[发明专利]一种减少太阳能电池死层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，更具体地说，涉及一种多晶硅片的生产方法。

背景技术

晶硅太阳能电池已经被大规模应用到各个领域，其良好的稳定性和成熟的工艺流程是其大规模应用的基础。目前，太阳能电池的制造工艺已经基本规范化，请参考附图1，其主要处理流程为：硅片经过清洗及制绒，使得原本光亮的硅片表面变的凹凸不平，增大了硅片对光的吸收率；经过高温扩散，将P型硅基体上掺入N型杂质，从而形成P/N结；再通过等离子刻蚀和去磷硅玻璃将硅片的侧面和背面的氧化层去除；通过PECVD在硅片的扩散面沉积一层SiNx薄膜，减少硅片对入射光的反射；印制背电极、背电场和正面电极，烧结使电极与硅片形成合金结构，最后对硅片进行电性能测试并分档，最后包装入库。其中，第二步扩散工艺是生产过程中最重要的环节，P/N结的好与坏直接决定了电池的性能和转换效率，所以怎样在扩散过程中形成良好的是我们研究的重点。

太阳能电池的心脏是一个P/N结，不能简单地用两块不同类型(p型和n型)的半导体接触在一起就能形成的。要制造一个P/N结，必须使一块完整的半导体晶体的一部分是P型区域，另一部分是N型区域。也就是在晶体内部实现P型和N型半导体的接触。N⁺/P晶硅太阳能电池的发射区N⁺是由磷扩散形成的高浓度浅结区域，我们知道在这种扩散区中，由于电不活泼(即电中性)的磷原子处于晶格间隙位置会引起晶格缺陷，同时由于磷、硅的原子半径不匹配，高浓度的磷还会造成晶格失配。所以在晶硅太阳能电池表层中少数载流子的寿命极低，表层吸收的短波光子所产生的光生载流子对电池的光输出贡献甚微，此表层称为“死层”。为了减少“死层”的影响，提高电池的光谱响应，我们可以降低表面扩散的浓度、把结深做浅，但是这样做工艺难度会增大且串联电阻会增加，导致转换效率降低。

请参考图2，现有的太阳能电池扩散工艺过程为：进舟，将装满硅片的石英舟放入到扩散炉指定位置；升温，在扩散炉里进行加热，使硅片达到需要的温度；前净化，为了保证炉管内的清洁度，需要通一定量的氮气和氧气；沉积工艺，将三氯化磷与氧气一起通到高温的扩散炉中反应，然后其主要的产物五氧化磷与硅反应，最后生成的单质磷扩散到晶体硅中，形成PN结；后净化，在炉门打开前通入大量氮气对炉管进行吹扫；降温，扩散结束后需要把温度降到初始温度；出舟，将装满硅片的石英舟取出。虽然在沉积之前的前净化步骤中通一定量的氧气，使P型硅衬底表面生成一层薄氧化层，以达到对浅结和减少“死层”的作用。但是，沉积前的前净化步骤中的氧化膜的厚度不好控制，如果太厚会影响PN结的形成，进而影响效率；太薄会降低减少死层的效果，为了保证一个好的P/N结一般前净化的氧化层的厚度都会很薄，所以降低了减少死层的作用。

综上所述，如何保证好的P/N结的同时减少太阳能电池死层，以提高电池的光谱响应，成为目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种减少太阳能电池死层的方法，以提高电池的光谱响应。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种减少太阳能电池死层的方法，包括步骤：

1)进舟，将装满硅片的石英舟放进扩散炉指定位置；

2)升温，使硅片从初始温度加热到扩散温度；

3)前净化，向扩散炉内通入氮气和氧气；

4)沉积，在硅片表面形成PN结；

5)后净化，向扩散炉内通入氮气；

6)降温，扩散结束后将硅片的温度降到初始温度；

7)出舟，将石英舟从扩散炉中取出；

还包括在步骤4)和步骤5)之间或与步骤5)同时进行的步骤41)后氧化，以预设流量在预设温度下通预设时间的氧气。

优选地，上述的减少太阳能电池死层的方法中，所述预设温度为810-870度。

优选地，上述的减少太阳能电池死层的方法中，所述预设流量为500-1000sccm，预设时间为5-20分钟。

优选地，上述的减少太阳能电池死层的方法中，所述氧气为干氧或湿氧。

优选地，上述的减少太阳能电池死层的方法中所述扩散温度为850度。