改進的多晶太陽電池的擴散工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種改進的多晶太陽電池的擴散工藝，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中的一步擴散法的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率普遍偏低等技術(shù)問題。本改進的多晶太陽電池的擴散工藝包括A、低溫沉積；B、變溫沉積；C、高溫沉積；D、升溫；E、高溫推結(jié)；F、冷卻。利用本工藝制作出來的多晶太陽能電池具有封裝損耗低、電池轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)點。
【專利說明】
改進的多晶太陽電池的擴散工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種改進的多晶太陽電池的擴散工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)多晶太陽電池的生產(chǎn)工序主要為：制絨、擴散、濕法刻蝕、鍛膜、烘干、印刷 背場、烘干、印刷背極、印刷正極、燒結(jié)和測試分選。擴散工序直接影響著多晶太陽電池的開 路電壓，其主要影響因素為擴散表面滲雜濃度，表面滲雜濃度高會引起重滲雜效應(yīng)。重滲雜 效應(yīng)會引起禁帶寬度收縮，影響本征載流子濃度，影響有效滲雜濃度和降低少子壽命。在娃 晶體中，由于重滲雜會引起能帶結(jié)構(gòu)的變化，在能帶的邊緣形成所謂的"帶尾"。禁帶寬度收 縮必然會導(dǎo)致開路電壓的損失，最終導(dǎo)致效率的降低。另外重滲雜會使前表面的有效滲雜 濃度降低二個數(shù)量級，因此，減少了頂區(qū)表面處的開路電壓，且在前表面區(qū)0.1微米左右的 范圍內(nèi)，越靠近表面，有效滲雜濃度也越低，形成一個衰退電場。運種衰退電場阻止少子空 穴往P-N結(jié)邊界方向移動。運是重滲雜太陽電池中頂區(qū)表面產(chǎn)生"死層"的一種原因。"死層" 處的復(fù)合速率非常高，會很大程度的降低載流子的壽命。為了獲得最佳的電池性能，必須選 擇適當(dāng)?shù)臄U散頂區(qū)滲雜濃度，使運一濃度不至于引起衰退電場。
[0003] 在實際生產(chǎn)過程中，采用現(xiàn)有技術(shù)中的一步擴散法的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率普遍 偏低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的第一個目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種多晶太陽電 池，該多晶太陽電池具有封裝損耗低的特點。
[0005] 本發(fā)明的第一個目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種多晶太陽電池，它包括呈 板狀的本體，所述本體的一側(cè)為正極，所述本體的另一側(cè)為負極，所述正極上均布有4條主 柵和90條細柵，所述主柵與細柵垂直設(shè)置且它們電連接，其特征在于，所述每條主柵之間的 間距為35-42毫米，所述主柵的寬度為0.8-1.2毫米，所述細柵間距為1.4-2.0毫米，所述 細柵的寬度為0.035-0.045毫米。
[0006] 采用W上結(jié)構(gòu)，采用4條主柵和90條細柵的密柵設(shè)計，使得成品開路電壓比常規(guī)多 晶太陽電池高，同時，避免了由于擴散方阻提升而導(dǎo)致的串聯(lián)電阻上升，且在封裝組件時能 降低封裝損耗。
[0007] 所述的主柵由若干段主柵段縱向排列均布設(shè)置。
[000引所述每個主柵段的長度為7-11暈米。
[0009] 所述細柵的長度為152-158毫米。
[0010] 本發(fā)明的第二個目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種改進的多晶太 陽電池的擴散工藝，該擴散工藝具有多晶太陽電池轉(zhuǎn)化率高的特點。
[0011] 本發(fā)明的第二個目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種改進的多晶太陽電池的擴 散工藝，該工藝包括W下步驟：
[0012] A、低溫沉積:將本體置入普通的擴散爐中，擴散爐中溫度在750-790°C保持6-12 分鐘，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積 比為16:1，所述小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為12:100;
[001引B、變溫沉積:將擴散爐內(nèi)的溫度在6-10分鐘內(nèi)提升至800-820°C，在該時間范圍 內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積比為18:1，所述小氮 和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為14:100;
[0014] C、高溫沉積:在825-835°C進行1-4分鐘的保溫，運個過程中向擴散爐內(nèi)通入大 氮、氧氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積比為15:1，所述小氮和大氮與氧氣兩者混 合氣體的體積比為12:100;
[001引D、升溫:將8-10分鐘內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度升至845°C，升溫過程中向擴散爐內(nèi)通 入大氮；
