[發明專利]N型晶硅電池硼發射極的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202011437772.3
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112563371B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 張勝軍;緒欣;沈夢超;顧振華;許佳平;曹育紅;符黎明
• 申請（專利權）人: 常州時創能源股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種N型晶硅電池硼發射極的制備方法及應用，所述方法包括：將制絨后硅片先采用管式擴散爐進行摻雜，在硅片表面沉積硼摻雜層；再將硅片通過鏈式擴散爐對硼摻雜層進行高溫推進，在硅片表面形成硼發射極。本發明高溫工藝持續時間短，大大降低了能耗，解決了管式擴散爐的生產瓶頸，顯著提高了擴散產能；利用管式擴散爐沉積高純度的硼摻雜層和鏈式擴散爐高溫推進相結合的方法，制得的硼發射極均勻性好，質量穩定，提高了高效電池的電性能；充分利用現有的產業設備，可行性高，成本低，適合產業化推廣使用。

技術領域

本發明涉及N型晶硅電池技術領域，尤其涉及一種N型晶硅電池硼發射極的制備方法及應用。

背景技術

N型晶硅電池由于具有少子壽命高、溫度系數低以及無B-O復合導致的光熱誘導衰減等優點，已成為新一代高效太陽能電池的重點發展方向，越來越受到業界的關注。較為成熟的N型晶硅電池主要包括N-PERT、N-PERL、N-TOPCon和N-IBC等結構電池。制備這些結構的N型高效電池均需要制備硼發射極（P⁺層），目前行業制備硼發射極基本上都采用管式熱擴散的方法進行。具體是將硅片插入石英舟后置于石英管內，采用先沉積后推進的方式進行。首先在相對較低的溫度下由氮氣攜帶BBr₃與O₂反應在硅片表面形成硼硅玻璃層；然后再升溫進行高溫推進，溫度一般大于950℃，來獲得一定深度的硼發射極。雖然這種管式沉積并推進的擴散方法可以滿足制備硼發射極的要求，但是由于工藝溫度高和工藝時間長會導致能耗過高和產能小的問題。

鏈式擴散爐采用燈管加熱的方式，在光的輔助下硼擴散系數大于常規熱擴散，在相對較低的溫度下即可快速推硼結，從而使得其相對常規熱擴散爐管具有能耗低和產能大的優勢。目前也有通過噴灑、旋涂液態硼源或印刷硼漿后再進行鏈式爐推進的方法來制備硼發射極，但是開發高純度的可供鏈式爐使用的硼源難度非常大，純度不高的液態硼源或硼漿會帶來電池電性能降低，同時硼漿推結后還需要額外的工藝步驟來去掉硅片表面的硼漿，會增加電池的制備成本，導致鏈式硼擴散沒有得到很好地應用。

發明內容

發明目的：本發明提出一種N型晶硅電池硼發射極的制備方法，能夠獲得質量較好的硼發射極的同時降低擴散工序的能耗，能夠提高擴散產能。

本發明還提出一種N型晶硅電池的制備方法，包括上述硼發射極的制備方法。

技術方案：本發明采用如下技術方案：

一種N型晶硅電池硼發射極的制備方法，所述方法包括：

將制絨后硅片先采用管式擴散爐進行摻雜，在硅片表面沉積硼摻雜層；

再將硅片通過鏈式擴散爐對硼摻雜層進行高溫推進，在硅片表面形成硼發射極。

優選的，所述管式擴散爐通有攜帶硼源的氮氣和氧氣，所述氮氣與氧氣的流量比為3:1～5:1。

進一步優選的，所述摻雜的溫度為840～900℃，時間為1000～1800s。

更優選的，所述高溫推進的溫度為800～900℃，時間為300～600s。

進一步優選的，所述硼源為BBr₃。

優選的，所述硼摻雜層包括兩層結構，外層為硼硅玻璃，內層為硼摻雜本體。

進一步優選的，所述硼硅玻璃層的厚度為5～15nm，所述硼摻雜本體的深度為100～200 nm。

進一步優選的，所述硼發射極的深度為700～1000nm，更優選的，所述硼發射極的峰值濃度為1E19cm^-3～2E19cm^-3。

優選的，所述硅片表面沉積硼摻雜層之前還包括對硅片表面進行預氧化處理。