[發明專利]一種應用于晶體硅太陽能電池的擴散方法

有效

• 申請號: 201010613324.4
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102157606A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 俆英乾
• 申請（專利權）人: 光為綠色新能源有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C30B31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種擴散方法，特別涉及一種應用于晶體硅太陽能電池的擴散方法。

背景技術

擴散技術作為單晶硅和多晶硅太陽能電池最重要的工藝，其目的是形成與基底導電類型相反的發射區，從而形成PN結。通常單晶硅和多晶硅太陽能電池采用P型基底，三氯氧磷POCL₃液態源擴散，通過一系列化學反應和磷原子擴散過程形成摻磷的N型發射區，一般情況下，擴散溫度設為830-870℃，通源時間20-35分鐘；在高溫過程中，POCL₃通過氮氣(一般稱這部分氮氣為小氮)攜帶進入石英管，同時通入氮氣(一般稱這部分氮氣為大氮)和氧氣。通入氮氣的目的是在爐管中形成正壓而避免外界氣體的進入，并且使擴散更為均勻；氧氣則參與化學反應，也可避免擴散過程對硅片表面的損傷。擴散的效果可由發射區的摻雜曲線來描述。

太陽能電池對發射區有兩個要求：首先，發射區的摻雜不能過高，即薄層電阻不能太小。如果摻雜濃度過高，發射區的俄歇復合會大大增加，在發射區中產生的電子空穴對很容易復合，從而造成電池的短波響應下降；如果摻雜過重，甚至會形成磷激活率降低、載流子遷移率很小的“死區”，同時由于帶隙變窄造成電池開路電壓下降，并增強了俄歇復合。其次，發射區特別是其表面的濃度也不能過低。如果發射區濃度較低，即薄層電阻較高，發射區的電阻必然加大。增加了在發射區中向柵線電極運動電流的電阻；而且由于電極與發射區間的導電依靠隧穿效應，電極與發射區的接觸電阻也與摻雜量有關，摻雜越高，接觸電阻越小；如果摻雜過低接觸電阻就會迅速增加，甚至無法形成歐姆接觸。

如上所述，發射區的摻雜濃度要兼顧以上兩個要求，目前廣泛使用的工藝通常選定在一種溫度進行，擴散過程中溫度不變，考慮到上述要求，選擇一個折中的溫度，但其對于硅片擴散中吸雜過程并沒有給予充分的重視，這樣形成的結深曲線變化如圖1所示，曲線1為剛擴散時的結深曲線，曲線2為擴散后最終結深曲線，由曲線2可看出，擴散完成后發射區的表面濃度會降低，而體內雜質濃度高于表面，影響后期銀柵線與硅片接觸，不利于電子的收集，導致電池片串聯電阻偏高，填充因子變小，效率降低。

發明內容

本發明就是解決現有技術中存在的上述問題，提供一種既能兼顧發射區的摻雜濃度要求，又能兼顧擴散中發射區表面濃度要求，吸雜效果好，摻雜曲線的分布更為合理的應用于晶體硅太陽能電池的擴散方法。

為解決上述問題，本發明的技術解決方案是：一種應用于晶體硅太陽能電池的擴散方法，其包括以下步驟：

(1)將硅片放入擴散爐內；溫度從780-810℃升至840℃-860℃，同時通入POCL₃600-1000sccm、O₂?200-500sccm、N₂?4-8slm，用時12-14min；

(2)當擴散爐溫度升至840-860℃，恒溫2-5min，同時通入O₂?200-500sccm、N₂?5-9slm；溫度從840-860℃升至870-890℃，同時通入POCL₃?400-700sccm、O₂?200-500sccm、N₂4-8slm，用時8-12min；然后將溫度從870-890℃降至800℃，在降溫過程中通入O₂300-800sccm、N₂?5-9slm；在800℃穩定2min，并通入POCL₃?800-2000sccm、O₂?500-1000sccm、N₂5-12slm；

(3)將硅片從擴散爐內取出。