2 液态源扩散原理

现在，在太阳能电池中普遍使用的扩散工艺是三氯氧磷液态源扩散，液态磷源扩散有空位扩散、替位填隙两种机制。三氯氧磷是无色透明的液体，具有强烈刺激性气味，有毒性，熔点是2℃，沸点是107℃，在潮湿空气中会发烟，极容易挥发，容易水解。所以，对于三氯氧磷的使用要特别注意源瓶的密封性[56]。

三氯氧磷在高温下分解成五氯化磷和五氧化二磷，生成的五氧化二磷又进一步与硅反应生成二氧化硅和磷，三氯氧磷热分解时，如果没有外来的氧气参与，其分解时不充分的，生成的五氯化磷不易分解，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片表面，但外加氧气 的话，五氯化磷会进一步分解生成五氧化二磷和氯气，生成的五氧化二磷又进一步与硅反应生成二氧化硅和磷，所以在磷扩散时，为了促进三氯氧磷充分分解而避免五氯化磷对硅片表面的腐蚀，必须在通氮气的同时通氧气，有充足的氧气时，三氯氧磷热分解生成五氧化二磷和氯气，三氯氧磷分解产生的五氧化二磷沉积在硅片表面，五氧化二磷与硅反应成二氧化硅和磷，并在硅片表面形成一层磷硅玻璃，然后磷在向硅中扩散[7、8]。

三氯氧磷液态源的扩散装置如图1所示。

3 结果与分析

用来表征太阳能电池的输出特性的参数是短路电流Isc、开路电压Uoc以及填充因子FF。太阳能电池的固有电阻率在一定程度上影响了其输出特性。

实验结果表明：对于高电阻率的太阳能电池片，其输出特性短路电流Isc和开路电压Uoc会随着方阻的增长呈线性增长趋势，如图2、3所示；填充因子FF会随着方阻的增加呈缓慢下降

趋势，如图4所示；而转换效率Eta随着方阻的增加，开始是平缓增长，直至达到峰值后迅速降低，如图5所示。（本文作者：晶澳太阳能有限公司，王惠）


[参考文献]

[1] 沈洲。高方块电阻发射区单晶硅太阳电池的制备与性能的研究[D].南京航空航天大学学报，2011.

[2] 贾琰，王振交，严慧敏等。电阻率对N型单晶硅电池电性能影响的研究[J].硅酸盐通报，2014（08）。

[3] 周春兰，王文静，李海玲等。用电学参数表征晶体硅太阳电池特性[J].光学精密工程。2008（07）。

[4] 郑建邦，任驹，郭文阁等。太阳电池内部电阻对其输出特性的仿真[J].太阳能学报，2006（02）。

[5] 刘长青，钟水库，张纪波。太阳能电池输出特性的研究[J].广西物理，2007（01）。

[6] 沈洲，沈鸿烈，马跃等。 高方块电阻发射区单晶硅太阳电池的性能优化[J].微纳电子技术，2011（02）。

[7] 李荣鹏，吴伟，马钟权等。扩散方阻对多晶硅太阳能电池效率的影响[J].上海大学学报，2012（03）。

[8]A.Bentzen,E.S.Marstein,R.Kopecek,A.Holt.Phosphorus diffusion and gettering in multi-crystalline silicon solar cell processing[J]. 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference . 2004