[0016] E、高溫推結(jié):待擴散爐內(nèi)在850°C溫度時穩(wěn)定后，在10-14分鐘內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入 大氮和氧氣的混合氣體，所述氧氣占上述混合氣體體積的36 % -38 % ;
[0017] F、冷卻:在12-14分鐘內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度降至770°C，運個過程中向擴散爐內(nèi)通 入大氮、氧氣的混合氣體，所述氧氣占上述混合氣體體積的34%-36%。
[0018] 所述擴散爐內(nèi)的氣體流量恒定。
[0019] 所述擴散爐內(nèi)的氣體通入流量為化/min-lOL/min。
[0020] 所述小氮流量為化/min~2.化/min，所述氧氣的流量為ο.化/min~ο .化/min，所 述大氮的流量為7.化/min~7.化/min。
[0021] 所述步驟A中所述小氮流量為化/min，所述氧氣的流量為0.化/min，所述大氮的流 量為 7.：3L/min。
[0022] 所述步驟B中所述小氮流量為2.化/min,所述氧氣的流量為0.化/min,所述大氮的 流量為7.化/min。
[0023] 所述步驟C中所述小氮流量為2.化/min,所述氧氣的流量為0.化/min,所述大氮的 流量為7.化/min。
[0024] 所述本體的方塊電阻為93-97 Ω/Π 。
[0025] 采用W上工藝，使得在不增加成本的情況下，可W提高多晶太陽電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)點：
[0027] 本發(fā)明采用4條主柵和90條細柵的密柵設(shè)計，使得成品開路電壓比常規(guī)多晶太陽 電池高，同時，避免了由于擴散方阻提升而導(dǎo)致的串聯(lián)電阻上升，且在封裝組件時能降低封 裝損耗，封裝損耗低;采用該擴散工藝，相比一次恒溫沉積擴散可W在不增加成本的情況下 使生產(chǎn)的多晶太陽電池獲得高的轉(zhuǎn)換效率，多晶太陽電池轉(zhuǎn)化率高。
【附圖說明】
[0028] 圖1是本多晶太陽電池的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖2是本改進的多晶太陽電池的擴散工藝的步驟示意圖。
[0030] 圖中，1、本體;2、主柵;3、細柵。
【具體實施方式】
[0031] W下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述， 但本發(fā)明并不限于運些實施例。
[003^ 實施例一：
[0033] 如圖1所示，本多晶太陽電池，它包括呈板狀的本體1，本體1的一側(cè)為正極，本體1 的另一側(cè)為負極，正極上均布有4條主柵2和90條細柵3，主柵2與細柵3垂直設(shè)置且它們電連 接，每條主柵2之間的間距為35毫米，主柵2的寬度為0.8毫米，細柵3間距為1.4毫米，細柵3 的寬度為0.035毫米。
[0034] 如圖1所示，主柵2由若干段主柵段縱向排列均布設(shè)置;每個主柵段的長度為7毫 米;細柵3的長度為152毫米。
[0035] 如圖2所示，本改進的多晶太陽電池的擴散工藝，該工藝包括W下步驟：
[0036] A、低溫沉積:將本體置入普通的擴散爐中，擴散爐中溫度在75(TC保持6分鐘，在該 時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為16:1，小氮 和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為12:100;步驟A中小氮流量為化/min,氧氣的流量為 0.化/min，大氮的流量為7.化/min;
[0037] B、變溫沉積:將擴散爐內(nèi)的溫度在6分鐘內(nèi)提升至800°C，在該時間范圍內(nèi)向擴散 爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為18:1，小氮和大氮與氧氣兩者 混合氣體的體積比為14:100;步驟B中小氮流量為2.化/min，氧氣的流量為0.化/min，大氮 的流量為7.化/min;
[0038] C、高溫沉積:在825°C進行1分鐘的保溫，運個過程中向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和 小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為15:1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為 12:100;步驟C中小氮流量為2.化/min，氧氣的流量為0.化/min，大氮的流量為7.化/min;
[0039] D、升溫:將8分鐘內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度升至845Γ，升溫過程中向擴散爐內(nèi)通入大 氮；
[0040] E、高溫推結(jié):待擴散爐內(nèi)在850°C溫度時穩(wěn)定后，在10分鐘內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮 和氧氣的混合氣體，氧氣占混合氣體體積的36 % ;
[0041] F、冷卻:在12分鐘內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度降至77(TC，運個過程中向擴散爐內(nèi)通入大 氮、氧氣的混合氣體，氧氣占混合氣體體積的34 %。
[0042] 擴散爐內(nèi)的氣體流量恒定;擴散爐內(nèi)的氣體通入流量為化/min-lOL/min;小氮流 量為化/min~2 .化/min，氧氣的流量為0 .化/min~0 .化/min，大氮的流量為7 .化/min~ 7.7L/min。
