[发明专利]太阳能电池硅片的磷扩散工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池生产工艺，尤其是一种在制造过程中的磷扩散工艺。

背景技术

随着工业化的发展，电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业不仅争相投入巨资，扩大生产，还纷纷建立自己的研发机构，研究和开发新的电池项目，提高产品的质量和转化效率。然而硅片作为基体材料制作太阳能电池单晶硅存在微缺陷和金属杂质，这些杂质和缺陷在硅禁带中引入多重深能级，成为少数载流子的复合中心，严重影响了太阳电池的光电转换效率。尤其多晶硅晶界处存在大量的杂质和缺陷，且磷在晶界处扩散速度较快，给加工工艺带来很大的麻烦。

传统磷扩散工艺采用高温(<800℃)衡温淀积扩散工艺，由于高温会对硅片表面产生热损伤，而带来缺陷。这样扩散后的硅片表面磷的浓度过高，“死层”较厚，大大降低了电池的Isc与Uoc，使得电池的光转化效率偏低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种太阳能电池硅片的磷扩散工艺，该工艺能够有效减小重掺杂“死层”，提高电池短波响应，改进电池的Isc和Uoc。

本发明所采用的技术方案为：一种太阳能电池硅片的磷扩散工艺，包括以下步骤：

1）把制绒好的硅片放进扩散炉管中，将炉管温度升到730-790℃，升温时间600-700s，并同时通入氧气10000-15000ml；

2）保持炉管中730-790℃温度不变，保持时间600-1200s，通入氧气5000-10000ml；

3）变温预淀积，将温度从730-790℃范围，以一定的升温速率上升到770-830℃范围，氮气5000-10000ml，携源氧气800-1400ml，氧气200-600ml，时间为720-1200s；

4）主扩散，变温推进，温度从770-830℃范围以一定升温速率上升到830-850℃范围，氮气5000-10000ml,氧气2000-2900ml，时间为360-600s；

5）降温，以一定降温速率将炉管内的温度降到750-810℃范围，氮气为15000-25000ml，时间为720-1200s；

6）推舟，氮气为10000-15000ml，时间300-600s。

本发明的有益效果是：本发明以低温状态来变温(750-800℃)推进来减少热损伤，使POCl₃能充分分解在硅片表面，预沉积一层薄且均匀的P₂O₅，降低硅片表面的浓度，提高了P的活性，使之产生更多的载流子，提高了方阻均匀性，在后期推进时，形成更加平整的PN结，使Uoc、Isc都大大提高，从而电池的光转换效率得到提升。

具体实施方式

现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

1）把制绒好的硅片放进扩散炉管中，将炉管温度升到730℃，升温时间600s，并同时通入氧气15000ml；

2）保持炉管中730℃温度不变，保持时间600s，通入氧气10000ml；

3）变温预淀积，将温度从730℃上升到770℃，氮气5000ml，携源氧气800ml，氧气200ml，时间为720s；

4）主扩散，变温推进，温度从770℃范围上升到830℃，氮气10000ml,氧气2900ml，时间为360s；

5）降温，将炉管内的温度降到750℃，氮气15000ml，时间为720s；

6）推舟，氮气为15000ml，时间300s。

实施例2

1）把制绒好的硅片放进扩散炉管中，将炉管温度升到790℃，升温时间700s，并同时通入氧气10000ml；

2）保持炉管中790℃温度不变，保持时间1200s，通入氧气5000ml；

3）变温预淀积，将温度从790℃上升到830℃，氮气5000ml，携源氧气1400ml，氧气200ml，时间为1200s；

4）主扩散，变温推进，温度从830℃上升到850℃，氮气5000ml,氧气2000ml，时间为600s；

5）降温，将炉管内的温度降到810℃范围，氮气为15000ml，时间为1200s；

6）推舟，氮气为15000ml，时间600s。

实施例3