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太阳能电池片扩散工艺

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太阳能电池片扩散工艺

2.2.2 扩散制结制结过程是在一块基体材料上生成导电类型不同的扩散层,它和制结前的表面处理均是电池制造过程中的关键工序。制结方法有热扩散,离子注入,外延,激光及高频电注入法等。本节主要介绍热扩散法。扩散是物质分子或原子运动引起的一种自然现象, 热扩散制 p n 结法为用加热方法使 V 族杂质掺入 P 型或Ⅲ族杂质掺入 n型硅。硅太阳电池中最常用的 V 族杂质元素为磷,Ⅲ族杂质元素为硼。硅太阳电池所用的主要热扩散方法有涂布源扩散,液态源扩散,固态源扩散等。2.2.2.2 液态源扩散液态源扩散有三氯氧磷液态源扩散和硼的液态源扩散, 它是通过气体携带法将杂质带入扩散炉内实现扩散。 其原理如图 3.6图 3.6 三氯氧磷扩散装置示意图对于 p 型 10cm 硅片,三氯氧磷扩散过程举例如下( 1)将扩散炉预先升温至扩散温度( 850 ~ 900C ) 。先通入大流量的氮气( 500~ 1000ml/min ) ,驱除管道内气体。如果是新处理的石英管,还应接着通源,即通小流量氮气, ( 40~ 100ml/min )和氧气( 30~ 90ml/min ) ,使石英壁吸收饱和。( 2)取出经过表面准备的硅片,装入石英舟,推入恒温区,在大流量氮气( 500~ 1000ml/min )保护下预热 5 分钟。( 3)调小流量,氮气 40~ 100ml/min 、氧气流量 30~ 90ml/min 。通源时间 10~ 15min 。( 4)失源,继续通大流量的氮气5 min ,以赶走残存在管道内的源蒸气。( 5)把石英舟拉至炉口降温5分钟,取出扩散好的硅片,硼液态源扩散时,其扩散装置与三氯氧磷扩散装置相同,但不通氧气。2.2.2.3 固态氮化硼源扩散固态氮化硼扩散通常采用片状氮化硼作源,在氮气保护下进行扩散。片状氮化硼可用高纯氮化硼棒切割成和硅片大小一样的薄片, 也可用粉状氮化硼冲压成片。 扩散前, 氮化硼片预先在扩散温度下通氧30分钟使氮化硼表面的三氧化二硼与硅发生反应,形成硼硅玻璃沉积下在硅表面,硼向硅内部扩散。扩散温度为950~100 0C ,扩散时间15~30分钟,氮气流量2000ml/min以下,氮气流量较低,可使扩散更为均匀。

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