[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>: 201610626807.5
• 申請(qǐng)日: 2016-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN106057980B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)健;劉志強(qiáng);黨繼東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司;鹽城阿特斯協(xié)鑫陽光電力科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;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

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。

現(xiàn)有的磷擴(kuò)散方法主要包括如下步驟：進(jìn)舟、低溫通氧形成二氧化硅層、低溫通源沉積、升溫、高溫同源沉積、高溫推進(jìn)、降溫出管。

然而，實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，上述工藝存在如下問題：(1) 在低溫通氧形成二氧化硅層的步驟中，低溫情況下通入氧氣和氮?dú)庠诠杵砻嫘纬啥趸鑼樱哂懈纳茢U(kuò)散均勻性與降低表面濃度的作用，但是，氧氣在低溫條件下與P型硅反應(yīng)生長(zhǎng)形成二氧化硅的速率較慢，導(dǎo)致二氧化硅層較薄（目前一般只有60 nm左右），導(dǎo)致擴(kuò)散后的少子壽命較低，太陽能電池轉(zhuǎn)換效率較低；(2) 現(xiàn)有工藝采用低溫通源沉積、高溫推進(jìn)擴(kuò)散的方式，分凝吸雜效果差，不利于光生載流子的收集，太陽能電池片的開路電壓較低。

因此，開發(fā)一種晶體硅太陽能電池的磷擴(kuò)散方法，既能提升擴(kuò)散后的少子壽命，又能提高分凝吸雜效果，最終提高開路電壓和光電轉(zhuǎn)化效率，顯然具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

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) 在氮?dú)鈿夥障聦U(kuò)散爐升溫，進(jìn)舟；

(2) 控溫至800℃以下，通入攜磷源氮?dú)饧案裳酰纬珊椎亩趸鑼樱?/p>

(3) 保持溫度、干氧流量不變，增大通入攜磷源氮?dú)猓M(jìn)行低溫?cái)U(kuò)散；

(4) 停止通入攜磷源氮?dú)猓档透裳醯牧髁浚瑢t內(nèi)溫度升高，邊升溫邊推進(jìn)；

(5) 保持溫度不變，通入攜磷源氮?dú)夂透裳酰M(jìn)行第一次高溫?cái)U(kuò)散；

(6) 停止通入攜磷源氮?dú)猓档透裳醯牧髁浚瑢t內(nèi)溫度升高，邊升溫邊推進(jìn)；

(7) 保持上述溫度不變，通入攜磷源氮?dú)夂透裳酰M(jìn)行第二次高溫?cái)U(kuò)散；

(8) 停止通入攜磷源氮?dú)猓嵘裳醯牧髁浚瑢t內(nèi)溫度降低，邊降溫邊推進(jìn)；

(9) 降溫出舟，完成擴(kuò)散過程。

上述技術(shù)方案中，所述步驟(1)中，升溫至780~800℃，通入大氮流量為10000~40000 sccm。

步驟(1)中，進(jìn)舟時(shí)間控制在900~1100秒。

上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)中，所述攜磷源氮?dú)獾牧髁繛?00~500 sccm，干氧的流量為500~1000 sccm，控溫時(shí)間控制在500~800秒；

形成的含磷二氧化硅層的厚度為75~90 nm。優(yōu)選的，含磷的二氧化硅層的厚度為78~85 nm。

通小氮的目的是在氧化前將硅片表面形成N型硅，有助于氧化層生長(zhǎng)。

上述技術(shù)方案中，所述攜磷源氮?dú)鉃榈獨(dú)夂蚉OCl₃。

上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)、(4)、(6)和(8)中，大氮流量控制在10000~20000 sccm，爐內(nèi)壓力控制在50~150 Pa。

上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中，所述攜磷源氮?dú)獾牧髁繛?000~2000 sccm，擴(kuò)散時(shí)間為600~900秒。

上述技術(shù)方案中，所述步驟(4)中，爐內(nèi)溫度升高至810~830℃，降低干氧的流量至0~500 sccm，推進(jìn)時(shí)間控制在600~800秒。

上述技術(shù)方案中，所述步驟(5)和(7)中，所述攜磷源氮?dú)獾牧髁繛?000~2000 sccm，干氧的流量為500~1000 sccm，擴(kuò)散時(shí)間為300~600秒。