一種降低成本提高轉換效率的高方阻擴散工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種太陽能電池，尤其設計一種降低成本提高轉換效率的高方阻擴散工藝方法。
【背景技術】
[0002]單晶硅太陽能電池，是以高純的單晶硅棒為原料的太陽能電池，是當前開發得最快的一種太陽能電池。它的構造和生產工藝已定型，產品已廣泛用于空間和地面，因而其性能的不斷提高也將是光電領域目前所必需解決的問題，目前的單晶硅電池生產技術已經基本成熟，但是因其成本較高，目前還未廣泛應用到各個領域，在單晶硅太陽能電池的生產中，如何能夠提高光的轉換效率一直是個研究的課題。
【發明內容】
[0003]針對目前單晶硅電池存在的轉換效率的問題，本發明提供一種降低成本提高轉換效率的高方阻擴散工藝方法。
[0004]為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下:
一種降低成本提高轉換效率的高方阻擴散工藝方法，包括以下步驟:
a、超聲波清洗:0.25%質量體積比的NaOH加4%體積比的H2O2溶液，溫度60攝氏度，時間lmin，清除硅片表面的油污及手指印；
b、堿液清洗:2%質量分數的NaOH溶液加1_2%體積分數的TS4制絨催化劑，溫度80攝氏度，時間20min，腐蝕硅片表面，形成金字塔狀的絨面，增大受光面積；
C、酸液清洗:，16%體積分數的氫氟酸(濃度49%)及28%體積分數的鹽酸(濃度37%)各酸洗5min，去除硅片表面的氧化層及金屬離子；
d、甩干機甩干:利用離心力在甩干機中甩干2-3min；
e、擴散爐擴散制結:擴散爐中的溫度控制在80(T850°C之間，攜源(三氯氧磷源)氣體流量控制在80(Tl000sccm時間為10分鐘，形成高方阻(80-85方塊電阻)的PN結；
f、刻蝕:使用等離子體氣體CF4，刻蝕硅片的周邊，去除硅片四周的PN結；
g、二次清洗:10%體積分數的氫氟酸(濃度49%)去除擴散制結后在硅片表面形成的一層磷娃玻璃；
h、鍍減反射膜:硅片的擴散面鍍上一層Si3N4減反射膜，起鈍化和減反射的效果；
1、絲網印刷:在硅片的正面印刷上特定圖形的正電極銀漿，在硅片的背面印刷上特定圖形的背電極銀漿和背鈍化鋁漿，并烘干；
j、燒結:分為烘干、燒結和降溫冷卻三個階段，形成歐姆接觸，其中燒結階段的爐內溫度控制在900?950 0C ；k、成品包裝。
[0005]進一步，步驟e中擴散爐上設置有溫度控制器以及流量控制器，控制擴散爐內部的溫度和氣體通入量。
[0006]進一步，步驟e中通入的攜源氣體為氮氣、反應氣體為氧氣，其中氧氣與氮氣的比為 3:5。
[0007]本發明的有益效果是:控制擴散爐內的溫度保持在80(T850°C之間，控制氣體流量在800-1000SCCm之間，因為經過實驗，溫度過高，氣體流量過大，方塊電阻越小，會產生較多的電子復合中心，PN結的質量會比較差，電池的光電轉換效率會降低，溫度過低，氣體流量過小，方塊電阻過大，磷原子擴散不進去，結的質量同樣會差，光電轉換效率同樣會降低，因此，測試得知擴散爐中的溫度應該控制在最佳的80(T85(TC ;最佳氣體流量應該控制在800-1000SCCm，對溫度和流量進行控制，取其最佳數值，制作低復合中心且高質量的PN結，光電轉換效率高，使用壽命長。
【具體實施方式】
[0008]下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
[0009]一種降低成本提高轉換效率的高方阻擴散工藝方法，包括以下步驟:
a、超聲波清洗:0.25%質量體積比的NaOH加4%體積比的H2O2溶液，溫度60攝氏度，時間lmin，清除硅片表面的油污及手指印；
b、堿液清洗:2%質量分數的NaOH溶液加1_2%體積分數的TS4制絨催化劑，溫度80攝氏度，時間20min，腐蝕硅片表面，形成金字塔狀的絨面，增大受光面積；
