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【技术实现步骤摘要】
本申请属于靶材制备,尤其涉及一种高硼掺杂硅靶材及其制备方法和太阳能电池。
技术介绍
1、晶体硅异质结太阳能电池(hjt)具有转化效率高、稳定性好、衰减率低以及双面发电等优点,使其具有广阔的市场前景。其结构包括依次层叠的第一电极、第一透明导电膜层、p型硅层、第一本征硅层、晶硅、第二本征硅层、n型硅层、第二透明导电膜层和第二电极。p型硅层作为hjt电池的窗口材料,其性能好坏直接影响到hjt电池的转换效率。
2、目前,制备p型硅层的方法主要包括cvd法(化学气相沉积)和pvd法,cvd法虽然制备的p型硅质量较高,但是需要使用硅源,以及b2h6、b(ch3)3或bf3等掺杂气源,存在毒性大、反应尾气污染环境,以及沉积温度高等缺陷。相比之下,pvd法中的磁控溅射,以硼掺杂硅靶材作为原料,不需要前驱体,绿色环保,并且工业生产成熟、成膜质量好,有望成为制备p型硅的主流方法。
3、常用于制备硼掺杂硅靶材的方法包括:将硅粉和硼粉混合均匀后进行等离子喷涂制得;或者将硅粉和硼粉混合后进行喷雾造粒,再进行等离子喷涂制得。然而这两种方法均存在硼的沉积率低,难以精确控制硅靶材中硼的含量,从而影响硅靶材镀膜的性能。如果为了精确控制硼含量,在等离子喷涂之前将硅粉和硼粉高温熔炼、破碎和球磨形成硅硼合金粉,这样需要额外增加熔炼设备,会导致制造成本过高;并且即使经过熔炼处理,但由于硼在硅中的最大固溶度约3.5%,也很难制备得到高硼掺杂的硅靶材。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种高硼掺杂
2、为实现上述申请目的,本申请采用的技术方案如下:
3、第一方面,本申请提供一种高硼掺杂硅靶材的制备方法,包括以下步骤:
4、将硅硼化合物粉和硅粉进行混合处理,得到混合粉;
5、将所述混合粉进行热喷涂处理,然后机械破碎得到硅硼合金块体;
6、将所述硅硼合金块体进行气流粉碎,得到硅硼合金粉;
7、将所述硅硼合金粉热喷涂到背管上,然后机加工得到高硼掺杂硅靶材。
8、第二方面,本申请提供一种高硼掺杂硅靶材,包括本申请提供的高硼掺杂硅靶材的制备方法制备得到的高硼掺杂硅靶材;
9、所述高硼掺杂硅靶材的硼含量为1~5wt%。
10、第三方面,本申请提供一种太阳能电池,包括p型硅层,所述p型硅层由本申请提供的高硼掺杂硅靶材溅射镀膜得到。
11、与现有技术相比,本申请具有如下有益效果:
12、(1)通过将硅硼化合物粉和硅粉的混合粉进行热喷涂,使硅硼化合物粉和硅粉被加热到熔融或半熔融状态,以使硅硼化合物粉和硅粉牢固结合形成硅硼合金,从而硅硼合金块体在气流粉碎后硅硼化合物不被分离开,因此有助于提高硼的沉积率和精确控制高硅掺杂硅靶材的硼含量。
13、(2)添加的硅硼化合物原料作为高硼含量的母合金,不会受到硼在硅中固溶度低的影响,因此容易制备得到高硼掺杂的硅靶材。
14、(3)本申请制备方法通过热喷涂处理,成功将熔点差异很大的硅硼化合物粉和硅粉实现均匀合金化,无需额外使用高温熔炼设备,制造成本低,同时避免使用高温熔炼因原料熔点差异大导致成分偏析而影响喷涂效果。
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1.一种高硼掺杂硅靶材的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硅硼化合物粉选自六硼化硅粉。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述六硼化硅粉和所述硅粉的质量比为(1.4~7.2)/(92.8~98.6);
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,将所述混合粉进行热喷涂处理的步骤包括:利用真空等离子喷涂设备,在氩氢混合气氛下,将所述混合粉喷涂到收集装置中;
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硅硼合金块体的粒径为0.5~5mm。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硅硼合金粉的粒径为75~150μm。
7.如权利要求1~6任一项所述的制备方法,其特征在于,将所述硅硼合金粉热喷涂到背管上的步骤包括:利用含有喷枪的真空等离子喷涂设备将所述硅硼合金粉喷涂到背管上;
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述氩氢混合气中,氩气和氢气的体积比为(91~95)/(5~9)。
9.一种高硼掺杂硅靶材,其特征在于
10.一种太阳能电池,包括p型硅层,其特征在于,所述p型硅层由权利要求9所述的高硼掺杂硅靶材溅射镀膜得到。
...【技术特征摘要】
1.一种高硼掺杂硅靶材的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硅硼化合物粉选自六硼化硅粉。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述六硼化硅粉和所述硅粉的质量比为(1.4~7.2)/(92.8~98.6);
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,将所述混合粉进行热喷涂处理的步骤包括:利用真空等离子喷涂设备,在氩氢混合气氛下,将所述混合粉喷涂到收集装置中;
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硅硼合金块体的粒径为0.5~5mm。
6.如权利要求1所述的制备方法,...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄小玲,周贤界,黄甘亭,黄勇彪,
申请(专利权)人:深圳众诚达应用材料股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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