[发明专利]新一代硅基太阳能电池p-n结的制作工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种半导体器件，更具体地说涉及一种新一代硅基太阳能电池p-n结的制作工艺。

背景技术：

受目前硅材料价格和硅太阳能电池制备过程及其对发电效率的影响，若要进一步降低硅太阳能电池成本和提高发电效率是相对比较困难的。在通常的情况下，从硅料到太阳能电池的制作过程是通过把多硅锭切成制作太阳能电池的硅片，利用在高温和高浓度磷源的供给下一次完成杂质分布及结深的要求。受磷源和掺杂温度两方面的影响，在石英管内发生化学反应过程中具有复杂的热力学行为，不易控制，均匀性和重复性难以保证，如扩散工艺条件控制不当，磷扩散过程中生成的PCl₅或HPO₃还会腐蚀硅片和污染系统。高温和高浓度磷源的供给下一次完成杂质分布及结深的要求，扩散参数的调节余地小，且高浓度磷源造成的表面损伤不但引起杂质扩散速率不均匀造成p-n结面不平整，而且表面损伤造成的缺陷对少子有复合的作用从而降低光电流和电池效率。高温和高浓度的毒性磷源挥发物质，不仅污染环境腐蚀设备还损害操作者的健康。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术不足之处而提供一种工艺简单、高效率、生产成本低的新一代硅基太阳能电池p-n结的制作工艺。

本发明的目的是通过以下措施来实现：一种新一代硅基太阳能电池p-n结的制作工艺，其特征在于，步骤如下：

(1)衬底清洁：取3-4N多晶硅为衬底，其3-4N多晶硅的P＜0.2ppmWt、B＜0.2ppmWt，原位高温清洁，所述高温为1350～1400℃；

(2)在氩气保护的密闭环境中进行蘸片：蘸液为1420～1450℃熔融状态的、B＜0.2ppmWt的6-7N多晶硅硅液，盛放于高纯度石英坩埚内，蘸片时蘸液温度控制在1420℃、时间为0.2～0.6秒，衬底表面形成p型第一半导体层；

(3)蘸片取出后分阶段退火冷却到室温，在室温条件下用滚筒在步骤2的p型层上涂上一层活性的P₂O₅或非活性的磷源(请举例？)，把涂好磷源的硅片放进干燥室在80～100℃温度下进行干燥处理10～30分钟；

(4)在高温和氮气的保护下进行高温主扩散形成一浅结，高温为1000～1100℃范围中的最佳值1050℃，(持续时间多少？或根据什么决定时间？)。(一篇对比文件中公开了900～1300℃，我们只能保护一个最佳值)

(5)然后在给定温度条件下进行再扩散杂质再分布和退火过程，给定温度条件为在800～900℃范围中的最佳值850℃，完成晶界处的深结，p-n结的制作完成。

(持续时间多少？或根据什么决定时间？)。(一篇对比文件中公开了700～980℃，我们只能保护一个最佳值)

与现有技术相比，本发明提出的新一代硅基太阳能电池p-n结的制作工艺，具有如下优点：1)本发明在相对低纯度多晶硅的衬底上通过蘸片蘸取高纯度的液态硅，材料直接凝固在多晶硅上，杜绝了材料浪费的现象，大幅度降低生产成本；2)通过低温滚筒涂刷限定源高温扩散制作太阳能电池p-n结，减少杂质造成的缺陷使少子复合率下降的优势，同时又具有常规一步高温扩散形成陡峭p-n结的优点，对进一步降低生产成本，对大规模生产有重要意义。

具体实施方式：

本发明具体按下面步骤实施：

1.选用3-4N多晶硅为衬底，其3-4N多晶硅的P＜0.2ppmWt、B＜0.2ppmWt，原位高温清洁，所述高温为1350～1400℃，使其保持在该温度。

2.在氩气保护的密闭环境中进行蘸片：蘸液为1420～1450℃熔融状态的、B＜0.2ppmWt的6-7N多晶硅硅液，盛放于高纯度石英坩埚内，蘸片时蘸液温度控制在1420℃、时间为0.2～0.6秒，衬底表面形成轻掺杂大面积p型第一半导体层。

3.蘸片取出后分阶段退火冷却到室温，在室温25℃条件下用滚筒在步骤2的p型层上涂上一层活性的P₂O₅或非活性的磷源(请举例？)，把涂好磷源的硅片放进干燥室在80～100℃温度下进行干燥处理10～30分钟，此时磷源几乎不发生扩散。

4.在高温和氮气的保护下进行高温主扩散形成一浅结，所述高温为1000～1100℃，在此温度范围中经试验表明最佳值为1050℃，可取得最佳效果。