[發明專利]一種晶體硅太陽能電池雙擴散工藝

有效

• 申請號: 201010296312.3
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN101980381A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: 劉鵬;姜言森;李玉花;楊青天;程亮;劉斌賢;孫晨曦
• 申請（專利權）人: 山東力諾太陽能電力股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 宋玉霞

技術領域

本發明涉及太陽能電池擴散技術領域，具體涉及一種晶體硅太陽能電池雙擴散工藝。

背景技術

太陽能電池的本質是一個光轉化為電的器件，其核心部分是一個PN結，所以制成性能優異的PN結是太陽能電池制作的關鍵。

不同類型的太陽電池的制作PN結的方法不同，目前晶硅電池的PN結制作主要有兩種方法：1、管式擴散爐中完成，通過氮氣攜帶磷源在P型硅表面通過摻雜P形成N型區，從而形成PN結；2、在鏈式擴散爐中完成，在P型硅表面噴（涂）磷酸，經過高溫處理，形成PN結。從擴散質量（擴散的均勻性、方塊電阻的控制等）上來看，目前第一種方法更優異，被絕大部分制造商所采用。

目前，晶硅太陽電池的管式擴散普遍采用一次擴散完成。采用一次擴散，原料的消耗量會小一點，但是一次擴散形成的PN結摻雜濃度的變化比較緩，也就是說只能形成一個PN結，不利于進一步提高電池的開路電壓。

當前，薄膜電池的疊層電池已經做到雙結甚至三結電池，這大大提高了電池的開路電壓。同樣，晶硅電池我們也可以通過一定的方法處理，在電池受光面得到類似于薄膜雙結的電池，這在一定程度上也會提高開路電壓，從而達到提高電池片效率的目的。

發明內容

本發明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供一種晶體硅太陽能電池雙擴散工藝。本發明通過改變擴散進程，形成類似雙結的N⁺-N-P的結構，可提高開路電壓等參數從而提高電池片轉換效率。

本發明的一種晶體硅太陽能電池雙擴散工藝技術方案，包括以下步驟：

第一步擴散：硅片放入石英管，（1）在溫度820℃-840℃條件下通入5-8slm?N₂和1.0-1.5slm?O₂，時間2-3min，形成15-30nm的SiO₂的氧化層；（2）升溫到845℃-860℃，通入N₂?8-10slm、N₂-POCl₃?0.8-1.0slm、O_2?0.8-1.2slm的混合氣體進行沉積，時間3.0-8.0min；（3）升溫到900-1000℃，通入8-13slm的N₂進行推進，時間20-70?min；

第二步擴散：（1）降溫到840℃-870℃，通入N₂?8-10slm、N₂-POCl₃?0.8-1.0slm、O₂?0.8-1.2slm的混合氣體進行沉積，時間10-15min；（2）升溫到870℃-950℃，通入8-13slm的N₂進行推進，時間2-6min。

其優選工藝數據為：

第一步擴散：硅片放入石英管，（1）在溫度830℃條件下通入7.5slm?N₂和1.2slm?O₂，時間3min，形成15-30nm的SiO₂的氧化層；（2）升溫到845℃，通入N₂?9slm、N₂-POCl₃?0.8slm、O₂?1slm的混合氣體進行沉積，時間5min；（3）升溫到950℃，通入10slm的N₂進行推進，時間35?min；

第二步擴散：（1）降溫到850℃，通入N₂?10slm、N₂-POCl_3?0.95slm、O2?1slm的混合氣體進行沉積，時間12min；（2）升溫到860℃，通入9slm的N₂進行推進，時間3min。

基于以上方法，可以得到類似雙結的N⁺-N-P的結構，可以提高開路電壓0.03-0.08V，可以提高電池片效率2%-5%。

本發明的有益效果為：本發明的工藝分為兩步擴散，第一步擴散在P型硅基底上形成一個比較深（400nm-600nm）的摻雜濃度比較低的N型區，第二部擴散擴散在N型區表面形成一個比較淺（150nm-200nm）的摻雜濃度較高的N⁺區；可得到類似雙結的N⁺-N-P的結構，在原有電池已經具備的N-P結構表面又增加一個N⁺-N結構，相當于增加了一個結，兩個結串聯，可以提高開路電壓0.03-0.08V，可以提高電池片效率2%-5%。

具體實施方式：