[发明专利]一种晶硅电池的三步变温扩散工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种晶体硅太阳电池，特别涉及晶硅电池的的三步变温扩散工艺。

背景技术：

扩散制PN结是晶硅电池生产的一个核心工艺，PN结的性能对电池的光电转换效率以及电池长期使用品质有很大的影响。因此，要获得高的光电转换效率以及优良品质，就必须制备出性能优异且稳定均匀的PN结。

为了提高晶体硅太阳电池的转换效率，目前一般企业生产PN结的制法是浅结高方阻工艺。但是，浅结高方阻工艺有三个致命的缺陷：一是方阻高，正银栅线跟硅基体的欧姆接触不良，导致串联电阻过大，严重降低填充因子和转换效率；二是高方阻工艺的方阻均匀性不易控制，片内片间的不均匀度很大，严重影响了PN结的稳定性；三是结浅，烧结时银粒子容易进入到结区，造成漏电和复合，电池效率容易出现波动和分层现象。

此外，目前工业生产晶体硅太阳电池的扩散工艺很多都采用恒温扩散工艺，其PN结的性能没有得到最大优化，电池的开路电压和短路电流较低。专利CN101707226A公开了一种晶硅太阳能电池的扩散工艺，该工艺实际是一个两步高温扩散工艺，只考虑了扩散工艺对方阻的均匀性的影响，从而影响到电池效率。

发明内容：

本发明的目的在于客服上述不足而提供一种晶硅电池的三步变温扩散工艺。避开高方阻浅结工艺的缺点，优化PN结的结构和性能。

本发明采取的技术方案为：

一种晶硅电池的三步变温扩散工艺，包括步骤如下：

(1)将制绒后的硅片进舟后先升温到700～810℃通入大氮、小氮和氧气进行低温预沉积扩散；

(2)升温到810～830℃，通入大氮进行推结；

(3)通入大氮、小氮和氧气，将炉温升高到830～870℃进行再次沉积扩散。

所述的晶硅电池的三步变温扩散工艺，优选包括步骤如下：

(1)将制绒后的硅片插入石英舟中，上舟，进舟后将炉体升温到700～810℃，然后通入大氮、小氮和氧气进行低温预沉积扩散，沉积扩散时间15～20min；

(2)步骤(1)完成后将炉温升高到810～830℃，通入大氮进行推结，推结时间为10～15min；

(3)推结完后通入大氮、小氮和氧气，将炉温升高到830～870℃进行再次沉积扩散，扩散时间为5～15min。

上述晶硅电池的三步变温扩散工艺，步骤(1)中通入5～10slm大氮、0.7～1.5slm小氮、0.3～1.0slm氧气。

上述晶硅电池的三步变温扩散工艺，步骤(2)中通入5～10slm大氮。

上述晶硅电池的三步变温扩散工艺，步骤(3)中通入5～10slm大氮、0.5～1.5slm小氮和0.1～0.8slm氧气。

本发明采用单晶或多晶制绒硅片作为扩散基底。通过低温沉积扩散来制备低浓度的掺杂层；然后升高温度推结，增加PN结深度；最后在高温下再次沉积扩散并推结，增加表面磷的浓度的同时增加结深，以便与金属栅线形成良好的欧姆接触，增强电池的蓝光响应。

扩散后的PN结结构为：表层区为高磷浓度的N⁺⁺型掺杂区，此层能够和金属栅线形成良好的欧姆接触，薄层电阻较小；在亚表层区为较低磷浓度的N⁺型掺杂区，此层具有较好的蓝光响应和较低的薄层电阻；在次表层区为低磷浓度的N型掺杂区，此层具有很好的蓝光响应。这样扩散后形成的多级PN结结构，一方面能够保证与金属栅线形成良好的欧姆接触；另一方面能够有很好的蓝光响应；除此之外，此种方法形成的PN结的结深较大，可以减少PN结烧穿、漏电、复合的发生几率。

附图说明

图1为本发明方法制得的PN结结构分布图。

具体实施方式

下面用实施例对本发明作进一步说明。但它们并不构成对本发明的限制。

实施例1：

将制绒后的多晶硅片插入石英舟中，上舟。进舟后将炉温升至800℃，温度稳定后通入5slm大氮、0.8slm小氮、0.3slm氧气进行低温预沉积，沉积时间为20min。然后将炉温升至830℃，通入6slm大氮进行高温推结，推结时间为10min。再将炉温升至850℃，通入5.5slm大氮、1.0slm小氮、0.3slm氧气进行再沉积扩散。最后降温到830℃，通入6slm大氮吹扫，出舟卸片。

实施例2：