一种太阳能电池的降温退火工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池的降温退火工艺，它包含以下步骤：(1).扩散进舟；(2).氧化；(3).低温状态扩散通源；(4).高温状态扩散推结；(5).硅片出炉降温，稳定炉管温度；(6).二次进炉低温退火；(7).扩散出舟。本发明专利技术减小扩散“死层”，减少高温反应导致的热缺陷，从而提高太阳能电池的转化效率；对开路电压提升尤为明显，高出传统工艺2mV以上，且填充因子也有提高，从而电池片的转化效率明显提高；减少了扩散后硅片表面的PN结“死层”厚度，减少高温扩散带来的晶格损伤，提高少子寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池的降温退火工艺。
技术介绍
目前，多晶硅太阳能电池工艺已经日趋成熟，实现标准化生产，主要工艺步骤如下：酸腐蚀制绒→扩散制结→湿法刻蚀切边→PECVD镀减反射膜→丝网印刷→烧结→测试分选。其中，扩散是其中最核心步骤，常规扩散制结工艺通过氮气携带三氯氧磷，同时通入大氮和干氧，在高温下和硅片发生反应，高温推结后就降温出舟等待卸片，这样扩散后硅片表面磷浓度过高，容易存在热缺陷，且因面磷浓度过高会降低少数载流子的寿命，扩散“死层”较厚，导致电池片短波相应变差，影响电池片转化效率。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种太阳能电池的降温退火工艺，它能有效地解决
技术介绍
中所存在的问题。为了解决
技术介绍
中所存在的问题，它包含以下步骤：(1).扩散进舟：把酸制绒后的硅片插到扩散石英舟中，用碳化硅桨把硅片放进炉管内，进舟时间为：400-600s，期间通入大氮，其流量为10-15slm，硅片放置完毕后，炉管开始升温，升温时间为：500-700s，温度在750-790℃；(2).氧化：恒温在750-790℃，通源前先通入大氮和少量干氧，在硅片表面形成一层二氧化硅薄层，减缓磷原子向硅片内部的扩散速度，其大氮流量为15-20slm，干氧流量为300-600sccm，时间150s-300s；(3).低温状态扩散通源：恒温在750-790℃，利用氮气携带三氯氧磷进入炉管进行初步扩散，并在整个过程中通入大氮和干氧，其中通入小氮流量为：500-1500sccm，大氮流量为：10-20slm，干氧流量为：300-1500sccm，持续时间为：600-1500s；(4).高温状态扩散推结：通过一定的升温斜率把炉管温度升到810-850℃且保持不变，通入大氮和干氧，在高温状态下把硅片表面磷原子向硅片内部推进，其中大氮流量为：10-20slm，干氧流量为：300-1500sccm，持续时间为：600-1500s；(5).硅片出炉降温，稳定炉管温度：把硅片用碳化硅桨从炉管内取出，在碳化硅桨上冷却，同时利用进舟取舟步骤让炉管降温，炉管恒温在700-750℃，持续时间300-900s，通入大氮10-15slm；(6).二次进炉低温退火：硅片第二次进炉，恒温在700-750℃，通入大氮、干氧和小氮，其中大氮流量为：10-20slm，干氧流量为：100-600sccm，小氮流量为：200-500sccm，持续时间1200-2400s；(7).扩散出舟：用碳化硅桨把硅片从炉管内取出，时间为400-600s，通入大氮，其流量为：10-15slm。由于采用了以上技术方案，本专利技术具有以下有益效果：(1).减小扩散“死层”，减少高温反应导致的热缺陷，从而提高太阳能电池的转化效率；(2).对开路电压提升尤为明显，高出传统工艺2mV以上，且填充因子也有提高，从而电池片的转化效率明显提高；(3).减少了扩散后硅片表面的PN结“死层”厚度，减少高温扩散带来的晶格损伤，提高少子寿命，且在扩散后退火工艺步骤通入少量小氮，在硅片表面原有PN结上又形成一层新的PN结薄层，加大硅片表面磷原子浓度分布梯度，进一步提高扩散制结质量，提升扩散后方阻的均匀性，使之与后续烧结有更好的匹配性，有利于形成好的欧姆接触，从而提升电池片的转化效率，达到降本增效的目的。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。采用协鑫S3原硅片进行精确区分，均用常规工艺正常制绒，且扩散后后续工艺均采用常规相同工艺进行生产，并通过以下实施例进行实验论证。实施例1(1).低温状态扩散通源：恒温在750℃，并在整个过程中通入大氮和干氧，其中通入小氮流量为：900sccm，大氮流量为：15slm，干氧流量为：300sccm，持续时间为：1200s；(2).高温状态扩散推结：通过一定的升温斜率把炉管温度升到820℃且保持不变，通入大氮和干氧，大氮流量为：15slm，干氧流量为：300sccm，持续时间为：900s；(3).硅片出炉降温，稳定炉管温度：把硅片用碳化硅桨从炉管内取出，在碳化硅桨上冷却，同时利用进舟取舟步骤让炉管降温，炉管恒温在700℃，持续时间300s，通入大氮10slm；(4).