具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

下面请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种太阳能电池的扩散工艺的流程示意图，具体包括：步骤S101～S103。

S101、在扩散炉管内，将制绒后的硅片通入携带三氯氧磷的小氮，在预设第一温度下第一次沉积磷源，并在预设第二温度下通入氧气和大氮进行高温推进得到PN结；

S102、在所述PN结上通入携带三氯氧磷的小氮，第二次沉积磷源，进而在硅片表面形成含低浓度磷源的磷硅玻璃层；

S103、通入大氮对所述磷硅玻璃层进行吹扫，结束扩散，在硅片表面获得含低浓度磷源的发射极。

本实施例中，首先将制绒后的硅片推送至扩散炉管内，然后在扩散炉管内通入携带三氯氧磷(POCl₃)的小氮，进行第一次沉积磷源，同时通入氧气和大氮，对硅片进行高温推进得到PN结。然后再得到的PN结上通入携带三氯氧磷的小氮，再次使磷源沉积在硅片表面，进而在硅片表面形成含低浓度磷源的磷硅玻璃层。随后通入通入大氮进行吹扫，以含低浓度磷源的发射极。

本发明实施例采用低温沉积磷源，并在高温下通入氧气和大氮进行高温推进得到含表面浓度较低的PN结，然后在PN结上继续保持低温沉积磷源得到含低浓度磷源的磷硅玻璃层，利于SE技术进行选择性掺杂。本发明实施例采用两步通源沉积的方式，使三氯氧磷均在低温环境下沉积，可以使硅片表面浓度充分降低，同时通过控制磷源沉积的大氮、氧气和小氮的气体流量比来保证PN结的均匀性，从而保证了硅片发射极区域的低表面浓度和高质量PN结，增加了短波响应，减少硅片内部缺陷，降低了表面少数载流子的复合，进而有效提高太阳能电池的转换效率。在一具体应用场景中，本发明实施例可以将太阳能电池的转换效率提高0.18％。

在另一具体应用场景中，通过一石英舟将硅片载入至扩散炉管内，并且在结束扩散后，将石英舟从扩散炉管内推出，并取出含低浓度磷源的发射极的硅片。

另外，需要说明的是，本实施例将携带三氯氧磷的氮气称为小氮，小氮的作用是作为三氯氧磷的携带气体，增强三氯氧磷的挥发效果，同时未携带三氯氧磷的氮气称为大氮。

在一实施例中，所述预设第一温度为750℃～780℃，所述预设第二温度为860℃～870℃。即在扩散炉管内通入携带POCl3的小氮在750℃～780℃低温下沉积磷源，并在860℃～870℃高温下通入氧气和大氮进行高温推进得到PN结。

进一步的，所述第一次沉积磷源的沉积时间为8min～14min。

在一实施例中，如图2所示，所述步骤S101包括：步骤S201～S203。

S201、通入800sccm～1500sccm的氧气和600sccm～1200sccm的大氮，在温度为750℃～780℃、压力为90mbar～110mbar的条件下在硅片表面形成一层二氧化硅膜；

本步骤中，因为磷在二氧化硅中的扩散系数远小于在硅中的扩散系数，而形成一层二氧化硅膜的主要作用是作为一个阻挡面，使磷源扩散时经过氧化膜更均匀的扩散到硅片表面，特别是对活性弱的磷原子能起有效阻挡作用，从而减少扩散层，并减缓扩散推进速率。有利于提高扩散的均匀性，同时此处的大氮的作用是作为保护气体，维持扩散炉管的惰性环境并能够驱逐关内空气，使管内保持一定的的洁净度。

S202、通入600sccm～1200sccm携带三氯氧磷的小氮、400sccm～1000sccm的氧气和600sccm～1200sccm的大氮，在温度为750℃～780℃、压力为90mbar～110mbar的条件下使磷源第一次沉积在硅片表面，沉积时间为3min～4min；

本步骤中，通入大氮也能将三氯氧磷吹扫进扩散炉管，使三氯氧磷均匀的分布在扩散炉管中，而氧气能使三氯氧磷充分分解，防止多余的磷腐蚀硅片。

S203、通入200sccm～600sccm的氧气和600sccm～1200sccm的大氮，在温度为860℃～870℃、压力为90mbar～110mbar的条件下进行高温推进得到PN结，推进时间为12min～18min。

本步骤中，氧气的主要作用是硅片表面沉积的磷源充分反应，利于PN结的推进，大氮的作用主要是维持管内气氛环境，保持氧气均匀分布在炉管中。

本实施例通过步骤S201～S203可以在硅片上推进得到含表面浓度较低的PN结，然后在此PN结上继续保持低温沉积磷源得到含低浓度磷源的磷硅玻璃层，利于SE技术进行选择性掺杂。

在一实施例中，在进行二次沉积磷源之前，通过预设的降温时间1500s～2000s以及预设压力为90mbar～110mbar的条件将扩散炉管内的温度冷却至750℃～770℃。

进一步的，在进行二次沉积磷源时，在冷却后的扩散炉管内，通入200sccm～600sccm的氧气、600sccm～1200sccm的大氮和600sccm～1200sccm携带三氯氧磷的小氮，在温度为750℃～780℃、压力为90mbar～110mbar的条件下再次使磷源沉积在硅片表面，沉积时间为7min～15min。

在一实施例中，为验证本发明实施例提供的太阳能电池的扩散工艺的效果，本实施例以采用传统扩散工艺制得的硅片作为对比例1，以本发明实施例的扩散工艺制得的硅片作为实施例1。