C、酸液清洗:，16%體積分數的氫氟酸(濃度49%)及28%體積分數的鹽酸(濃度37%)各酸洗5min，去除硅片表面的氧化層及金屬離子；
d、甩干機甩干:利用離心力在甩干機中甩干2-3min；
e、擴散爐擴散制結:擴散爐中的溫度控制在800-850°C之間，氣體流量控制在SOO-lOOOsccm，擴散爐上設置有溫度控制器以及流量控制器，控制擴散爐內部的溫度和氣體通入量，便于控制溫度和流量，通入的攜源氣體為氮氣、反應氣體為氧氣，其中氧氣與氮氣的比為3:5，氮氣用來將三氯化氧磷液體攜帶進擴散爐，高溫下氧氣與三氯化氧磷反應生成磷原子，為了避免產生大量的五氯化磷，氧氣要適量；
f、刻蝕:去除硅片側面邊緣的PN結，因為側面邊緣的PN結漏電，采用等離子體干法刻蝕；
g、二次清洗:10%體積分數的氫氟酸(濃度49%)去除擴散制結后在硅片表面形成的一層磷娃玻璃；
h、鍍減反射膜:在娃片表面鍍層氮化娃，防止光被反射出去降低光電的轉化效率；
1、絲網印刷:在硅片的正面印刷上特定圖形的正電極銀漿，在硅片的背面印刷上特定圖形的背電極銀漿和背鈍化鋁漿，并烘干；
j、燒結:分為烘干、燒結和降溫冷卻三個階段，形成歐姆接觸，其中燒結階段的爐內溫度控制在900?950°C ；k、成品包裝。
[0010]以上列舉的僅是本發明的一個具體實施例。顯然，本發明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種降低成本提高轉換效率的高方阻擴散工藝方法，其特征在于:包括以下步驟: 超聲波清洗:0.25%質量體積比的NaOH加4%體積比的H2O2溶液，溫度60攝氏度，時間lmin，清除硅片表面的油污及手指印； 堿液清洗:2%質量分數的NaOH溶液加1-2%體積分數的TS4制絨催化劑，溫度80攝氏度，時間20min，腐蝕硅片表面，形成金字塔狀的絨面，增大受光面積； 酸液清洗:，16%體積分數的氫氟酸(濃度49%)及28%體積分數的鹽酸(濃度37%)各酸洗5min，去除硅片表面的氧化層及金屬離子； 甩干機甩干:利用離心力在甩干機中甩干2-3min ； 擴散爐擴散制結:擴散爐中的溫度控制在80(T850°C之間，攜源(三氯氧磷源)氣體流量控制在80(Tl000sccm時間為10分鐘，形成高方阻(80-85方塊電阻)的PN結； 刻蝕:使用等離子體氣體CF4，刻蝕硅片的周邊，去除硅片四周的PN結； 二次清洗:10%體積分數的氫氟酸(濃度49%)去除擴散制結后在硅片表面形成的一層磷硅玻璃； 鍍減反射膜:硅片的擴散面鍍上一層Si3N4減反射膜，起鈍化和減反射的效果； 絲網印刷:在硅片的正面印刷上特定圖形的正電極銀漿，在硅片的背面印刷上特定圖形的背電極銀漿和背鈍化鋁漿，并烘干； 燒結:分為烘干、燒結和降溫冷卻三個階段，形成歐姆接觸，其中燒結階段的爐內溫度控制在900?950 0C ； 成品包裝。
2.根據權利要求1所述的高方阻擴散工藝方法，其特征在于:步驟e中擴散爐上設置有溫度控制器以及流量控制器，控制擴散爐內部的溫度和氣體通入量。
3.根據權利要求1所述的高方阻擴散工藝方法，其特征在于:步驟e中通入的攜源氣體為氮氣、反應氣體為氧氣，其中氧氣與氮氣的比為3:5。
【專利摘要】本發明公開了一種降低成本提高轉換效率的高方阻擴散工藝方法，包括超聲波清洗，堿液清洗，酸液清洗，甩干機甩干，擴散爐擴散制結，刻蝕，二次清洗，鍍減反射膜，絲網印刷，燒結以及成品，其改進在技術點在于：擴散爐中的溫度控制在800~850℃之間，氣體流量控制在800~1000sccm，經過測試，該范圍的溫度和流量是擴散爐內最佳的擴散溫度和擴散流量，可提高方塊電阻，從而提高光電的轉換效率，生產的電池的質量也因此提高。
【IPC分類】H01L21-228, H01L31-18
【公開號】CN104638058
【申請號】CN201310570979
【發明人】梁堅, 許國其, 顧冬生, 王豪兵, 戴王帥
【申請人】江蘇天宇光伏科技有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月15日