[發明專利]一種改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝

無效

• 申請號: 201310622663.2
• 申請日: 2013-11-30
• 公開（公告）號: CN103618031A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 朱金浩
• 申請（專利權）人: 浙江光隆能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C30B31/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，特別是涉及一種能改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝。

背景技術

傳統多晶太陽能電池的生產工序為制絨、擴散、濕法刻蝕、PECVD鍍膜、印刷正極和測試分選。擴散過程中采用背靠背擴散，硅片正面及邊緣同時擴散上磷形成N型硅。PN結的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區域流到PN結的背面，而造成短路。此短路通道等效于降低并聯電阻。同時，由于在擴散過程中氧的通入，在硅片表面形成一層二氧化硅，在高溫下POCl₃與O₂形成的P₂O₅，部分P原子進入Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半導體，部分則留在了表層SiO₂中形成磷硅玻璃，表層P?原子濃度最大，多出來的不活潑磷原子處于晶格間隙位置，會引起晶格缺陷，增加了電子復合的幾率，降低了光生電子的利用率，降低了電池片轉換效率，這層P?原子最大的區域稱為“死層”。

磷硅玻璃（PSG）的存在容易導致下列問題：1)?使硅片在空氣中表面容易受潮，導致電流的降低和功率的衰減。2)?死層的存在大大增加了發射區電子的復合，會導致少子壽命的降低，進而降低了Voc和Isc。3)?磷硅玻璃的存在使得PECVD后產生色差。?

濕法刻蝕的主要目的就是將硅片邊緣擴散的N層去除以形成PN結，同時去除硅片表面的磷硅玻璃層。其利用HNO₃酸、HF酸及H₂SO₄酸的混合液體對擴散后硅片下表面和邊緣進行腐蝕，去除邊緣的N型硅，使得硅片的上下表面相互絕緣；利用HF酸溶液對擴散后硅片上表面的磷硅玻璃進行去除。在利用HNO₃酸、HF酸及H₂SO₄酸的混合液體對硅片下表面及邊緣進行刻蝕時，由于PSG是親水性的，上表面親水的PSG很容易將溶液吸附到上表面，造成過刻而出現“黑邊”，黑邊片在鍍膜時會產生色差，導致成品降級。人們從刻蝕工序著手，對刻蝕液面穩定性進行改善，以期解決黑邊問題，但至今仍未找到有效的方法。

發明內容

本發明針對上述現有技術存在的缺陷，提出了一種改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝，有效解決了常規擴散工藝導致硅片刻蝕后產生黑邊的問題。

本發明解決技術問題所采取的技術方案是，一種改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝，包括升溫、穩定溫度、預氧化、恒溫沉積、推結和冷卻步驟，所述推結為變溫有氧推結，其中：

升溫：硅片進爐后由780℃升至830℃，時間8min，僅通大N₂；

穩定溫度：在830℃穩定3min，僅通大N₂；

預氧化：在830℃對硅片進行3min的預氧化，O₂比例以體積百分計為15%；

恒溫沉積：在830℃對硅片進行10min的沉積，通入大N₂、O₂和小N₂?的混合氣體，小N₂比例以體積百分計為15%；

變溫有氧推結：沉積結束后停止通小N₂，溫度由830℃降至815℃，通入大N₂、O₂進行雜質再分布，控制時間在15min，O₂比例以體積百分計為15%；

冷卻：將溫度降至780℃，時間10min，僅通大N₂。

所述的大N₂用于保持爐管的壓力，防止外界氣體進入，同時起混合反應氣體的作用；所述的小N₂主要用來攜帶POCl₃磷源，參與沉積反應。

從所周知，在吸雜的過程中雜質的釋放和擴散要求吸雜溫度不能過低，如果溫度過低則不利于雜質的溶解和擴散；而吸雜的驅動力—雜質的分凝又要求吸雜溫度不能過高，如果溫度過高則不利于雜質分凝到吸雜區域，這兩方面的因素共同作用導致吸雜有一個最佳的吸雜溫度（即推結溫度）。