[0043] 本體的方塊電阻為93 Ω/Π 。
[0044] 下表為列出了本發(fā)明實施例一的多晶太陽電池與常規(guī)多晶太陽電池的電性能數(shù) 據(jù)：
[0045]
[0046] 本發(fā)明采用多溫度平臺變溫沉積高溫推結(jié)工藝，并且印刷正極過程中的正極印刷 圖形采用4條主柵和90條細柵的密柵設(shè)計，使得成品開路電壓比常規(guī)多晶太陽電池高2mv， 同時，避免了由于擴散方阻提升而導(dǎo)致的串聯(lián)電阻上升，其多晶太陽電池平均轉(zhuǎn)換效率高 于常規(guī)多晶太陽電池，并且在封裝組件時能降低由于短波吸收損失而導(dǎo)致的封裝損耗。
[0047] 實施例二：
[0048] 如圖1所示，本多晶太陽電池，它包括呈板狀的本體1，本體1的一側(cè)為正極，本體1 的另一側(cè)為負極，正極上均布有4條主柵2和90條細柵3，主柵2與細柵3垂直設(shè)置且它們電連 接，每條主柵2之間的間距為42毫米，主柵2的寬度為1.2毫米，細柵3間距為2.0毫米，細柵3 的寬度為0.045毫米。
[0049] 如圖1所示，主柵2由若干段主柵段縱向排列均布設(shè)置;每個主柵段的長度為11毫 米;細柵3的長度為158毫米。
[0050] 如圖2所示，本改進的多晶太陽電池的擴散工藝，該工藝包括W下步驟：
[0051] A、低溫沉積:將本體置入普通的擴散爐中，擴散爐中溫度在79(TC保持12分鐘，在 該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為16:1，小 氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為12:100;步驟A中小氮流量為化/min,氧氣的流量 為0.化/min，大氮的流量為7.化/min;
[0052] B、變溫沉積:將擴散爐內(nèi)的溫度在10分鐘內(nèi)提升至820°C，在該時間范圍內(nèi)向擴散 爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為18:1，小氮和大氮與氧氣兩者 混合氣體的體積比為14:100;步驟B中小氮流量為2.化/min，氧氣的流量為0.化/min，大氮 的流量為7.化/min;
[0053] C、高溫沉積:在835°C進行4分鐘的保溫，運個過程中向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和 小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為15:1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為 12:100;步驟C中小氮流量為2.化/min，氧氣的流量為0.化/min，大氮的流量為7.化/min;
[0054] D、升溫:將10分鐘內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度升至845Γ，升溫過程中向擴散爐內(nèi)通入大 氮；
[0055] E、高溫推結(jié):待擴散爐內(nèi)在850°C溫度時穩(wěn)定后，在14分鐘內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮 和氧氣的混合氣體，氧氣占混合氣體體積的38% ;
[0056] F、冷卻:在14分鐘內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度降至770°C，運個過程中向擴散爐內(nèi)通入大 氮、氧氣的混合氣體，氧氣占混合氣體體積的36 %。
[0057] 擴散爐內(nèi)的氣體流量恒定;擴散爐內(nèi)的氣體通入流量為化/min-lOL/min;小氮流 量為化/min~2 .化/min，氧氣的流量為0 .化/min~0 .化/min，大氮的流量為7 .化/min~ 7.7L/min。
[0化引本體的方塊電阻為97 Ω/Π 。
[0059]下表為列出了本發(fā)明實施例二的多晶太陽電池與常規(guī)多晶太陽電池的電性能數(shù) 據(jù)：
[0060]
[006。 實施例S:
[0062] 如圖1所示，本多晶太陽電池，它包括呈板狀的本體1，本體1的一側(cè)為正極，本體1 的另一側(cè)為負極，正極上均布有4條主柵2和90條細柵3，主柵2與細柵3垂直設(shè)置且它們電連 接，每條主柵2之間的間距為38毫米，主柵2的寬度為1.0毫米，細柵3間距為1.7毫米，細柵3 的寬度為0.04毫米。
[0063] 如圖1所示，主柵2由若干段主柵段縱向排列均布設(shè)置;每個主柵段的長度為9毫 米;細柵3的長度為155毫米。
[0064] 如圖2所示，本改進的多晶太陽電池的擴散工藝，該工藝包括W下步驟：
[0065] A、低溫沉積:將本體置入普通的擴散爐中，擴散爐中溫度在770°C保持9分鐘，在該 時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為16:1，小氮 和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為12:100;步驟A中小氮流量為化/min,氧氣的流量為 0.化/min,大氮的流量為7.化/min;
[0066] B、變溫沉積:將擴散爐內(nèi)的溫度在8分鐘內(nèi)提升至810°C，在該時間范圍內(nèi)向擴散 爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為18:1，小氮和大氮與氧氣兩者 混合氣體的體積比為14:100;步驟B中小氮流量為2.化/min，氧氣的流量為0.化/min，大氮 的流量為7.化/min;
