的為5-10分鐘；然后進行升溫，使擴散爐內的溫度上升至800°C (第二溫度)，并在_50pa的壓力下由氮氣攜帶三氯氧磷通入到擴散爐內，保持三氯氧磷的流量為lL/min，持續時間為10分鐘；進而降溫，停止通入三氯氧磷，使擴散爐內的溫度保持在750°C (第三溫度)，并使擴散爐內的壓力升高至300pa (第二壓力)，保持推進15分鐘，需要注意的是，該推進時間應該隨著壓力的增大而減小；最后將擴散爐內的壓力設定為常壓，溫度不變，并向擴散爐內通入氮氣和氧氣的混合氣體，其中氮氣的流量為7.5L/min，氧氣的流量為lL/min，并保持5分鐘，至此完成了PN結的整個制造過程，氧氣和氮氣同時通入擴散爐內，有利于消耗擴散爐內剩余的三氯氧磷，同時有助于在硅片的表面形成一層二氧化硅保護層，從而使電池的性能得到優化。對比實施例一:將制絨清洗過后的另外一組P型準單晶硅片做常規工藝制造PN結:將P型準單晶硅片放入擴散爐內，升溫至830°C，壓力設定為5pa，然后持續通入三氯氧磷5分鐘，最后降溫至800°C推進10分鐘，完成整個PN結的制造過程。PN結制造完成之后，從上述兩個實施例中得到的硅片中每組各抽取3片分別對晶向(100)區域和非(100)區域的方阻進行測試，得出如下數據:
表I實施例一的方阻測試表
權利要求
1.一種P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，其特征在于，在反應容器內依次對制絨清洗完畢的P型準單晶硅片執行以下步驟: O在第一溫度和第一壓力下對P型準單晶硅片進行預處理，所述第一溫度在7000C _750°C范圍內，所述第一壓力在-1OOpa至-50pa范圍內； 2)在第二溫度和所述第一壓力下通入擴散源，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行推進，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； 4)在所述第三溫度和常壓下通入氮氣和氧氣的混合氣體從而完成PN結的制造。
2.根據權利要求1所述的P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，其特征在于，所述步驟2)通入擴散源應持續10-15分鐘，所述步驟3)中的推進時間為5-35分鐘。
3.根據權利要求2所述的P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，其特征在于，所述步驟4)中持續通入所述混合氣體的時間為5-10分鐘。
4.根據權利要求1所述的P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，其特征在于，所述第二溫度比所述第一溫度高50°C。
5.根據權利要求1所述的P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，其特征在于，所述擴散源為三氯氧磷。
6.根據權利要求5所述的 P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，其特征在于，所述P型準單晶硅片為25片，所述三氯氧磷的流量為0.5-lL/min。
7.根據權利要求1所述的P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，其特征在于，所述P型準單晶硅片為25片，所述混合氣體中氮氣的流量為1.5-7.5L/min，氧氣的流量為l-3L/min。
8.根據權利要求1所述的P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，其特征在于，所述擴散源由氮氣帶入到反應容器中。
全文摘要
本發明公開了一種P型準單晶硅太陽能電池PN結的制造方法，在反應容器內對P型準單晶硅片依次執行步驟在在第一溫度和第一壓力下對P型準單晶硅片進行預處理，第一溫度在700℃-750℃范圍內，第一壓力在-100pa至-50pa范圍內；在第二溫度和第一壓力下通入擴散源，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行推進，第三溫度高于700℃且低于第二溫度，第二壓力在100-300pa范圍內；通入氮氣和氧氣的混合氣體從而完成PN結的制造。本發明可有效降低晶向(100)區域和非(100)區域電池方阻的差別，為后續燒結工序帶來便利，并提高電池的電性能和轉化效率。
文檔編號H01L31/18GK103227245SQ20131017619
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月13日 優先權日2013年5月13日
發明者王立建 申請人:浙江昱輝陽光能源江蘇有限公司