[發明專利]一種用于太陽能電池的鏈式擴散工藝

有效

• 申請號: 201210343340.5
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102881767A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李質磊;袁澤銳;林洪峰;張鳳鳴;盛雯婷
• 申請（專利權）人: 天威新能源控股有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;B41M1/12;C30B31/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 廖曾

技術領域

本發明涉及太陽能電池的生產方法，具體的是指一種用于太陽能電池的鏈式擴散工藝。

背景技術

目前，在P型太陽能電池發射極制作領域，普遍采用的方法有三種。第一種是采用三氯氧磷（POCl₃）液態源擴散，第二種是采用噴涂磷酸水溶液后鏈式擴散，第三種是采用絲網印刷磷漿料后進行鏈式擴散。其中，第一種方法由于其工藝簡單，易于操作，而且可通過調節通源量和擴散溫度以及工藝時間來調節摻雜濃度和雜質分布，成為目前太陽能電池領域普遍采用的方法。而后兩種工藝雖然具有工藝時間很短，不需要復雜的裝卸片裝置，易于自動化生產，并且可以與制絨和刻蝕工序連接實現流水線作業等優勢，但由于擴散后的表面濃度高，復合嚴重，所制得的電池轉化效率低等缺陷而沒有被廣泛使用。

鏈式擴散工藝所造成的高表面濃度成為這一工藝推廣的瓶頸。因此，如何優化擴散工藝，降低鏈式擴散后的表面濃度，成為人們關注的重點。

目前業內在鏈式擴散方面主要使用了噴涂磷酸水溶液和采用絲網印刷磷漿兩種方法。噴涂磷酸水溶液的方法是指將經處理的磷酸通過涂源或超聲噴霧的方法均勻地附著在硅片表面，再通過有不同溫區的鏈式擴散爐制得P-N結。絲網印刷磷漿的方法是指利用特定型號的網版將磷漿均勻地印刷在硅片的表面，然后再通過有不同溫區的鏈式擴散爐，磷漿中的有機聚合物在高溫下分解然后通過排風系統排出，?P原子擴散進入基體硅片表面形成N型層。

為了減少鏈式擴散所帶來的高表面濃度缺陷，目前普遍采用的方法是將擴散后的方阻適當做低一些，然后在刻蝕的時候利用一定濃度和配比的HF與HCl溶液將表面高濃度擴散層拋掉。利用拋結后的擴散層作為太陽能電池發射極的N型層。

現有技術的缺點：濕法刻蝕反應速率的大小與溶液的濃度和溫度有關。溶液濃度越大，溫度越高，反應速率就越快。因此，利用濕法刻蝕來去除鏈式擴散的高摻雜濃度層，需要刻蝕溶液濃度均勻，并且不隨著反應的進行而發生改變。這就需要對溶液的濃度變化情況進行嚴格監控，并根據其變化不斷地進行補加，否則就會出現片與片間的刻蝕差異過大。這樣就對設備性能和生產人員的素質提出了更高的要求，無形中增加了太陽能電池的生產成本。同時，由于生產時采用的是將刻蝕液覆蓋在硅片上表面，待反應完成后用趕水滾輪將刻蝕液趕走，再用高純水沖洗的方法來進行拋結，難以保證硅片中心區域和邊緣區域所覆蓋刻蝕液的濃度和溫度一致，容易導致片內中心和邊緣區域反應速率不一致，刻蝕后方阻的片內均勻性變差，不利于電池轉化效率的提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于太陽能電池的鏈式擴散工藝，該工藝所要解決的目的在于：1．解決鏈式擴散所造成的表面摻雜濃度高，電池片少子壽命低，轉化效率低的問題。2.?解決傳統濕法刻蝕拋結所造成的表面方塊電阻不容易控制，拋結后方阻均勻性差的問題。

本發明的實現方案如下：一種用于太陽能電池的鏈式擴散工藝，包括如下步驟：

步驟A：采用絲網印刷磷漿工藝進行鏈式擴散或噴涂磷酸水溶液工藝進行鏈式擴散，在基體硅片表面形成絲網印刷表層磷漿層；?

步驟B：在步驟A后，進行高溫鏈式擴散工藝處理，將絲網印刷表層磷漿層轉化，等形成的P原子擴散進入基體硅片表面形成N型層，同時基體硅片表面形成有雜質層，我們將N型層和雜質層總稱為鏈式擴散后表層雜質分布層；

步驟C：在步驟B后，對鏈式擴散后表層雜質分布層的表面進行氧化處理，在鏈式擴散后表層雜質分布層表面快速生長一層均勻分布的氧化層；

步驟D：將步驟C中的氧化層去除，形成去除氧化層后硅片表面雜質分布層。

所述絲網印刷磷漿工藝進行鏈式擴散的方法為：利用網版將磷漿均勻地印刷在基體硅片的表面；高溫鏈式擴散工藝處理為：將印刷有磷漿的基體硅片通過有不同溫區的鏈式擴散爐，在高溫處理下磷漿中的有機聚合物在高溫下分解然后通過排風系統排出，P原子擴散進入基體硅片表面形成N型層。

所述氧化處理的方法為高溫濕氧氧化。

高溫濕氧氧化的過程為：將步驟B處理后的基體硅片放在密閉的高溫爐中，然后通入高溫水蒸氣，通過水蒸氣與硅片表面擴散層之間的反應來快速生長氧化層。

步驟D中的氧化層去除方法為：將步驟B之后的基體硅片放在氫氟酸溶液（HF溶液）中，待氫氟酸溶液與氧化層反應后取出。

步驟B后的基體硅片方阻比步驟C后的基體硅片方阻低5ohm-30ohm。

步驟C后的基體硅片方阻在60ohm-120ohm范圍內。