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CN111128697A - 一种TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法 - Google Patents

一种TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法 Download PDF

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CN111128697A
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韩大伟
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Zhejiang Aiko Solar Energy Technology Co Ltd
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Zhejiang Aiko Solar Energy Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法，包括进管、升温沉积一、升温沉积二、高温推进、出管等步骤，经反复实验，采用本方法，多晶硅表面方块电阻的均匀性得到很好的改善。

Description

一种TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是一种P-TopCon结构太阳能电池非原位磷掺杂的方法。
背景技术
随着SE-PERC结构电池的日益完善，搭配浆料和网版的改进使晶硅电池片的效率逐步提高。但是，SE-PERC结构电池的潜力正在被开发殆尽。又因为其固有的结构类型，使其开路电压的提升十分困难。P-TopCon结构太阳能电池由于运用载流子隧穿效应加上多晶硅及减反膜的叠层结构，使其开路电压大幅度提高，光电转换效率提升较大。
在多晶硅膜上进行磷掺杂时，需要较高的反应温度，使磷原子扩散进入多晶硅表面并激活磷原子，而反应温度过高会导致扩散的均匀性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：传统方法进行磷掺杂时扩散的均匀性较差问题。
本发明解决该技术问题采用的技术方案是：
一种TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法，其特征在于：包括以下步骤；
步骤一，进管，使用LPCVD设备沉积多晶硅膜及经过后面几道制程工序制成的半成品太阳能电池片送入扩散炉管；
步骤二，升温沉积一，扩散炉管内温度升至780～800摄氏度，稳定后通入氧气、三氯氧磷、氮气，进行第一次磷原子沉积；
步骤三，升温沉积二，扩散炉管内温度在步骤一基础上提高10～20摄氏度，稳定后通入氧气、三氯氧磷、氮气，进行第二次磷原子沉积；
步骤四，高温推进，扩散炉管内温度升至900～1000摄氏度，通入氮气与氧气，进行高温推进；
步骤五，出管，扩散炉管内通入氧气，进行降温、吹扫和回压后出管。
作为优选，所述步骤一中所述多晶硅膜的厚度为100～200纳米。
作为优选，所述步骤二中，通入氧气的流量为300～600 标准毫升每分钟，通入三氯氧磷的流量为300～450毫克每分钟，通入氮气的流量为300～600标准毫升每分钟，时间设定是3分钟，反应压强控制在50毫巴。
作为优选，所述步骤三中，通入氧气的流量为300～600标准毫升每分钟，通入三氯氧磷的流量为400～550毫克每分钟，通入氮气的流量为300～600标准毫升每分钟，时间设定是2.5分钟，反应压强控制在50毫巴。
作为优选，所述步骤四中，通入氧气的流量为200～300标准毫升每分钟，通入氮气的流量为300～600标准毫升每分钟，时间设定是5分钟，反应压强控制在200毫巴。
作为优选，所述步骤五中，通入氧气的流量为800～1000标准毫升每分钟。
本发明的有益效果是：采用本方法可制备出在多晶硅表面的方块电阻均匀性较好的P-TopCon结构电池片，方块电阻控制在80～150欧姆每方块左右，25点方阻不均匀性不超过4%，在炉管五个温区位置各放置1片整面沉积多晶硅膜测试片，测试多晶硅膜磷掺杂的方块电阻值及25点方阻不均均匀性数据如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
25点方阻不均匀性计算公式=(MAX-MIN)/(MAX+MIN)×100%
从数据中得出，采用本制备方法，方块电阻值的整体均匀性相对较好，符合预期。
附图说明
图1：本发明方法流程图
图2: 采用本发明方法制备P-TopCon结构太阳能电池流程图
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1～2所示，一种采用本发明的P-TopCon结构太阳能电池制备方法，流程如下：
1.选用P型单晶硅片为衬底材料。
2.制绒：选用湿法碱制绒。
3.制备隧穿氧化层：使用热生长方式生长二氧化硅层。
4.制备多晶硅膜：使用LPCVD设备沉积双面多晶硅膜。
5.制备掩膜：保护多晶硅膜。
6.激光消融：保留金属与硅接触的区域的多晶硅膜，去除非接触区域的多晶硅膜。
7.制绒：湿法碱制绒，去除激光损伤层、背面多晶硅膜及正面掩膜层。
8.扩散：进行非原位磷掺杂，包括以下步骤：
步骤一，进管，使用LPCVD设备沉积厚度为100纳米多晶硅膜及经过后面几道制程工序制成的半成品太阳能电池片送入扩散炉管；
步骤二，升温沉积一，扩散炉管内温度升至780摄氏度，稳定后通入氧气、三氯氧磷、氮气，进行第一次磷原子沉积，通入氧气的流量为300标准毫升每分钟，通入三氯氧磷的流量为300毫克每分钟，通入氮气的流量为300标准毫升每分钟，时间设定是3分钟，反应压强控制在50毫巴；
步骤三，升温沉积二，扩散炉管内温度升至790摄氏度，稳定后通入氧气、三氯氧磷、氮气，进行第二次磷原子沉积，通入氧气的流量为300标准毫升每分钟，通入三氯氧磷的流量为400毫克每分钟，通入氮气的流量为300标准毫升每分钟，时间设定是2.5分钟，反应压强控制在50毫巴；
步骤四，高温推进，扩散炉管内温度升至900摄氏度，通入氮气与氧气，进行高温推进，通入氧气的流量为200标准毫升每分钟，通入氮气的流量为300标准毫升每分钟，时间设定是5分钟，反应压强控制在200毫巴；
步骤五，出管，扩散炉管内通入氧气，进行降温、吹扫和回压后出管，通入氧气的流量为800标准毫升每分钟。
9.刻蚀：背面抛光和去除边缘P-N结。
10. 背膜：镀背面钝化减反膜。
11. 正膜：镀正面钝化减反膜。
12. 背面激光：激光开槽，形成接触。
13. 丝网印刷：使背银浆料、铝浆及正银浆料，经过丝网印刷工艺，烘干烧结后形成接触电极。
14.测试：对成品进行测试。
本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域技术人员显而易见的修改将包括在本权利要求的范围之内。