其中，传统扩散工艺具体过程描述为：

S11，通入800sccm～1500sccm的氧气和600sccm～1200sccm的大氮，处理温度设置为780℃，炉管压力控制在90mbar～110mbar，处理时间为200s～300s。

S12，通入400sccm～1000sccm的氧气、600sccm～1200sccm的大氮、600sccm～1200sccm携带POCl₃的小氮，在750℃～780℃，压力90mbar～110mbar的条件下进行扩散，扩散时间为3min～4min；

S13，通入200sccm～600sccm的氧气和600sccm～1200sccm的大氮，在840℃～850℃，压力90mbar～110mbar的条件下进行高温推进得到PN结，推进时间为12min～18min。

S14，设定降温时间1200s～1800s，在压力90mbar～110mbar的条件下使扩散炉管管内温度充分冷却至780℃～790℃，之后通入400sccm～1000sccm的氧气、600sccm～1200sccm的大氮和600sccm～1200sccm携带POCl₃的小氮，在780℃～790℃，压力90mbar～110mbar的条件下进行扩散，扩散时间为2min～4min。

S15，设定降温时间500s～1000s，在压力90-～110mbar的条件下使扩散炉管管内温度充分冷却至760℃～780℃，之后通入400sccm～1000sccm的氧气、600sccm～1200sccm的大氮和600sccm～1200sccm携带POCl₃的小氮，在760℃～780℃，压力90mbar～110mbar的条件下进行扩散，扩散时间为4min～10min。

将对比例1和实施例1所述扩散处理后硅片和测量其方阻，并将其进一步在相同条件下进行激光掺杂，测量此时的方阻数据，结果如表1所示。

表1

从表1的数据可以看出，对比例1的方阻降幅(扩散后硅片方阻与激光掺杂后方阻的差值)普遍在80～95之间，而实施例1的方阻降幅普遍在60～75之间，根据对比例1和实施例1的数据对比可知，实施例1的方阻降幅明显偏小，方阻降幅越小，说明电池片表面浓度越低，电池片少子复合越少，相应的开路电压、短路电流还有填充因子都会上升，进而使电池片效率升高。

将所述硅片进一步制备成选择性发射极电池片后，测量其电性能参数，结果如表2所示。

表2

由表2可知，通过本发明实施例提供的太阳能电池的扩散工艺加工得到PERC(Passivated Emitter and Rear Cell，即钝化发射极和背面电池技术)太阳电池用的硅片，其电性能较传统工艺提升了0.18％。需要说明的是，此为单个硅片性能提升数据，而在实际应用中，PERC太阳能电池为多个硅片联用(例如72个)，由此可极大地提高整个太阳能电池组的发电功率。

本发明实施例还提供了一种硅片，适用于太阳能电池，采用如上所述的太阳能电池的扩散工艺制成。

本发明实施例还提供了一种太阳能电池的制备方法，包括如上所述的太阳能电池的扩散工艺。

进一步，所述太阳能电池的制备方法还包括：

对硅片依次进行激光掺杂、刻蚀、退火、背面镀膜、正面镀膜、激光开槽、印刷烧结、电注入与测试分检操作。

具体来说，如图3所示，所述对硅片依次进行激光掺杂、刻蚀、退火、背面镀膜、正面镀膜、激光开槽、印刷烧结、电注入与测试分检操作，包括：步骤S301～S309。

S301、采用激光掺杂的方式，与硅片的接触部位进行重掺杂；

S302、采用硝酸与氟化氢溶液对硅片进行背面抛光，并去除硅片的正面磷硅玻璃层；

S303、对刻蚀后的硅片进行退火，在硅片表面沉积一层二氧化硅层；

S304、通过沉积方法在硅片的背部沉积一层三氧化二铝和氮化硅钝化膜层；

S305、通过沉积方法在硅片的正面生长沉积一层氮化硅膜；

S306、对镀膜后的硅片背面进行激光开槽；

S307、利用丝网印刷对硅片进行背面和正面印刷，然后进行烧结工艺；

S308、通过光衰炉或者电注入炉对硅片进行电注入，得到电池片；

S309、对电池片进行电池测试分档。

本实施例中，在通过上述太阳能电池的扩散工艺对制绒后的硅片进行扩散后，再依次对硅片进行激光掺杂(SE)、刻蚀、退火、背面镀膜、正面镀膜、激光开槽、印刷烧结、电注入与测试分检等操作。

现详述具体说明PERC太阳电池的制备步骤：

1)制绒：单晶硅片经过表面制绒获得良好的绒面结构。

2)扩散：利用本发明实施例提供的太阳能电池的扩散工艺对硅片进行扩散处理。

3)SE：采用激光掺杂的方式，即在金属栅线(电极)与硅片接触部位进行重掺杂，在电极之间位置进行轻掺杂。

4)刻蚀：采用HNO₃与HF溶液对硅片进行背面抛光，并去除正面磷硅玻璃层。

5)退火：对刻蚀后的硅片进行退火，在硅片表面沉积一层二氧化硅层。

6)背钝化：在硅片背部通过ALD或PECVD方式沉积一层三氧化二铝和氮化硅钝化膜层。

7)正膜：在硅片的正面生长沉积一层氮化硅膜。

8)激光开槽：对镀膜后的硅片背面进行激光开槽。

9)印刷烧结：经过丝网印刷完成背面和正面印刷，然后进行烧结工艺。

10)电注入：通过光衰炉或者电注入炉进行电注入。

11)测试分检：最后对电池片进行电池测试分档。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。