專利名稱：一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一次擴散法制備選擇性發(fā)射極太陽能電池的制作工藝，尤其晶硅電池片制作工藝，具體地說是一種一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法。
背景技術(shù)：
當前選擇性發(fā)射極電池技術(shù)上有多種實現(xiàn)方法，目前采用腐蝕擴散掩膜層制備的選擇性發(fā)射極電池大多采用二氧化硅掩膜，該二氧化硅膜主要是由高溫擴散法制備，形成較厚的含磷二氧化硅層，由于制備含磷二氧化硅掩膜層需要增加高溫氧化設(shè)備，且高溫氧化爐制備二氧化硅掩膜時間較長，對磷擴散效果的阻擋作用有限，最終將造成選擇性發(fā)射極電池轉(zhuǎn)化效率的降低，并且影響生產(chǎn)周期及生產(chǎn)效率，不利于選擇性發(fā)射極電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前二次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池中生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)設(shè)備成本增加的問題，提出一種一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法，其特征在于包括以下步驟(I)選用P型硅片，采用硅片制絨工藝對其進行表面去損傷層及構(gòu)化；(2)將步驟(I)制絨后的硅片完全浸泡在有機硅凝膠溶液中生成二氧化硅層；(3)選擇性去除硅片二氧化硅層，并清洗、烘干帶二氧化硅掩膜硅片；(4)將步驟(3)烘干后的帶二氧化硅層硅片置于擴散爐管內(nèi)，通過N2作為載體導入擴散爐管，以三氯氧磷作為擴散源，進行磷離子擴散；(5)采用濕化學刻蝕法去除擴散后硅片邊緣及背面的PN結(jié)，完成后用酸去除硅片表面磷硅玻璃；(6)使用等離子化學氣相沉淀法對刻蝕后的硅片鍍減反射膜；(7)套印、燒結(jié)。本發(fā)明步驟(2)中使用有機硅凝膠溶液浸泡制絨后硅片，持續(xù)5s后在50-300°C溫度下風干，持續(xù)5min，形成二氧化硅層。本發(fā)明步驟(3)中選擇性去除硅片二氧化硅層為采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，通過印刷HF酸漿料，在硅片表面印刷電池片圖案，完成后持續(xù)2min腐蝕時間，然后使用去離子水沖洗表面印刷出的腐蝕漿料，得到選擇性腐蝕的帶二氧化硅掩膜硅片。本發(fā)明步驟(4)中N2流量為2000sCCm，擴散溫度790°C下進行磷原子擴散，擴散時間20min。本發(fā)明步驟(5)所述的酸為質(zhì)量濃度為49%的氫氟酸。本發(fā)明步驟(6)中鍍減反射膜的工藝條件為反應(yīng)溫度450°C，高頻電源功率為6000W，頻率3000Hz，真空壓力1700mTorr，氨氣與硅烷體積比為11 : 1，沉積時間持續(xù)15min。
本發(fā)明步驟(6)中所制備的減反射膜膜厚度為70_75nm。本發(fā)明步驟(7)中燒結(jié)溫度為820°C，燒結(jié)爐皮帶速度為5800mm/min。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所用的一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法縮短了傳統(tǒng)的二次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的制作周期，制作選擇性發(fā)射極電池的設(shè)備投入降低，成品轉(zhuǎn)化效率提升。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法，首先，選用P型電阻率在l_3ohm. cm的硅片，厚度為200um，采用常規(guī)的硅片制絨工藝進行表面去損傷層及構(gòu)化，制絨后腐蝕硅片重量0. 