[發明專利]一種用于晶硅電池片的含氧擴散方法

在審

• 申請號: 201810419362.2
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108470798A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 趙美菊;錢金梁;陳斌
• 申請（專利權）人: 潤峰電力有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/068
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種用于晶硅硅片的含氧擴散方法，包括以下步驟：低溫進舟、低溫穩定、前氧處理、低溫沉積、升溫推進、高溫沉積、高溫含氧推進、冷卻、低溫后氧處理、低溫出舟；本專利通過前氧處理在硅片表面形成一層均勻的氧化層作為擴散面，厚度均勻的氧化層有助于減小氣流和溫度對磷原子沉積的影響改善了硅片擴散結的均勻性，提升了電池的開路電壓，填充因子和轉化效率；通過將高溫推進設計為高溫含氧推進，可使通入的大量氧氣延緩擴散作用，降低表面濃度，減少死層；通過在擴散結束后增加后氧處理，可深度氧化硅片絨面，再通過后續HF的漂洗，表面擴散結的差異將被縮小，改善了擴散結的均勻性，有效減少死層、降低硅表面的復合，提高電池片的整體電性能。

技術領域

本專利涉及一種用于晶硅電池片的含氧擴散方法，屬于晶硅太陽能電池擴散技術領域。

背景技術

在晶硅太陽能電池生產制造中，擴散制結是最核心工序，在硅片表面形成均勻的高質量的 p-n 結是電池效率提升的關鍵。目前，太陽能電池片的高方阻發射結是實現高效太陽能電池的有效途徑之一，但該工藝受到以下兩個方面的制約：一是，常規管式擴散爐制成的p-n結受硅片制絨面形貌、擴散進出舟溫差、氣流等因素的影響，擴散很難做到均勻的高方阻發射結，影響電池片開路電壓和填充因子，成為了效率提升的瓶頸之一；二是，業內通過改造擴散爐管，從一端進氣變為全段多孔進氣或以抽真空的方式做低壓擴散，有助于改善硅片片內和片間的方阻均勻性，但其改造成本較高，制約了產業推廣。

發明內容

針對太陽能電池片高方阻發射結工藝的不足之處，本專利的目的是通過優化傳統擴散工藝提供一種用于晶硅電池片獲得均勻的高方阻發射結的含氧擴散方法，該方法增加了前/后氧處理，并將高溫推進設計為高溫含氧推進，通過前氧處理在硅片表面形成一層均勻的氧化層作為擴散面進行后續擴散處理，厚度均勻的氧化層有助于減小氣流和溫度對磷原子沉積的影響，改善了硅片 擴散結的均勻性，提升了電池的開路電壓，填充因子和轉化效率；通過將常規高溫推進設計為高溫含氧推進，可使通入的大量氧氣延緩擴散作用，降低表面濃度，減少死層；通過在擴散結束后增加后氧處理，可深度氧化硅片絨面，再通過后續HF的漂洗，表面擴散結的差異將被縮小，改善了擴散結的均勻性，也有效地減少死層、降低硅表面的復合，提高電池片的整體電性能。

為實現上述目的，本專利采用以下技術方案：1、一種用于晶硅電池片的含氧擴散方法，其特征在于依次推進以下步驟：

低溫推進：將擴散爐溫度設置為≤750度，將承載硅片的石英舟以≤70cm/min的速度送進擴散爐中；

低溫穩定：對擴散爐通入大氮5~15L/min，并將擴散爐溫度設置為≤790度，穩定時間 3~6min；

前氧處理：在擴散爐溫度≤790度下，對擴散爐通入氮氣和氧氣的混合氣體，其中大氮流量為8~14L/min，氧氣的流量為0.9~1.5L/min，前氧處理時間為1~7min；

低溫沉積：在擴散爐溫度≤790度下，對擴散爐通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，其中大氮的流量為8~14L/min，氧氣的流量為0.9~1.5L/min，小氮的流量為0.5~1.0L/min，低溫沉積時間為5~10min；

升溫推進：對擴散爐通入大氮13~18L/min，并以9~12℃/min的加熱速度將擴散爐內的溫度提升至815~840℃，升溫推進時間為7~12min；

高溫沉積：在擴散爐溫度815~840℃下，保持5~10min，并在該時間范圍內通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，其中大氮的流量為8~14L/min，氧氣的流量為1.5~2.5L/min，小氮的流量為1.0~2.0L/min；

高溫含氧推進：將擴散爐以9~12℃/min的加熱速度將擴散爐內的溫度提升至825~850℃，并在該時間范圍內通入大氮與氧氣的混合氣體，其中大氮流量為8~14L/min，氧氣的流量為3.5~4.5L/min，高溫含氧推進時間為1~10min；