一种光伏电池无损伤选择性发射极的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种选择性发射极的制备方法，特别涉及一种光伏电池无损伤选择性发射极的制备方法，属于晶体硅太阳能电池技术领域。该方法包括以下步骤：（1）进管；（2）升温至第一温度；（3）沉积磷源；（4）升温至第二温度；（5）推结；（6）降温；（7）沉积磷源；（8）降温出管。本发明专利技术方法得到的无损伤选择性发射极可应用于现如今可量产的高效PERC电池，PERC电池由于其优异的背面钝化和激光开槽工艺，其量产效率已接近22%。本发明专利技术制得的无损伤选择性发射极应用于PERC电池后，通过降低电池磷扩散结内复合，可以提升磷扩散方阻均匀性和减少电池串联电阻损失，进一步提升PERC电池效率。

Preparation of a non-destructive selective emitter for photovoltaic cells

The invention relates to a preparation method of a selective emitter, in particular to a preparation method of a non-destructive selective emitter for photovoltaic cells, belonging to the technical field of crystal silicon solar cells. The method comprises the following steps: (1) inlet pipe; (2) temperature rise to the first temperature; (3) deposited phosphorus source; (4) temperature rise to the second temperature; (5) deduction; (6) temperature reduction; (7) deposited phosphorus source; (8) cooling outlet pipe. The non-destructive selective emitter obtained by the method of the invention can be applied to high-efficiency PERC batteries which can be produced in large quantities nowadays. Due to its excellent back passivation and laser slotting process, the production efficiency of the PERC batteries has reached nearly 22%. After the non-destructive selective emitter is applied to PERC battery, the uniformity of square resistance of phosphorus diffusion and the loss of series resistance of the battery can be improved by reducing the recombination in the phosphorus diffusion junction of the battery, and the efficiency of the PERC battery can be further improved.

【技术实现步骤摘要】
一种光伏电池无损伤选择性发射极的制备方法
本专利技术涉及一种选择性发射极的制备方法，特别涉及一种光伏电池无损伤选择性发射极的制备方法，属于晶体硅太阳能电池

