[發明專利]一種高效擴散的方法

有效

• 申請號: 201310719747.8
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103715301A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 李旺;韓瑋智;牛新偉;王仕鵬;黃海燕;陸川
• 申請（專利權）人: 浙江正泰太陽能科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/223
• 代理公司: 北京漢昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11370
• 代理人: 馮譜

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，具體地說涉及一種高效擴散的方法。

背景技術

由于P-N結的質量直接影響著太陽能電池片的質量，因此在太陽能電池制造工藝中，P-N結的制造一直是研究的重點。為了制造出高品質的P-N結，研究人員嘗試用了多種方法，例如：的制造可以采用多種方法，如合金法、擴散法、離子注入法和外延生長法等等。不同的制造工藝生產出的P-N結可以適應于不同的需要。采用擴散的方法制造P-N結是目前最廣泛應用的，因此也是研究的熱點所在。

擴散工藝的好壞決定了雜質分布均勻性，當硅片表面雜質濃度過高時，就會形成擴散“死層”（即含有大量的填隙原子和缺陷），這樣硅片表面將會產生嚴重的載流子復合現象，從而在很大程度上造成太陽能電池光電轉換效率的降低。在雜質摻雜量一定的情況下，降低表面雜質濃度可以相對提高太陽能電池的光電轉換效率。

降低表面摻雜濃度，最常用的方法是降低磷源的通量，但這種方法會使磷源在擴散氣體中混合不夠充分，進而造成擴散后硅片內方阻不均勻；同時，由于磷源含量少，所以在很大程度上擴散爐的磷源進氣口和排氣口磷源的濃度相差較大，這種濃度差會造成擴散硅片片間方阻存在較大差異，即片間方阻均勻性變差。另外，由于磷源濃度較小，在保證所需摻雜量足夠的前提下，需要增加擴散工藝時間或者提高擴散溫度；而在低磷源的情況下，高溫擴散將會進一步影響到方阻的均勻性。

從上述分析可以看出，采用目前的擴散技術雖然能夠得到預定方阻值的硅片，但是方阻均勻性差，硅片的表面摻雜濃度高，太陽能電池的光電轉換效率低。

發明內容

本發明提供一種高效擴散的方法，能夠在相同摻雜量的情況下，使硅片表面濃度更低，可以有效降低硅片的表面復合，進而極大地提升后續制造的太陽能電池的光電轉換效率。

根據本發明的一個方面，提供一種高效擴散的方法，該方法包括如下步驟：

步驟S101，將硅片置于擴散爐中，通入含有磷源的氣體，對所述硅片進行第一次擴散；

步驟S102，對所述硅片的方阻進行檢測，當所述硅片的方阻值比預定值低4Ω/□～8Ω/□時，在690℃～720℃的溫度下，對所述硅片進行第二次擴散；

步驟S103，在氮氣保護下，對所述硅片進行出爐操作。

根據本發明的一個具體實施方式，在執行所述步驟S102時，對所述擴散爐中通入氧氣和氮氣組成的保護氣體。

根據本發明的另一個具體實施方式，在所述保護氣體中，氧氣的含量為0～30%。

根據本發明的又一個具體實施方式，所述步驟S102的執行時間為20min～40min。

根據本發明的又一個具體實施方式，所述步驟S101進一步為將硅片置于擴散爐中，并向擴散爐中通入含有磷源的小N₂，N₂和O₂對所述硅片進行第一次擴散。

根據本發明的又一個具體實施方式，所述第一次擴散的溫度為860℃～890℃。

根據本發明的又一個具體實施方式，所述第一次擴散中，各氣體通量范圍如下：小N₂：1.8～2.3slm；N₂：15～21slm；O₂：1.1～1.4slm。

根據本發明的又一個具體實施方式，所述步驟S101的執行時間為15min～20min。

根據本發明的又一個具體實施方式，所述步驟S103具體為，在氮氣保護下，保持溫度為690℃～720℃，將所述硅片從所述擴散爐中取出。

根據本發明的又一個具體實施方式，所述步驟S103中通入的氮氣的通量范圍為15slm～21slm。

本發明首先將硅片通過高擴散源濃度、高溫擴散工藝，使擴散后方阻控制在比正常方阻值低4Ω/□～8Ω/□的范圍內；然后將上述所得的較低方阻值的硅片再次放入擴散爐中，在690℃～720℃的條件下進行二次擴散；退火后，使得硅片的方阻值提高4Ω/□～8Ω/□，使之達到正常方阻值的控制范圍內。采用兩次擴散過程得到的硅片在摻雜量相同的情況下，硅片的表面摻雜濃度相對較低，可以有效降低表面復合，從而使后續制造的太陽能電池具有相對更高的光電轉換效率。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為根據本發明提供的一種高效擴散的方法的一個具體實施方式的流程示意圖。

附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。