[發(fā)明專利]一種高效淺結(jié)太陽能電池的擴散工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210534180.2
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN102969405A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魯偉明;初仁龍;費存勇;王志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 泰通（泰州）工業(yè)有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C30B31/06
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能電池的擴散工藝，尤其涉及一種高效淺結(jié)太陽能電池的擴散工藝。

背景技術(shù)

隨著人類對氣候問題的關(guān)注，可再生能源迅速發(fā)展。其中光伏作為重要的可再生能源，近十年得到跨越式的發(fā)展，是目前發(fā)達國家積極開發(fā)的新能源，具有無盡的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

生產(chǎn)太陽能電池的核心步驟是制備p-n結(jié)，而目前工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)太陽電池仍然是用熱擴散法來制結(jié)的。熱擴散制?p-n?結(jié)法是采用加熱方法使?V?族雜質(zhì)摻入?p?型硅或Ⅲ族雜質(zhì)摻入?n?型硅中。雜質(zhì)元素在高溫時由于熱擴散運動進入基體，它在基體中的分布視雜質(zhì)元素種類、初始濃度及擴散溫度而異，這種分布方式對電池的電性能影響很大。目前硅太陽電池中最常用的?V?族雜質(zhì)元素為磷，III?族雜質(zhì)元素為硼。

對擴散的要求是獲得適合于太陽電池?p-n?結(jié)需要的結(jié)深和擴散層方塊電阻。并且在擴散中所用的磷源往往超過磷原子在硅中的飽和值，變成非活性的磷原子存在于發(fā)射極中，造成嚴重的復(fù)合和比較差的短波響應(yīng)，常規(guī)擴散工藝造成發(fā)射極中非活性P原子濃度比較高，發(fā)射極飽和電流密度比較大，效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種發(fā)射極中非活性P原子濃度比較低，發(fā)射極飽和電流密度比較小，效率高的高效淺結(jié)太陽能電池的擴散工藝。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種高效淺結(jié)太陽能電池的擴散工藝，其特征是，包括以下步驟：a.將清洗制絨后的硅片放入管式擴散爐中；b.升溫至800-860^?oC，通入攜帶有POCl₃的N₂和O₂，保持一定的時間；c.控制溫度在800-860^?oC，停止通入攜帶有POCl₃的N₂，保持一定的時間；d.降低溫度至室溫，取出硅片，擴散完畢。

進一步地，所述步驟b中，攜帶POCl₃的N₂和O₂的流量比為6:1-1:3，時間為10-60min。

再進一步地，所述步驟c中時間為0-60min。

更進一步地，所述擴散后的方塊電阻為80Ω-120Ω/口，結(jié)深為0.1-0.25μm，?磷原子的表面濃度為1.0x1020cm^-3至10.0×10²⁰?cm^-3。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益之處在于：這種高效淺結(jié)太陽能電池的擴散工藝，通過調(diào)整攜帶有磷源的氮氣和氧氣之間的流量，溫度和時間，提高了方塊電阻，大大降低了發(fā)射極中非活性P原子的濃度，從而大大降低了發(fā)射極飽和電流密度，顯著提高太陽能電池的短波響應(yīng)，提高太陽能電池的開路電壓和短路電流。

具體實施方式：

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進行詳細描述。

實施方案1：

硅片經(jīng)過正常清洗，在810^oC下，通入攜帶POCl₃的氮氣和氧氣，流量比為6:1，保持15min，將溫度升高至840^?oC，停止通入攜帶POCl₃的氮氣，保持15分鐘；降溫至室溫，擴散完畢，將硅片取出。擴散后方塊電阻為80Ω/口，結(jié)深為0.25μm，磷原子的表面濃度為4.0x10²⁰cm^-3。

實施方案2：

硅片經(jīng)過正常清洗，在800^oC下，通入攜帶POCl₃的氮氣和氧氣，流量比為5:1，保持20min，保持溫度不變，停止通入攜帶POCl₃的氮氣，保持60分鐘；降溫至室溫，擴散完畢，將硅片取出。擴散后方塊電阻為85Ω/口，結(jié)深為0.23μm，磷原子的表面濃度為4.5x10²⁰cm^-3。

實施方案3：

硅片經(jīng)過正常清洗，在830^oC下，通入攜帶POCl₃的氮氣和氧氣，流量比為4:1，?保持10min，保持溫度不變，停止通入攜帶POCl₃的氮氣，保持30分鐘；降溫至室溫，擴散完畢，將硅片取出。擴散后方塊電阻為90Ω/口，結(jié)深為0.2μm，?磷原子的表面濃度為3.5x10²⁰cm^-3。

實施方案4：