一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺及其控制系统，第一步升温扩散：通入氮气，扩散时间

【技术实现步骤摘要】
一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺及其控制系统


[0001]本专利技术涉及光伏
，具体的说是涉及太阳能电池制造中的多晶硅片的磷扩散工艺，更具体的说是涉及一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺及其控制系统
。

技术介绍

[0002][0003]目前传统的多晶硅扩散工艺，温度较高，用的氮气和三氯氧磷的流量都比较高
。
这样扩散后的硅片表面磷的浓度较高，“死层”较厚，大大降低了电池的短波响应，使得多晶硅电池的转化效率不高
。
为了解决这一技术问题，现有专利技术
201110230914.3
中提供了一种多晶硅片的磷扩散工艺，采用十步扩散步骤，利用低温扩散提高电池片的转换效率
。
[0004]然而低温扩散虽然能够在一定程度上保护扩散炉，延长扩散炉的使用寿命，降低电的消耗量，降低太阳能电池的加工成本，然而由于其温度的降低导致的时间的延长也制约了生产效率，然而这种低温扩散思路仍然是值得被借鉴和采纳的，只不过需要更为科学的扩散方法，既能够满足生产效率，又能够提高电池片的转换效率
。
[0005]因此，如何在低温扩散的基础上，提供一种可平衡控制温度和生产效率的光伏电池片生产的磷扩散控制工艺及其控制系统，是本领域技术人员亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺及其控制系统，旨在解决上述技术问题
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺，包括：
[0009]第一步升温扩散：通入氮气，扩散时间
800
～
1000s
，炉中温度由
800℃
逐渐升至
900℃
；
[0010]第二步低温扩散：通入低温气体，并通入氮气和氧气，扩散时间
300
～
400s
，炉中温度不低于
800℃
；
[0011]第三步升温扩散：通入氮气
、
氧气和三氯氧磷，扩散时间
800
～
1200s
，炉中温度由第二步最终的温度逐渐升至
900℃
；
[0012]第四步低温扩散：通入氮气和氧气，扩散时间
800
～
1000s
，炉中温度不低于
800℃
；
[0013]第五步恒温扩散：通入氮气，扩散时间
800
～
1000s
，炉中温度为
800℃
至
830℃。
[0014]通过上述技术方案，本专利技术提供的光伏电池片生产的磷扩散控制工艺简化全低温扩散的工艺形式，通过升温和降温的切换调控，对光伏硅片的扩散温度进行调节，利用温度的变换，协调通入氮气
、
氧气和三氯氧磷，既能够克服由于温度较高导致的使用氮气和三氯氧磷的流量都比较高的缺陷，又能够防止扩散后的硅片表面磷的浓度较高，“死层”较厚，优化了电池的短波响应，使得光伏电池的转化效率进一步得到提升
。
[0015]优选的，在上述一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺中，在第一步升温扩散中，
炉中温度由
800℃
升至
900℃
用时控制在
500
～
600s。
[0016]优选的，在上述一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺中，在第二步低温扩散中，通入的低温气体温度在
10
～
20℃。
[0017]优选的，在上述一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺中，在第三步升温扩散中，温度升至
900℃
用时控制在
500
～
800s。
[0018]优选的，在上述一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺中，在第四步低温扩散中，炉中温度为
800
～
850℃。
[0019]优选的，在上述一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺中，在第一步升温扩散中，氮气的通入量为
50000
～
70000ml
；在第二步低温扩散中，氮气的通入量为
8000
～
9000ml
，氧气的通入量为
800
～
1200ml
；在第三步升温扩散中，氮气的通入量为
6000
～
8000ml
，三氯氧磷的通入量
1200
～
1400ml
，氧气的通入量为
600
～
800ml
；在第四步低温扩散中，氮气的通入量为
700
～
900ml
，氧气的通入量为
1500
～
3000ml
；在第五步恒温扩散中，氮气的通入量为
50000
～
70000ml。
[0020]本专利技术还提供了一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺的控制系统，包括炉体，所述炉体内设有扩散炉膛，所述扩散炉膛尾部具有工艺气体管路，所述扩散炉膛内部设有排废管
、
热电偶和低温气体管路；所述炉体外侧设有与所述低温气体管路连接的低温气体泵入机构
。
[0021]通过上述技术方案，本专利技术提供的控制系统能够在常规扩散工艺的基础上满足升温加热，还能够通过低温气体泵入机构和低温气体管路通入低温气体进行降温控制，对炉内进行快速调温，同时可以降低流量，防止流量通入过大导致的“死层”较厚问题，本专利技术结构简单，能够有效配合扩散工艺进行控制
。
[0022]优选的，在上述一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺的控制系统中，所述低温气体管路布置在所述扩散炉膛的内腔上部，所述低温气体管路上开设有多个气体出口，所述气体出口的方向朝上
。
利用冷空气下沉原理，可以使得温度得到快速降低，且气体出口朝上，可以防止对炉体气流的扰动
。
[0023]优选的，在上述一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺的控制系统中，所述排废管和所述热电偶布置在所述扩散炉膛的内腔下部
。
热电偶能够对炉内温度进行检测和监控
。
[0024]优选的，在上述一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺的控制系统中，所述低温气体泵入机构为气泵和制冷器的组合结构
。
低温气体泵入机构采用空调制冷机然后配合气泵泵入即可
。
[0025]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺及其控制系统，具有以下有益效果：
[0026]1、
本专利技术提供的光伏电池片生产的磷扩散控制工艺简化全低温扩散的工艺形式，通过升温和降温的切换调控，对光伏硅片的扩散温度进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺，其特征在于，包括：第一步升温扩散：通入氮气，扩散时间
800
～
1000s
，炉中温度由
800℃
逐渐升至
900℃
；第二步低温扩散：通入低温气体，并通入氮气和氧气，扩散时间
300
～
400s
，炉中温度不低于
800℃
；第三步升温扩散：通入氮气
、
氧气和三氯氧磷，扩散时间
800
～
1200s
，炉中温度由第二步最终的温度逐渐升至
900℃
；第四步低温扩散：通入氮气和氧气，扩散时间
800
～
1000s
，炉中温度不低于
800℃
；第五步恒温扩散：通入氮气，扩散时间
800
～
1000s
，炉中温度为
800℃
至
830℃。2.
根据权利要求1所述的一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺，其特征在于，在第一步升温扩散中，炉中温度由
800℃
升至
900℃
用时控制在
500
～
600s。3.
根据权利要求1所述的一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺，其特征在于，在第二步低温扩散中，通入的低温气体温度在
10
～
20℃。4.
根据权利要求1所述的一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺，其特征在于，在第三步升温扩散中，温度升至
900℃
用时控制在
500
～
800s。5.
根据权利要求1所述的一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺，其特征在于，在第四步低温扩散中，炉中温度为
800
～
850℃。6.
根据权利要求1‑5中任一项所述的一种光伏电池片生产的磷扩散控制工艺，其特征在于，在第一步升温扩散中，氮气的通入量为
50000
～
70000ml
；在第二步低温扩散中，氮气的通入量为
8000
～

【专利技术属性】
技术研发人员：魏飞，张梦阳，杨卿瑞，朱耿培，
申请(专利权)人：中润新能源徐州有限公司，
类型：发明
国别省市：