Claims (5)

1.一种TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法，其特征在于：包括以下步骤；
步骤一，进管，使用LPCVD设备沉积多晶硅膜及经过后面几道制程工序制成的半成品太阳能电池片送入扩散炉管；
步骤二，升温沉积一，扩散炉管内温度升至780～800摄氏度，稳定后通入氧气、三氯氧磷、氮气，进行第一次磷原子沉积；
步骤三，升温沉积二，扩散炉管内温度在步骤一基础上提高10～20摄氏度，稳定后通入氧气、三氯氧磷、氮气，进行第二次磷原子沉积；
步骤四，高温推进，扩散炉管内温度升至900～1000摄氏度，通入氮气与氧气，进行高温推进；
步骤五，出管，扩散炉管内通入氧气，进行降温、吹扫和回压后出管。
2.如权利要求1所述的TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法，其特征在于：所述步骤一中所述多晶硅膜的厚度为100～200纳米。
3.如权利要求1所述的TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法，其特征在于：所述步骤二中，通入氧气的流量为300～600 标准毫升每分钟，通入三氯氧磷的流量为300～450毫克每分钟，通入氮气的流量为300～600标准毫升每分钟，时间设定是3分钟，反应压强控制在50毫巴。
4.如权利要求1所述的TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法，其特征在于：所述步骤三中，通入氧气的流量为300～600标准毫升每分钟，通入三氯氧磷的流量为400～550毫克每分钟，通入氮气的流量为300～600标准毫升每分钟，时间设定是2.5分钟，反应压强控制在50毫巴。
5.如权利要求1所述的TopCon太阳能电池非原位磷掺杂的方法，其特征在于：所述步骤四中，通入氧气的流量为200～300标准毫升每分钟，通入氮气的流量为300～600标准毫升每分钟，时间设定是5分钟，反应压强控制在200毫巴。
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