硼磷共扩散法制备硅背电场太阳电池

词：太阿１电池／，＼１背电场，共扩敬＾Ｉ佰ｍ萄
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降低太ｍ电池的制造成本是推ｒ应刚消沾的＾刚能的天键问题之～。共扩散法制备太刚电池设备 ，而且一玖扩散可以同时扩散很多片子，无需ｂＩ挺１１勺保护气体．冈而有望降低低太阳电池成本。
报道㈣：，磷（Ｐ）、铝（ＡＬ）和删（Ｂ）共扩敞技术，可以增加这些扩散原子的活性，导致形成高
目１ ＃２ ＃３
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Ｖｏｃ （ｍＹ）
５４８ ｓ４７ ５５０ ５５８ ５５１ ５５２ ５５３ ５５８ ５５４
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（ｍＡ／ｃｍ４）
２４ ２５
２９．６０
２６．８９
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（％）
１０．１０ １２．２２ １１ １７ １１．５３ １０．７３ ｌｌ ２６ １ｌ ６４ Ｉｌ ７８ １１．５９
硼磷共扩散法制各硅背电场太阳电池
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魏光普余万涛唐则祈＋袁晓ｔ刘宝元＋ｔ
（上海大学材料科学与工程学院无机材料系）
（·上海航天局空间电源研究所）
（＋｛上海硅材料厂）
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（上海市嘉定区 ２０１８００）
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要：硼、磷批扩散方法是制作硅背电场（ＢＳＦ）太Ｒｌ电池的有希望的降低成本方法。共扩散方法
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也有很多值得研究的地方。本文叙述了我们川硼、磷兆扩散法制备硅背电场太阳电池的研究结果。
表１示出了用９５０。Ｃ共扩散方法制作的９个砖背电场太阳电池的光电参数。闰３是一个典型的这
种背电场太阳电池的电压——电流曲线，显示出１２．２％的光电转换效率．填充因子也达到７８ｑ‘以上。
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如果硅片进得更薄一些，多做一些试验，效率还可能做得更高。
为了观察背面硼扩散区对杂质的吸附效麻，我”Ｊ测ｊｔ了共扩散片基医的少子寿命，也测量了单是
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７６．Ｏ １Ｂ＇ ７５．５ ７５ Ｓ ７６．７ ７４４ ７６ Ｓ ７６６ ７５．Ｏ
对比共扩散千¨单一磷扩散斤．所得的扩散层的薄层电阻，可发现如果扩散温度和时间相同的话， 共扩散和单一磷扩散后的石幸片止面（即光面）的薄层电阻儿乎是相同的。扩散层的薄层电阻和结深可 以Ｈｊ控制扩散温度和时间的办法加以控制。在制备太…ｌ也池时，耍以受光面（磷扩面）的磷扩散浓度 和深度为主来考虑扩散温度利时问。实验表明这种姓扩散方法得到的扩散层的薄层电阻的均匀性非常 好，适宜制作硅背电场太刚电池。
刖电池中扩散自｝质的有利分布。共扩散引入的杂质吸收效果还可以故善ＰＮ结特性，提高太刚电 率。此外光热快速。ｒ扩散方法还有望实现太Ｒｉ Ｌｂ池的连续生产。本文研究了硼、磷在硅中的共扩 性．利朋扩散层的薄层ｌｂ阻的测餐及少数载流ｆ寿命的删肇，证明共扩散方法可以形成结深利浓 力便控制的均匀扩散层，井可用米制备背Ｉ也场徘Ａ…电池。
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电阻的测试结果表明．共扩散法可以在碎片的上表面和Ｆ表面同时形成均匀、稳定的扩散层（发
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和背电场区），其扩敞浓度和深度可Ｈ』控制扩散时间平¨温度的办法米控制，利ｔｌ｛｛｜这种共扩散技术
制得光电转换效率为１２．２％（埘Ｉ）的叱池。对扩敞』亓的硅片进行少子寿命测量的结果．表明硅
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面的硼扩散层在扩散过程中能吸收硅片内部的重金属杂质，故善卧结特性。
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硼磷共扩散法制备硅背电场太阳电池