8-lg ;使用有機硅凝膠溶液浸泡制絨后硅片，持續(xù)5秒后在50-300°C高溫下風干，持續(xù)5min，形成二氧化硅層；采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，通過印刷HF酸漿料，在硅片表面印刷電池片圖案，完成后持續(xù)2min腐蝕時間，然后使用去離子水沖洗表面印刷出的腐蝕漿料，得到選擇性腐蝕的帶二氧化硅層硅片；使用液態(tài)三氯氧磷作為擴散源，通過N2作為載體導入擴散爐管，N2流量為2000SCCm，在790°C下進行磷原子擴散，擴散20min，擴散后硅片被腐蝕漿料腐蝕的區(qū)域方阻在30-40ohm/Sq ;采用濕化學刻蝕法去除擴散后硅片邊緣及背面的PN結(jié)，使用硝酸、質(zhì)量濃度為49%的氫氟酸質(zhì)量比為372 :24,完成后使用質(zhì)量濃度為49%的氫氟酸，去除硅片表面磷硅玻璃；使用等離子化學氣相沉積工藝對刻蝕后的硅片鍍減反射膜，反應(yīng)溫度為450°C，高頻電源功率為6000W，頻率3000Hz，真空壓力1700mTorr，氨氣與硅烷體積比為11 :1，沉積時間持續(xù)15min，減反射膜膜厚范圍在70-75nm ;采用常規(guī)絲網(wǎng)印刷技術(shù)對硅片印刷正電極、背電極、背電場，其中正電極圖案與第二步中印刷腐蝕漿料的圖案一致，并且印刷時需要達到重合；在溫度為820°C，燒結(jié)爐皮帶速度在5800mm/min條件下進行燒結(jié)，得到選擇性發(fā)射極電池。本發(fā)明未涉 及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)選用P型硅片，采用硅片制絨工藝對其進行表面去損傷層及織構(gòu)化； (2)將步驟(I)制絨后的硅片完全浸泡在有機硅凝膠溶液中使二氧化硅附著于硅片上； (3)選擇性去除硅片二氧化硅層，并清洗、烘干帶二氧化硅掩膜硅片； (4)將步驟(3)烘干后的帶二氧化硅層硅片置于擴散爐管內(nèi)，通過N2作為載體導入擴散爐管，以三氯氧磷作為擴散源，進行磷離子擴散； (5)采用濕化學刻蝕法去除擴散后硅片邊緣及背面的PN結(jié)，完成后用酸去除硅片表面磷硅玻璃； (6)使用等離子化學氣相沉淀法對刻蝕后的硅片鍍減反射膜； (7)套印、燒結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法，其特征在于步驟(2)中使用有機硅凝膠溶液浸泡制絨后硅片，持續(xù)5s后在50-300°C溫度下風干，持續(xù)5min，形成二氧化硅層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法，其特征在于步驟(3)中選擇性去除硅片二氧化硅層為采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，通過印刷HF酸漿料，在硅片表面印刷電池片圖案，完成后持續(xù)2min腐蝕時間，然后使用去離子水沖洗表面印刷出的腐蝕漿料，得到選擇性腐蝕的帶二氧化硅掩膜硅片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法，其特征在于步驟(4)中N2流量為2000sccm，擴散溫度790°C下進行磷原子擴散，擴散時間20min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法，其特征在于步驟(5)所述的酸為質(zhì)量濃度為49%的氫氟酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法，其特征在于步驟(6)中鍍減反射膜的工藝條件為反應(yīng)溫度450°C，高頻電源功率為6000W，頻率3000Hz，真空壓力1700mTorr，氨氣與硅烷體積比為11 :1，沉積時間持續(xù)15min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法,其特征在于步驟(6)中所制備的減反射膜膜厚度為70-75nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法，其特征在于步驟(7)中燒結(jié)溫度為820°C，燒結(jié)爐皮帶速度為5800mm/min。
全文摘要
本發(fā)明公開一次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的方法，其特征在于包括以下步驟選用P型硅片，采用硅片制絨工藝對其進行表面去損傷層及構(gòu)化；將制絨后的硅片完全浸泡在有機硅凝膠溶液中生成二氧化硅層；選擇性去除硅片二氧化硅層，并清洗、烘干帶二氧化硅層硅片；將烘干后的帶二氧化硅層硅片置于擴散爐管內(nèi)，通過N2作為載體導入擴散爐管，以三氯氧磷作為擴散源，進行磷離子擴散；采用濕化學刻蝕法去除擴散后硅片邊緣及背面的PN結(jié)，完成后用酸去除硅片表面磷硅玻璃；使用等離子化學氣相沉淀法對刻蝕后的硅片鍍減反射膜；套印、燒結(jié)。本發(fā)明方法縮短了傳統(tǒng)的二次擴散法制備選擇性發(fā)射極電池的制作周期，使得設(shè)備投入降低，成品轉(zhuǎn)化效率提升。
文檔編號C30B31/08GK103066150SQ201210369829
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者黃侖, 吳俊清, 王金偉, 史孟杰, 崔梅蘭 申請人:東方電氣集團(宜興)邁吉太陽能科技有限公司