[0067] C、高溫沉積:在830°C進行2分鐘的保溫，運個過程中向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和 小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為15:1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為 12:100;步驟C中小氮流量為2.化/min，氧氣的流量為0.化/min，大氮的流量為7.化/min;
[0068] D、升溫:將9分鐘內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度升至845°C，升溫過程中向擴散爐內(nèi)通入大 氮；
[0069] E、高溫推結(jié):待擴散爐內(nèi)在850°C溫度時穩(wěn)定后，在12分鐘內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮 和氧氣的混合氣體，氧氣占混合氣體體積的37 % ;
[0070] F、冷卻:在13分鐘內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度降至770°C，運個過程中向擴散爐內(nèi)通入大 氮、氧氣的混合氣體，氧氣占混合氣體體積的35 %。
[0071 ]擴散爐內(nèi)的氣體流量恒定;擴散爐內(nèi)的氣體通入流量為化/min-lOL/min;小氮流 量為化/min~2 .化/min，氧氣的流量為0 .化/min~0 .化/min，大氮的流量為7 .化/min~ 7.7L/min。
[0072] 本體的方塊電阻為95 Ω/Π 。
[0073] 下表為列出了本發(fā)明實施例Ξ的多晶太陽電池與常規(guī)多晶太陽電池的電性能數(shù) 據(jù)：
[0074]
[0075] 由上面實施例得出，本發(fā)明方法使娃片的方塊電阻控制在93-97 Ω/□匹配4條主 柵和90條細柵正極網(wǎng)版，相比一次恒溫沉積擴散可W在不增加成本的情況下使生產(chǎn)的多晶 太陽電池獲得高的轉(zhuǎn)換效率。
[0076] 本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可W對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替 代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項】
1. 改進的多晶太陽電池的擴散工藝，該工藝包括以下步驟:A、低溫沉積:將本體置入普 通的擴散爐中，擴散爐中溫度在790 °C保持12分鐘，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮、 氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為16:1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體 積比為12:100 ;步驟A中小氮流量為2L/min，氧氣的流量為0.4L/min，大氮的流量為7.3L/ min； B、 變溫沉積:將擴散爐內(nèi)的溫度在10分鐘內(nèi)提升至820°C，在該時間范圍內(nèi)向擴散爐內(nèi) 通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為18:1，小氮和大氮與氧氣兩者混合 氣體的體積比為14:10 0;步驟B中小氮流量為2.8L/m i η，氧氣的流量為0.7 L/m i η，大氮的流 量為 7.5L/min; C、 高溫沉積:在835°C進行4分鐘的保溫，這個過程中向擴散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮 的混合氣體，大氮與氧氣體積比為15:1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為12: 100;步驟C中小氮流量為2.5L/min，氧氣的流量為0.6L/min，大氮的流量為7.3L/min; D、 升溫:將10分鐘內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度升至845°C，升溫過程中向擴散爐內(nèi)通入大氮； E、 高溫推結(jié):待擴散爐內(nèi)在850 °C溫度時穩(wěn)定后，在14分鐘內(nèi)向擴散爐內(nèi)通入大氮和氧 氣的混合氣體，氧氣占混合氣體體積的38% ; F、 冷卻：在14分鐘內(nèi)將擴散爐內(nèi)的溫度降至770°C，這個過程中向擴散爐內(nèi)通入大氮、 氧氣的混合氣體，氧氣占混合氣體體積的36 %。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的多晶太陽電池的擴散工藝，其特征在于，所述擴散爐內(nèi) 的氣體流量恒定。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進的多晶太陽電池的擴散工藝，其特征在于，所述擴散爐內(nèi) 的氣體通入流量為7L/min-10L/min。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進的多晶太陽電池的擴散工藝，其特征在于，所述小氮流量 為2L/min~2.8L/min，所述氧氣的流量為0.4L/min~0.8L/min，所述大氮的流量為7.2L/ min~7·7L/min〇
【文檔編號】H01L31/0224GK105870217SQ201610330027
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月12日
【發(fā)明人】朱金浩, 蔣劍波, 王猛, 許布, 萬光耀, 陳玨榮, 高非, 朱慶慶
【申請人】浙江光隆能源科技股份有限公司