作者： 作者单位：
魏光普， 余万涛， 唐则祈， 袁晓， 刘宝元 魏光普,余万涛(上海大学材料科学与工程学院无机材料系)， 唐则祈,袁晓(上海航天局空间电源研究所)， 刘宝元(上海硅材料厂)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_283629.aspx 授权使用：同济大学图书馆(tjdxtsg)，授权号：42aac715-6df6-41e6-b42b-9ddf00e0bcc6
五．致谢
上海航天局空间Ｉ乜源研究所平『ｌ上海硅材料厂，在太帅乜池Ｌｂ极制做平¨数据测量上给予大力支持．
谨表衷心感谢。
文献参考
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试验过程
磷、硼共扩散实验川电阻炉进行。厚０，４ｍｍ ＩＵｍ率为】一１０ ｏ ｃｍ的Ｐ碰硅片作为基片，含有磷 的化合物的片状俐态扩散源（由中国科学院‘｝：Ｊ二海冶金研究所提供）做川作扩散源。砗片和含磷、 的片状毫！《ｆ被叠起来安置］＂ＪＪｎ蔫的干ｉ英舟中（Ｉｉ英问与盖之间有一定缝隙）。每两个硅片的光面（止 之间夹八磷扩散渊，毛面（反面）之间夹入删扩散游。 扩散温度根据实验要求控制在８５０—１１５０Ｃ。可利川一Ｕ－燥的氮气乖ｌ空气流作为硅片的环境保护气氛。 检测共扩散的结果．测姑了扩散后硅片止面利ｊ：豆面的薄面电阻，以及砘片基区（去除扩散层后的 ）｜１勺少数载流于寿命。洲培少数载流子寿命之ｉｊｉ：『．｛ｉ＃片ＨＪ硝酸和氢氟酸的混合液腐蚀以后去除表 散层。 用这种批扩散方法．制备了数批砘背电场电池，ＩＵ极ＨＪ真空镀麒法制成，钛氧化物被川作抗反射
下载时间：2010年8月27日
Ｂ”．Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｆｉｒｓｔ ＷＣＰＥＣ，Ｄｅｃ．５－９．１９９４，Ｈａｗａｉｉ，１５１９—１５２２．
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Ｆｉｇ Ｉ：Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｆｌｈｅ ｃ。·ｄＵ＇ｆｕｓｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ
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Ｆｉｇ．２：Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｆｔｈｅ ｓ蛐ｃｎｌｒｅ ｏｆＢＳＦ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ
在正表面进行磷扩散的硅片的基区少子寿命（测鹫前扩散层已用腐蚀液去除）。测得的结果如图４所
肆
示，从重可见共扩散片基区的少子寿命比较Ｋ＝．证实了删扩散层对降低少于寿命的重金属原子的吸附
砖
效应的存在。
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四．结论
根据以上实验结果可得以Ｆ结论： （Ｉ）利用批扩散方法可咀获得均匀、稳定和可控制的扩散层： （２）扩散层的薄层电阻和扩散层深度可以州改变共扩散温度及时间的办法加以控制； （３）共扩敞片的薄层电阻的均匀性很好： （４）共扩散方法适于制作背电场太阳电池，可简化背电极的ｒ艺； （５）稚片背面的硼扩散具有吸附重金属ｊ々质原ｆ的效果，从而可以改善太阳电池ＰＮ结特性： （６）用拭扩散方法采Ｊ＝Ｉ』一般屯极制作笛ｒ艺已经制成效率１２％（埘１）以上的硅背电场太阳电池。 所以我们可以总结说，．１｛；｜共扩散方法制作硅背ＬＨ场电池，可咀提高生产效率，降低生产成本。
三．结果与讨论
根据不薄层电阻的测试结果，发现用共扩散方法可以形成所要求的均匀、稳定的扩散层，扩散浓 度乖ｌ深度都可自由控制。而且可以认为两种杂质在Ｕ！反两面的扩敞几乎是相互独立地完成的，相互影 响很少。
表ｌ，删９ ５ ０℃共扩散方＝｝去制作的９个硅背电场太阳电池的光电参数．
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Ｆｉｇ．３：Ｔｙｐｉｃｊｄ Ｉ－Ｖ ｃ，ｈａｘａｃｔｅｒｉｓｆｉｃ ｏｆｃｏ－ｄｊ舶ｓｉｏ柏ｓｉｌｉｏｏｎ ＢＳＦ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ．
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