技术介绍
随着化石能源的逐渐枯竭，清洁能源愈发受到人们的重视。光伏发电技术作为利用太阳能资源的主流技术，已经走向市场化和商业化。为更进一步推进光伏电池产品的利用和推广，需要逐步提升电池效率，降低度电成本。现如今，制备选择性发射极的主流大规模量产技术主要包括：激光选择性掺杂和HF/HNO3体系选择性刻蚀。其中，激光选择性掺杂工艺需使用成本贵的激光设备，同时激光处理硅片区域热损伤大，发射极复合增大，该区域由于存在大量的晶格损伤和畸变，会改变单晶硅本身的能带，进一步影响银浆和该区域接触时的能带匹配，降低电池的填充因子。HF/HNO3体系的选择性刻蚀，一般应用于N型高效电池背面。主要原因是其刻蚀量较大，如果应用在PERC电池正面绒面上，会对绒面造成损伤，直接影响PERC电池的短路电流。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种光伏电池无损伤选择性发射极的制备方法，该方法可制备无损伤的高质量选择性发射极，以提升太阳能电池转换效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光伏电池无损伤选择性发射极的制绒硅片磷扩散方法，该方法包括以下步骤：（1）进管：将制绒清洗后的硅片放入扩散炉管内，（2）升温至第一温度：在氮气气氛下，使扩散炉管温度达到设定温度750-850℃；（3）沉积磷源：进行第一次沉积，在所述硅片表面形成第一磷扩散；（4）升温至第二温度，所述第二温度高于所述第一温度：在氮气气氛下，使扩散炉管温度达到设定温度870-930℃，（5）推结：维持步骤（4）的温度，推结30-60min，（6）降温：扩散炉管温度降温至750-850℃，（7）沉积磷源：进行第二次沉积，在所述硅片表面形成第二磷扩散；（8）降温出管：退火降温，待扩散炉管温度降温至800±5℃，将所述硅片从所述扩散炉管内取出，得到磷扩散的制绒硅片。本专利技术方法得到的无损伤选择性发射极可应用于现如今可量产的高效PERC电池，PERC电池由于其优异的背面钝化和激光开槽工艺，其量产效率已接近22%。本专利技术制得的无损伤选择性发射极应用于PERC电池后，通过降低电池磷扩散结内复合，可以提升磷扩散方阻均匀性和减少电池串联电阻损失，进一步提升PERC电池效率。作为优选，步骤（2）中，按照10-12℃/min的升温速率进行升温。作为优选，步骤（2）中，氮气气体流量为9000±100sccm。作为优选，步骤（3）中，待到扩散炉管内的温度升至预定温度，即所述第一温度后，往所述扩散炉管内通入氧气和携磷源氮气，进行第一次沉积，所述第一次沉积时间为2min-10min。作为优选，步骤（3）中，所述氧气的气体流量为300-600sccm；所述携磷源氮气气体流量为200sccm-500sccm。作为优选，步骤（7）中，待到扩散炉管内的温度降至预定温度时，往所述扩散炉管内通入氧气和携磷源氮气，进行第二次沉积，所述第二次沉积时间为10min-25min。作为优选，步骤（7）中，所述氧气的气体流量为300-600sccm；所述携磷源氮气气体流量为500sccm-900sccm。一种光伏电池无损伤选择性发射极的制备方法，该方法包括以下步骤：1）、根据权利要求1所述的制绒硅片磷扩散方法进行制绒硅片磷扩散；2）、磷扩散面印蜡制绒硅片磷扩散完成后，在扩散面印蜡；3）、氢氟酸刻蚀氢氟酸刻蚀掉未被蜡印保护区域的扩散表面的磷硅玻璃；4）、去蜡去除蜡印后，只在蜡印保护区域保留磷硅玻璃；5）、盐酸清洗6）、退火盐酸清洗干净后进行退火激活。在无磷硅玻璃区域形成轻扩区，在有磷硅玻璃区域形成重扩区，即得到无损伤选择性发射极产品。本专利技术的有益效果是：一、该方法主要使用低成本的湿化学方法，（湿化学方法包括，HF去除PSG（氧化层）和BDG清洗印刷的蜡，前者为常用的清洗方法，后者已经是常规去蜡清洗，已在量产中使用），避免高成本设备的投入（如激光等），在提升电池效率的同时降低电池制备成本；二、该方法避免了激光制备的热损伤和HF/HNO3刻蚀对绒面的损伤，适用于在电池绒面制备选择性发射极。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的光伏电池无损伤选择性发射极的生产工艺流程图；图2是本专利技术制绒硅片磷扩散步骤的主要工艺流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1：一种光伏电池无损伤选择性发射极的制备方法，该方法的工艺流程图如图1所示，所述的制备方法具体包括以下步骤：1、制绒硅片磷扩散如图2所示为本方法磷扩散的主要流程：（1）进管：将制绒清洗后的硅片放入扩散炉管内，（2）升温至第一温度：在氮气气氛下，按照10℃/min的升温速率，使扩散炉管温度达到设定温度750-850℃。氮气气体流量为9000sccm。当扩散炉管温度达到设定温度-1时，首先进行轻扩结（轻扩结，形成掺杂浓度较低的PN结）的制备，此时通磷源量较小，目的是形成高方阻区，随后升温推结。（3）沉积磷源：进行第一次沉积，在所述硅片表面形成第一磷扩散；待到扩散炉管内的温度升至预定温度，也即所述第一温度后，往所述扩散炉管内通入氧气和携磷源氮气，进行第一次沉积，所述第一次沉积时间为2min-10min；其中，所述氧气的气体流量为300-600sccm；所述携磷源氮气气体流量为200sccm-500sccm。本步骤的目的为在硅片表面沉积相对少量的磷，在硅片表面形成轻扩散，避免磷扩散浓度较高，产生较大的复合。需要说明的是，本步骤中虽然磷的掺杂浓度较低，但是结深较深，从而形成较深的发射结。（4）升温至第二温度，所述第二温度高于所述第一温度：在氮气气氛下，按照10℃/min的升温速率，使扩散炉管温度达到设定温度870-930℃，（5）推结：维持步骤（4）的温度，推结30-60min，（6）降温：扩散炉管温度降温至750-850℃，推结流程结束后，待温度重新降低至750-850℃时，再进行通源量较大的磷源沉积。在此温度下，推结效果极其不明显，新沉积的磷源主要集中在磷硅玻璃当中。为后续的重扩区，即高方阻区制备做准备。（7）沉积磷源：进行第二次沉积，在所述硅片表面形成第二磷扩散；待到扩散炉管内的温度降至预定温度时，往所述扩散炉管内通入氧气和携磷源氮气，进行第二次沉积，所述第二次沉积时间为10min-25min；其中，所述氧气的气体流量为300-600sccm；所述携磷源氮气气体流量为500sccm-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏电池无损伤选择性发射极的制绒硅片磷扩散方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）进管：将制绒清洗后的硅片放入扩散炉管内，（2）升温至第一温度：在氮气气氛下，使扩散炉管温度达到设定温度750‑850℃；（3）沉积磷源：进行第一次沉积，在所述硅片表面形成第一磷扩散；（4）升温至第二温度，所述第二温度高于所述第一温度：在氮气气氛下，使扩散炉管温度达到设定温度870‑930℃，（5）推结：维持步骤（4）的温度，推结30‑60min，（6）降温：扩散炉管温度降温至750‑850℃，（7）沉积磷源：进行第二次沉积，在所述硅片表面形成第二磷扩散；（8）降温出管：退火降温，待扩散炉管温度降温至800±5℃，将所述硅片从所述扩散炉管内取出，得到磷扩散的制绒硅片。

【技术特征摘要】
1.一种光伏电池无损伤选择性发射极的制绒硅片磷扩散方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）进管：将制绒清洗后的硅片放入扩散炉管内，（2）升温至第一温度：在氮气气氛下，使扩散炉管温度达到设定温度750-850℃；（3）沉积磷源：进行第一次沉积，在所述硅片表面形成第一磷扩散；（4）升温至第二温度，所述第二温度高于所述第一温度：在氮气气氛下，使扩散炉管温度达到设定温度870-930℃，（5）推结：维持步骤（4）的温度，推结30-60min，（6）降温：扩散炉管温度降温至750-850℃，（7）沉积磷源：进行第二次沉积，在所述硅片表面形成第二磷扩散；（8）降温出管：退火降温，待扩散炉管温度降温至800±5℃，将所述硅片从所述扩散炉管内取出，得到磷扩散的制绒硅片。2.根据权利要求1所述的制绒硅片磷扩散方法，其特征在于：步骤（2）中，按照10-12℃/min的升温速率进行升温。3.根据权利要求1所述的制绒硅片磷扩散方法，其特征在于：步骤（2）中，氮气气体流量为9000±100sccm。4.根据权利要求1所述的制绒硅片磷扩散方法，其特征在于：步骤（3）中，待到扩散炉管内的温度升至预定温度，即所述第一温度后，往所述扩散炉管内通入氧气和携磷源氮气，进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钊，杨洁，郑霈霆，孙海杰，朱佳佳，陈石，冯修，郭瑶，於琳玲，朱思敏，
申请(专利权)人：晶科能源科技海宁有限公司，浙江晶科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33