[发明专利]一种提高光电转换效率的变温变压扩散工艺

说明书

本发明公开了一种提高光电转换效率的变温变压扩散工艺，包括以下步骤：步骤一、高温氧化；步骤二、变温变压扩散：S1、恒温变压扩散：将炉内温度升至790℃，保持温度不变，控制炉内压强在160s内从100mbar升压至800mbar；S2、变温恒压推结：保持炉内压强不变，控制炉内温度在450s内从790℃升温至835℃；S3、恒温恒压扩散：在30s内将炉内温度调整为800℃、炉内压强调整为200mbar；并在该条件下扩散500s—650s；步骤三、退火冷却。本发明在扩散工艺过程中，对温度和压强进行变量控制，从而降低对硅片间距要求，使得扩散工艺的磷源用量减少20％，扩散工艺总时间减少10min以上，并且能够提高电池成品率以及电池光电转换效率，非常值得推广。

技术领域

本发明涉及太阳能电池扩散工艺技术领域，具体为一种提高光电转换效率的变温变压扩散工艺。

背景技术

PN结是晶体硅电池的核心，制备均匀性好的高方阻发射极是提高晶体硅电池转换效率的重要途径，不仅可以降低前表面复合，以提高开路电压，而且可以较大程度的提高短波的光谱响应，以提高短路电流。高方阻银浆开发不断取得突破，已解决因方阻值高产生的串联电阻过大和发射极易烧穿问题，提高发射极的方块电阻及均匀性已成为提高电池效率的重要手段。

目前主要采用三氯氧磷(POCl3)为液态源以常压高温扩散方式制备，方阻值大小和片内间均匀性是扩散炉扩散特性最主要表征手段。常压高温扩散管通常选在管口或管尾进气，通过大氮气流带到另一端，易造成一端浓度高、另一端浓度低的现象，而且常压下气体分子自由程较小，各区域硅片接触磷源几率差距较大，只能通过调节温度控制方块电阻值，但仍旧无法保证片内及片间均匀性。

常压扩散会降低扩散PN结纵向掺杂浓度的一致性，从而影响PN结深度和电性能的一致性，在相同丝网印刷烧结条件下制备电极，会提高因漏电流较大产生的不良片比例，同时降低电池性能的一致性，提高低级(B片)电池片比例，极大影响电池制备成本的降低。

现有技术中，申请号为“201410582186.6”的一种高方阻晶体硅电池低压扩散工艺，通过对炉内压强的调整，采用低压的方式进行扩散，可有效减小小氮总流量和总时间，能较好的控制扩散掺杂浓度纵向分布，并且可有效提高片内及片间扩散方阻均匀性，但是对于日益发展的光伏产业，仅仅通过对压强进行调整的扩散工艺，生产出来的硅片在光电转换效率的提升上已经无法满足需求，所以需要一种新的扩散工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高光电转换效率的变温变压扩散工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种提高光电转换效率的变温变压扩散工艺，包括以下步骤：

步骤一、高温氧化：将硅片放入扩散炉后，设置炉内压强为100mbar、温度为780℃，对硅片进行氧化100s—150s；

步骤二、变温变压扩散：采用分步扩散法进行扩散，具体步骤如下：

S1、恒温变压扩散：将炉内温度升至790℃，保持温度不变，控制炉内压强在160s内从100mbar升压至800mbar；大氮流量为8000ml/min—9000ml/min；小氮流量为400ml/min—500ml/min；氧气流量为600ml/min—1500ml/min；

S2、变温恒压推结：保持炉内压强不变，控制炉内温度在450s内从790℃升温至835℃；大氮流量为5000ml/min—6000ml/min；小氮流量为0ml/min；氧气流量为0ml/min；

S3、恒温恒压扩散：在30s内将炉内温度调整为800℃、炉内压强调整为200mbar；并在该条件下扩散500s—650s；大氮流量为1000ml/min—2000ml/min；小氮流量为100ml/min—150ml/min；氧气流量为200ml/min—250ml/min；