[發明專利]一種可提高擴散性能的涂源擴散方法

在審

• 申請號: 201210437482.8
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN103806105A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 凌俊;嚴婷婷;艾凡凡;陳如龍;楊健
• 申請（專利權）人: 無錫尚德太陽能電力有限公司
• 主分類號: C30B31/00
• 分類號: C30B31/00;C30B33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及太陽電池制造領域，特別涉及一種可提高擴散性能的涂源擴散方法。?

背景技術

在晶體硅太陽電池制造領域，通過擴散在P型或N型的硅片上形成PN結是非常關鍵的工藝步驟，PN結的質量直接決定了太陽電池效率的高低。管式高溫擴散是目前主流生產技術，其采用氮氣(N₂)攜帶三氯氧磷(POCL₃)進入擴散管對放置在其中的硅片進行擴散，管式擴散的特點是產量大、工藝成熟操作簡單。?

但隨著晶體硅太陽電池向大尺寸和超薄化方向發展，管式擴散造成的PN結在整個硅片表面分布的不均勻即擴散不均勻越來越成為電池效率難以提高的瓶頸。鏈式擴散等涂源擴散方式以其處理硅片尺寸幾乎不受限制、均勻性好、碎片率低、產能高、所需的工藝時間短和成本較低等諸多優點，其在晶體硅制造領域的使用范圍越來越廣。鏈式擴散等涂源擴散工藝通常首先在P型硅片表面涂敷一層磷源(可為磷酸溶液或磷漿等)，然后通過爐體(通常為鏈式爐)進行熱處理來形成PN結。但硅片在涂敷磷源前，硅片才完成清洗，其表面呈疏水性，磷源被涂敷在硅片表面后會收縮凝聚，導致擴散后方塊電阻不均勻甚至PN結不完整，有些硅片表面甚至出現斑點。?

在完成擴散步驟后，通常通過檢驗擴散后方塊電阻均勻度來檢驗擴散均勻度，方塊電阻不均勻度的計算公式為：方塊電阻不均勻度＝(R□最大值-R□最小值)/(R□最大值+最小值)×100％R□，R□為硅片擴散后方塊電阻值。上?述現有技術的方塊電阻不均勻度通常維持在10％～30％，甚至更大的數值上，從而導致所制成的太陽電池的電性能比較差。?

經實驗證明，粒徑為300nm以下的微結構可以有效改善磷源在硅片表面因自然風干或加熱而凝聚的問題，但是現有技術通過堿腐溶液所形成的金字塔絨面或通過酸腐溶液所形成的蟲孔狀絨面的顆粒大小不均勻且有些顆粒過大，其粒徑可達幾μm左右，從而無法有效的通過酸腐或堿腐溶液所形成的絨面來解決磷源凝聚的問題。?

因此，如何提供一種可提高擴散性能的涂源擴散方法以解決磷源涂敷在硅片上后收縮凝聚從而導致擴散不均勻的問題，已成為業界亟待解決的技術問題。?

發明內容

本發明的目的是要提供一種可提高擴散性能的涂源擴散方法，通過所述方法可有效改善磷源涂敷在硅片上后收縮凝聚的問題，從而有效提高了擴散的均勻性，避免PN結未能完整覆蓋整個硅片。?

為實現上述目的，本發明提供一種可提高擴散性能的涂源擴散方法，包括以下步驟：a、提供完成制絨清洗的硅片；b、在所述硅片表面形成親水性的柱錐狀絨面，所述柱錐狀絨面的粒徑范圍為50～300nm；c、在所述硅片表面涂覆擴散源；d、對所述硅片進行熱處理形成PN結。?

在一較佳實施例中，步驟b包括以下步驟：b0、提供具有離子反應腔和射頻電源的離子反應設備；b1、將所述硅片放入所述反應離子腔內；b2、通入反應氣體且啟動射頻電源以產生射頻電場生成反應離子團；b3、所述離子團在所述硅片表面刻蝕形成粒徑為50～200nm的柱錐狀絨面；b4、通過氫氟酸和鹽酸的混合溶液對所述硅片進行清洗；b5、通過去離子水對所述硅片進行清洗。?

在進一步的較佳實施例中，在步驟b2中，反應氣體包括氯氣、六氟化硫和氧氣，所述射頻電源的頻率為13.56MHZ，功率為5KW。?

在進一步的較佳實施例中，在步驟b4中，所述氫氟酸的質量百分比濃度為4％～7％，鹽酸的質量百分比濃度為7％～12％，清洗溫度為20～25℃，清洗時間為9～15min。?

在一較佳實施例中，步驟B包括以下步驟：B0、通過硝酸銀和氫氟酸的混合溶液在所述硅片表面形成粒徑為50～150nm的柱錐狀絨面；B1、通過氫氟酸和鹽酸的混合溶液對所述硅片進行清洗；B2、通過去離子水對所述硅片進行清洗。?

在進一步的較佳實施例中，在步驟B0中，所述氫氟酸的質量百分比濃度為5％～11％，硝酸銀的質量百分比濃度為0.15％～0.48％。?

在一較佳實施例中，所述硅片的摻雜類型為P型，所述擴散源為磷酸溶液或磷漿。?

在進一步的較佳實施例中，所述磷酸溶液的質量百分比濃度為2％～5％。?