[發明專利]一種晶硅電池的三步變溫擴散工藝

在審

• 申請號: 201110308413.2
• 申請日: 2011-10-12
• 公開（公告）號: CN102383198A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 何晨旭;楊雷;殷海亭;凌振江;陳陽泉;王冬松;王步峰
• 申請（專利權）人: 潤峰電力有限公司
• 主分類號: C30B31/18
• 分類號: C30B31/18;H01L31/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王立曉

技術領域：

本發明涉及一種晶體硅太陽電池，特別涉及晶硅電池的的三步變溫擴散工藝。

背景技術：

擴散制PN結是晶硅電池生產的一個核心工藝，PN結的性能對電池的光電轉換效率以及電池長期使用品質有很大的影響。因此，要獲得高的光電轉換效率以及優良品質，就必須制備出性能優異且穩定均勻的PN結。

為了提高晶體硅太陽電池的轉換效率，目前一般企業生產PN結的制法是淺結高方阻工藝。但是，淺結高方阻工藝有三個致命的缺陷：一是方阻高，正銀柵線跟硅基體的歐姆接觸不良，導致串聯電阻過大，嚴重降低填充因子和轉換效率；二是高方阻工藝的方阻均勻性不易控制，片內片間的不均勻度很大，嚴重影響了PN結的穩定性；三是結淺，燒結時銀粒子容易進入到結區，造成漏電和復合，電池效率容易出現波動和分層現象。

此外，目前工業生產晶體硅太陽電池的擴散工藝很多都采用恒溫擴散工藝，其PN結的性能沒有得到最大優化，電池的開路電壓和短路電流較低。專利CN101707226A公開了一種晶硅太陽能電池的擴散工藝，該工藝實際是一個兩步高溫擴散工藝，只考慮了擴散工藝對方阻的均勻性的影響，從而影響到電池效率。

發明內容：

本發明的目的在于客服上述不足而提供一種晶硅電池的三步變溫擴散工藝。避開高方阻淺結工藝的缺點，優化PN結的結構和性能。

本發明采取的技術方案為：

一種晶硅電池的三步變溫擴散工藝，包括步驟如下：

(1)將制絨后的硅片進舟后先升溫到700～810℃通入大氮、小氮和氧氣進行低溫預沉積擴散；

(2)升溫到810～830℃，通入大氮進行推結；

(3)通入大氮、小氮和氧氣，將爐溫升高到830～870℃進行再次沉積擴散。

所述的晶硅電池的三步變溫擴散工藝，優選包括步驟如下：

(1)將制絨后的硅片插入石英舟中，上舟，進舟后將爐體升溫到700～810℃，然后通入大氮、小氮和氧氣進行低溫預沉積擴散，沉積擴散時間15～20min；

(2)步驟(1)完成后將爐溫升高到810～830℃，通入大氮進行推結，推結時間為10～15min；

(3)推結完后通入大氮、小氮和氧氣，將爐溫升高到830～870℃進行再次沉積擴散，擴散時間為5～15min。

上述晶硅電池的三步變溫擴散工藝，步驟(1)中通入5～10slm大氮、0.7～1.5slm小氮、0.3～1.0slm氧氣。

上述晶硅電池的三步變溫擴散工藝，步驟(2)中通入5～10slm大氮。

上述晶硅電池的三步變溫擴散工藝，步驟(3)中通入5～10slm大氮、0.5～1.5slm小氮和0.1～0.8slm氧氣。

本發明采用單晶或多晶制絨硅片作為擴散基底。通過低溫沉積擴散來制備低濃度的摻雜層；然后升高溫度推結，增加PN結深度；最后在高溫下再次沉積擴散并推結，增加表面磷的濃度的同時增加結深，以便與金屬柵線形成良好的歐姆接觸，增強電池的藍光響應。

擴散后的PN結結構為：表層區為高磷濃度的N⁺⁺型摻雜區，此層能夠和金屬柵線形成良好的歐姆接觸，薄層電阻較小；在亞表層區為較低磷濃度的N⁺型摻雜區，此層具有較好的藍光響應和較低的薄層電阻；在次表層區為低磷濃度的N型摻雜區，此層具有很好的藍光響應。這樣擴散后形成的多級PN結結構，一方面能夠保證與金屬柵線形成良好的歐姆接觸；另一方面能夠有很好的藍光響應；除此之外，此種方法形成的PN結的結深較大，可以減少PN結燒穿、漏電、復合的發生幾率。

附圖說明

圖1為本發明方法制得的PN結結構分布圖。

具體實施方式

下面用實施例對本發明作進一步說明。但它們并不構成對本發明的限制。

實施例1：

將制絨后的多晶硅片插入石英舟中，上舟。進舟后將爐溫升至800℃，溫度穩定后通入5slm大氮、0.8slm小氮、0.3slm氧氣進行低溫預沉積，沉積時間為20min。然后將爐溫升至830℃，通入6slm大氮進行高溫推結，推結時間為10min。再將爐溫升至850℃，通入5.5slm大氮、1.0slm小氮、0.3slm氧氣進行再沉積擴散。最后降溫到830℃，通入6slm大氮吹掃，出舟卸片。

實施例2：