二次进炉低温退火：硅片第二次进炉，恒温在700℃，通入大氮、干氧和小氮，其中大氮流量为：10slm，干氧流量为：200sccm，小氮流量为：200sccm，持续时间为：1200s。电性能参数对比如下：类别片数开路电压短路电流串联电阻并联电阻填充因子转化效率漏电流实验工艺3910.63558.6660.0025892.479.3517.960.097传统工艺3940.63288.6340.0023865.379.5117.860.059实施例2：(1).低温状态扩散通源：恒温在770℃，并在整个过程中通入大氮和干氧，其中通入小氮流量为：850sccm，大氮流量为：15slm，干氧流量为：300sccm，持续时间为：1500s；(2).高温状态扩散推结：通过一定的升温斜率把炉管温度升到820℃且保持不变，通入大氮和干氧，大氮流量为：17slm，干氧流量为：400sccm，持续时间为：1200s；(3).硅片出炉降温，稳定炉管温度：把硅片用碳化硅桨从炉管内取出，在碳化硅桨上冷却，同时利用进舟取舟步骤让炉管降温，炉管恒温在750℃，持续时间300s，通入大氮10slm；(4).二次进炉低温退火：硅片第二次进炉，恒温在750℃，通入大氮、干氧和小氮，其中大氮流量为：15slm，干氧流量为：300sccm，小氮流量为：300sccm，持续时间为：1200s。电性能参数对比如下：类别片数开路电压短路电流串联电阻并联电阻填充因子转化效率漏电流实验工艺15930.63558.6420.0024976.379.7017.990.143传统工艺15970.63238.6470.0024793.879本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池的降温退火工艺，其特征在于它包含以下步骤：(1).扩散进舟：把酸制绒后的硅片插到扩散石英舟中，用碳化硅桨把硅片放进炉管内，进舟时间为：400‑600s，期间通入大氮，其流量为10‑15slm，硅片放置完毕后，炉管开始升温，升温时间为：500‑700s，温度在750‑790℃；(2).氧化：恒温在750‑790℃，通源前先通入大氮和少量干氧，在硅片表面形成一层二氧化硅薄层，减缓磷原子向硅片内部的扩散速度，其大氮流量为15‑20slm，干氧流量为300‑600sccm，时间150s‑300s；(3).低温状态扩散通源：恒温在750‑790℃，利用氮气携带三氯氧磷进入炉管进行初步扩散，并在整个过程中通入大氮和干氧，其中通入小氮流量为：500‑1500sccm，大氮流量为：10‑20slm，干氧流量为：300‑1500sccm，持续时间为：600‑1500s；(4).高温状态扩散推结：通过一定的升温斜率把炉管温度升到810‑850℃且保持不变，通入大氮和干氧，在高温状态下把硅片表面磷原子向硅片内部推进，其中大氮流量为：10‑20slm，干氧流量为：300‑1500sccm，持续时间为：600‑1500s；(5).硅片出炉降温，稳定炉管温度：把硅片用碳化硅桨从炉管内取出，在碳化硅桨上冷却，同时利用进舟取舟步骤让炉管降温，炉管恒温在700‑750℃，持续时间300‑900s，通入大氮10‑15slm；(6).二次进炉低温退火：硅片第二次进炉，恒温在700‑750℃，通入大氮、干氧和小氮，其中大氮流量为：10‑20slm，干氧流量为：100‑600sccm，小氮流量为：200‑500sccm，持续时间1200‑2400s；(7).扩散出舟：用碳化硅桨把硅片从炉管内取出，时间为400‑600s，通入大氮，其流量为：10‑15slm。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的降温退火工艺，其特征在于它包含以下步骤：
(1).扩散进舟：把酸制绒后的硅片插到扩散石英舟中，用碳化硅桨把硅
片放进炉管内，进舟时间为：400-600s，期间通入大氮，其流量为
10-15slm，硅片放置完毕后，炉管开始升温，升温时间为：500-700s，
温度在750-790℃；
(2).氧化：恒温在750-790℃，通源前先通入大氮和少量干氧，在硅片
表面形成一层二氧化硅薄层，减缓磷原子向硅片内部的扩散速度，其大
氮流量为15-20slm，干氧流量为300-600sccm，时间150s-300s；
(3).低温状态扩散通源：恒温在750-790℃，利用氮气携带三氯氧磷进
入炉管进行初步扩散，并在整个过程中通入大氮和干氧，其中通入小氮
流量为：500-1500sccm，大氮流量为：10-20slm，干氧流量为：
300-1500sccm，持续时间为：600-1500s；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁磊，殷武，徐为，孙翔，王孟孟，常宇峰，
申请(专利权)人：江苏永能光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32