硼扩成结对N型单晶硅电池电阻率的影响

 

硅太阳能电池一般可分为单晶、多晶和非晶硅太阳能电池，其中单晶硅电池是当前开发最快的一种太阳能电池，它的构造和生产工艺已经定型，且广泛用于空间和地面。「美能光伏」生产的美能四探针电阻测试仪，可以对最大230mm样品进行快速、自动的扫描，通过扫描可以获取样品不同位置方阻/电阻率的分布信息。本期「美能光伏」将给您介绍n型单晶硅电池的硼扩散工艺！

 

硼扩散工艺原理

 

硼扩散工艺原理是在n型单晶硅电池的制备过程中，采用硼扩散制备pn结，形成p-n结。掺硼的n型硅片通过三溴化硼液态源高温扩散，使液态氧化硼在扩散炉管内沉积在硅片表面，与Si发生还原反应生成氧化硼，氧化硼作为扩散源在高温下向硅片内部扩散，形成pn结。常压硼扩散过程中，反应产物氧化硼的沸点在1600℃以上，扩散过程中始终处于液态，只能以大量氮气稀释分散分布到硅片表面，扩散均匀性难于控制。而采用扩散后深度氧化的方法，可以有效地减少死层，改善了p-n结的均匀性。硼在区熔单晶硅上的扩散分布图

 

硼扩散背景技术

 

对于硼扩散工艺，不仅所制得的pn结中的硼含量对n型单晶硅电池的电阻率与方阻具有重要影响，硼扩散的均匀性还会影响电池片的电阻率与方阻。

掺硼后的N型硅片示意图

为确保n型单晶硅电池的电阻率与方阻，一般会控制n型单晶硅电池中的硼含量，防止硼含量过高，从而提高方阻值。但现有技术中，在降低硼含量、提高方阻值时，往往容易出现硼源分布不均匀等情况，造成单个单晶硅电池片内的硼含量分布不均匀，导致单晶硅电池片中某一部分的电阻率过高、从而影响电池的光电转换率。且随着产量的提升以及硅片尺寸的增加，硼含量的不均匀性更是明显，为了能更直观的观测出硅片表面硼含量的不均匀性，就需要通过四探针法来进行检测。
 

扩散指标确定扩散程度

 

扩散指标主要通过太阳能电池的方阻、结深、表面浓度三个指标表现出来，其中方阻值大小主要为表面浓度和结深的综合表征，对太阳能电池的参数具有重要影响，扩散p-n结深度会直接影响到其对短波光线的吸收。在一定范围内扩散p-n结越浅，方阻值就会越高，电流值也会越高。一般来说，在一定范围内，扩散浓度越大，开路电压也会随之越大。

 

美能四探针电阻测试仪
 

 

 

 

 

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硼扩散是单晶硅电池制造中的重要工艺之一，通过控制硅材料中的杂质浓度和pn结的形成，可以实现电池片的发电功能，提高电池片的效率和稳定性，是光伏产业中不可缺少的一环。「美能光伏」生产的美能四探针电阻测试仪可以测量太阳能电池中金属薄膜电阻的均匀情况，帮助厂家衡量薄膜产品的器件性能以及质量！