[發(fā)明專利]一種晶體硅太陽能電池的磷擴(kuò)散方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610207469.1
• 申請(qǐng)日: 2016-04-05
• 公開（公告）號(hào): CN105780127B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊健;黨繼東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城阿特斯協(xié)鑫陽光電力科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/223
• 分類號(hào): H01L21/223
• 代理公司: 蘇州翔遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32251
• 代理人: 陸金星

本發(fā)明公開了一種晶體硅太陽能電池的磷擴(kuò)散方法，包括如下步驟：(1)將擴(kuò)散爐升溫至760~780℃；進(jìn)舟；(2)調(diào)溫至780~790℃；(3)通入攜磷源氣體及干氧，進(jìn)行低溫?cái)U(kuò)散；(4)停止通入攜磷源氣體及干氧，將爐內(nèi)溫度升高至820~840℃，推進(jìn)，(5)進(jìn)行恒溫推進(jìn)；(6)將擴(kuò)散爐內(nèi)溫度降低到700~750℃，進(jìn)行降溫?cái)U(kuò)散；(7)降溫出舟。本發(fā)明開將退火步與二次擴(kuò)散步結(jié)合，避免了現(xiàn)有技術(shù)中因退火而引起的表面摻雜溶度二次降低且雜質(zhì)分布寬的問題；不僅使雜質(zhì)分布符合淺結(jié)及窄雜質(zhì)需求，而且還增加了產(chǎn)量，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽能電池的磷擴(kuò)散方法，屬于一種制造太陽能電池的擴(kuò)散制結(jié)工藝，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在所有的可持續(xù)能源中，太陽能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。目前，在所有的太陽電池中，晶體硅太陽電池是得到大范圍商業(yè)推廣的太陽能電池之一，這是由于硅材料在地殼中有著極為豐富的儲(chǔ)量，同時(shí)晶體硅太陽電池相比其他類型的太陽能電池有著優(yōu)異的電學(xué)性能和機(jī)械性能，因此，晶體硅太陽電池在光伏領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。

目前廣泛采用的晶體硅太陽能電池的制造工藝也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，主要步驟為：化學(xué)清洗及表面結(jié)構(gòu)化處理(制絨)-擴(kuò)散制結(jié)-周邊刻蝕-沉積減反射膜-印刷電極-燒結(jié)。其中，擴(kuò)散制結(jié)分為磷擴(kuò)散與硼擴(kuò)散，在使用P型硅片制備太陽能電池的情況下，需要在硅片表面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成N層，最終形成PN結(jié)，相反，若使用N型硅片制備時(shí)，則需要在硅片表面進(jìn)行硼擴(kuò)散來形成PN結(jié)。現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用磷擴(kuò)散制結(jié)，該步驟是整個(gè)制備過程中的一個(gè)關(guān)鍵步驟，其質(zhì)量會(huì)直接影響到電池的光電轉(zhuǎn)換效率，在工業(yè)化生產(chǎn)中，典型的結(jié)制備分為兩步：第一步用氮?dú)馔ㄟ^液態(tài)的三氯氧磷(POCL₃)，將所需要的雜質(zhì)(磷)用載流氣體(氮、氧)輸運(yùn)至高溫半導(dǎo)體材料表面(硅)，雜質(zhì)擴(kuò)散深度約為幾百個(gè)納米；第二步是高溫處理(即驅(qū)入處理)，使預(yù)淀積在表面的雜質(zhì)原子繼續(xù)向基體深處擴(kuò)散，這樣就形成了一個(gè)N+/N層，這樣的結(jié)構(gòu)有利于后電極的制備。

然而，第二步的高溫處理會(huì)導(dǎo)致爐管內(nèi)各溫區(qū)溫度波動(dòng)較大，差異大，導(dǎo)致PN結(jié)不一致。

因此，開發(fā)一種晶體硅太陽能電池的磷擴(kuò)散方法，既能保證表面摻雜溶度，使大量雜質(zhì)擴(kuò)散且符合淺結(jié)及窄雜質(zhì)分布，又起到了對(duì)雜質(zhì)起到分凝吸雜效果，保證PN結(jié)一致性，是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直渴望實(shí)現(xiàn)但始終未能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種晶體硅太陽能電池的磷擴(kuò)散方法。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種晶體硅太陽能電池的磷擴(kuò)散方法，包括如下步驟：

(1)將擴(kuò)散爐升溫至760～780℃，大氮流量為10000～30000sccm；進(jìn)舟；

(2)調(diào)溫至780～790℃，大氮流量為10000～30000sccm，爐內(nèi)壓力控制在50～200mba；調(diào)溫時(shí)間控制在600～800秒；

(3)保持上述溫度、壓力和大氮流量不變，同時(shí)通入攜磷源氣體及干氧，進(jìn)行低溫?cái)U(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間為600～900秒；

所述氧氣的流量為1000～2000sccm；

攜磷源氣體的流量為0.8～2L/min；

(4)停止通入攜磷源氣體及干氧，將爐內(nèi)溫度升高至820～840℃，邊升溫邊推進(jìn)，大氮流量控制在10000～30000sccm，爐內(nèi)壓力控制在50～200mba，推進(jìn)時(shí)間控制在300～600秒；

(5)待爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在820～840℃時(shí)，進(jìn)行恒溫推進(jìn)，推進(jìn)時(shí)間控制在300～600秒；大氮流量控制在10000～30000sccm，爐內(nèi)壓力控制在50～200mba；