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其片内不服均性为2.37%~2.86%

时间:2019-11-09  阅读:

  正在中国电子科技集团公司第四十八研究所研制的新型低压扩散炉长进行低压扩散工艺优化研究,对工艺中的温度、气流量、气压进行优化,得出了较优的低压扩散工艺方案,其扩散工艺后硅片的方阻每方为116~122Ω,片内不服均性1.24%~1.69%,较常压扩散工艺有大幅度提拔。制成的多晶电池片平均效率达到18.51%,较常压扩散工艺提拔0.26%。

  PN结是晶硅太阳电池的焦点,制备平均性好的高方阻发射极不只能够降低前概况复合,提高开电压;并且能够较大程度地提高短波的光谱响应,增大短电流。目前,高方阻电池婚配的银浆已取得冲破,处理了因方阻值高发生的电阻过大和发射极易烧穿的问题,提高发射极的方块电阻及平均性已成为提高电池效率的主要手段。

  摘要:跟着高效晶硅太阳电池手艺的成长,低压扩散工艺以其平均性好,产量大,成本低的劣势,成为将来成长的次要标的目的。对低压扩散工艺进行优化研究能够提高扩散平均性,从而提拔晶硅电池光电转换效率。

  正在低压下,扩散源的程增加,扩散源的占比增大,低压扩散中磷原子堆积于硅片概况的速度远快于常压扩散。如许容易惹起磷原子集中于硅片浅概况,若是高温低压推进过程不克不及将这些磷原子推进至合适深度,就会使硅片浅概况磷浓渡过大,惹起硅片浅概况电子空穴对复合过快,进而影响太阳电池光电转换效率。优化扩散工艺中的高温推进温度和时间显得尤为主要。

  [1]张宝峰,陈晖.低压扩散机理及其对扩散方阻平均性的影响研究[J].电子工业公用设备.2016,4(253):12-16.

  低压扩散中磷原子堆积于硅片概况的速度远快于常压扩散。为了节制参杂的速度,同时为了制备更高方阻电池片,将低温低压堆积过程中气体的流量减小为本来的3/4,优化构成低压扩散工艺三,其扩散方阻及平均性如表5所示。经低压扩散工艺三的硅片方阻值每方为107~113Ω,其片内不服均性为1.80%~2.28%,平均性较低压扩散工艺二有所提拔。

  制绒后的多晶硅片别离颠末常压扩散工艺、低压扩散工艺一、低压扩散工艺二后,正在后续的二次清洗、镀膜、丝网印刷工序中利用同样的工艺,利用测试分选机记实的利用3种扩散工艺电池片的电机能参数如表4所示。

  经工艺优化,相对于常压扩散工艺,低压扩散工艺四所制成的多晶电池片短电流增大100mA,平均光电转换效率提高0.26%。

  低压扩散方阻平均性较常压扩散较着提拔,进一步降低压力遭到低压扩散炉实空泵以及炉体密封性的,同时抽实空时间和压力均衡时间也需要耽误,正在设备能达到压力范畴以及工艺时间答应的环境下,将低压扩散气压从20kPa降至10kPa,进一步对工艺进行优化构成低压扩散工艺四,其扩散方阻及平均性见表6所示。经低压扩散工艺四的硅片方阻值每方为117~122Ω,其片内不服均性为1.24%~1.69%。经低压扩散工艺四的硅片方阻值较高,且平均性好。正在丝网印刷工序中婚配好电极浆料取烧结温度,以使低压扩散的高方阻、高平均性劣势充实阐扬出来,利用测试分选机记实电池片的电机能参数如表7所示。

  针对低压扩散工艺一,硅片浅概况参杂浓度高的环境,优化低压扩散工艺中高温低压推进过程,将温度提高,时间耽误构成低压扩散工艺二,其扩散方阻及平均性如表3所示。

  [2]赵汝强,梁存.晶体硅太阳电池工艺手艺新进展[J].材料导报2009,6(23):23-26.

  因为利用低压扩散工艺一的硅片浅概况参杂浓度较高,其开电压较低,光电转换效率较常压扩散工艺的电池片低。经工艺优化后,利用低压扩散工艺二的多晶电池片开电压较着提拔,因为低压扩散平均性较好,其短电流较大,光电转换效率也较常压扩散工艺有所提高。

  正在低压扩散工艺中,磷原子堆积的速度较快,利用不异的低温低压堆积的时间会使方阻变得很小。利用20kPa的气压,缩短低温低压堆积时间构成低压扩散工艺一,方阻及平均性如表2所示。

  方阻的测试方式:每管拔取3片硅片别离为炉口一片,炉中一片,炉尾一片;每片选5个测试点,核心、左上、左下、左下、左上5点。片内不服均性的计较方式为:片内不服均性=(最大值-最小值)/(最大值+最小值)。

  低压扩散正在扩散炉工做腔内利用负压,气体程变大,能够提高扩散炉管内气流的平均性,避免湍流发生,从而提高扩散的平均性,为晶硅太阳电池效率进一步提拔奠基了根本。因为扩散方阻平均性的提高,拆片石英舟槽间距设想可降为尺度值的一半摆布,如许能够正在设备体积不变的环境下将产能提高1倍。此外,低压扩散过程中化学品的操纵效率提高,工艺过程中化学品的用量大幅降低,节流成本。

  制备PN结是晶硅太阳电池出产中最根基、最环节的工序之一。工业出产中,制备PN结的公用设备为管式扩散炉。管式扩散炉次要由石英舟、废气室、炉体和气柜等部门形成。工业出产一般利用三氯氧磷液态源做为扩散源。把P型硅片放入扩散炉的石英容器内,利用小股的氮气携三氯氧磷进入石英容器,正在高暖和充脚氧气的空气下,三氯氧磷和硅发生反映,三氯氧磷分化获得磷单质,分化获得的磷原子从四周进入硅片,并向硅片的空地扩散渗入,最终构成了N型半导体和P型半导体的交壤面,也就是PN结。这种方式制出的PN结平均性较好,有优良的扩散层概况。

  常压扩散片内不服均性为4.48%~5.53%,而低压扩散方阻分歧性较好,其片内不服均性为2.37%~2.86%。一般来说扩散方阻平均性提高,太阳电池光电转换效率会随之提高。而采用低压扩散工艺一,方阻平均性提高了,可是太阳电池光电转换效率反而降低。通过测试参杂浓度后发觉常压扩散工艺之后,参杂浓度最超出跨越现正在0.2μm,浓度为2×1020/cm3,而低压扩散工艺一参杂浓度最超出跨越现正在0.15μm,浓度为5×1020/cm3。常压扩散和低压扩散工艺一参杂浓度随深度变化曲线所示。

  常压扩散炉凡是采用管口或管尾进气,通过大氮气流将磷源带到另一端,易形成一端磷源浓度高、另一端浓度低的现象,并且常压下气体程较小,各区域硅片接触磷源几率差距较大,只能通过调理温度节制方块电阻值,无法片内及片间平均性。

  晶硅太阳电池扩散工艺包罗:进舟,恒温降压,低压氧化,低温低压堆积,升温,高温低压推进,升压,常压氧化,www.bdj2.com,降温,出舟共10个工艺过程。影响扩散工艺成果次要集中正在低温低压堆积和高温低压推进这两个工艺过程。这两个工艺过程中的温度,气压,气体流量影响着扩散方阻的大小、方阻平均性、制结深度,进而影响太阳电池的光电转换效率。

  [3]杨乐.面向大规模使用的高效晶体硅双面可受光太阳能电池的研究[D].上海:上海交通大学,2010.46-52.

 

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