[发明专利]基于加大PN结结深的低压扩散工艺

说明书

本发明提供了一种基于加大PN结结深的低压扩散工艺，包括进舟、预升温、预氧化、低温第一步扩散、升温第二步扩散、升温第三步扩散、降温推进、恒温第四步扩散、恒温氧化、降温氧化、出舟，其中，低温第一步扩散、升温第二步扩散、升温第三步扩散采用不同时间不同比例不同温度的扩散方式，按先后顺序采用的时间比例为3:2:1，温度逐步升高，小氮和氧气按比例调整流量，小氮占比逐步提高，两者流量之和保持一致。本发明通过边通源边推进的方法，不但可以规避高温推进过程中快速升温带来的温度波动造成的硅片片间不均匀性大的风险，而且可以加大N型杂质往P型硅基底扩散的速度，在相同的扩散时间内制备出更深的PN结。

技术领域

本发明涉及光伏组件制造领域，具体是一种基于加大PN结结深的低压扩散工艺。

背景技术

扩散制备PN结是单晶硅电池生产的一个核心工艺，PN结的性能对电池的转换效率有很大的影响。因此，要获得高的电池转换效率，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，目前大部分企业已经结合SE激光技术制作选择性发射极，已经解决了方阻高导致的正银栅线跟硅基体的欧姆接触不良，但是如何提高非SE区域的光子收集几率成了光伏人研究的新难题。

如果扩散沉积低浓度浅结，则丝网印刷烧结时，银浆烧穿PN结的风险会大大增加，会导致电池片的漏电急剧上升。如果沉积高浓度浅结，则表面的复合速率会大大增加，降低了光生载流子的寿命，减少了电流密度。如果可以制备出低浓度+适当加大结深的PN结，低的表面掺杂浓度可以解决复合速率大的问题，提高光生载流子的寿命，适当加大的结深，不但可以规避银浆烧穿PN结的风险，而且可以增大光子的收集几率。那如何制备低浓度+适当加大结深的PN结，又成了摆在光伏人面前的新问题。

现在产业化的扩散工艺都是采用的两步变温通源+一步高温推进，通源时间短，推进时间长，一炉的扩散时间在90分钟左右，制备的PN结结深在0.21um-0.23um左右，如果需要制备0.24um-0.26um的结深，则可以延长扩散时间和扩散温度，提高扩散温度会引起增加晶格错位概率、提高陷阱捕获能力和升温的不稳定性等一系列问题，延长一半的扩散时间可以制备0.24um-0.26um的结深，但是会大大降低产量，得不偿失。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种基于加大PN结结深的低压扩散工艺，通过边通源边推进的方法，不但可以规避高温推进过程中快速升温带来的温度波动造成的硅片片间不均匀性大的风险，而且可以加大N型杂质往P型硅基底扩散的速度，在相同的扩散时间内制备出更深的PN结。

本发明通过边通源边推进的方法，包括进舟、预升温、预氧化、低温第一步扩散、升温第二步扩散、升温第三步扩散、降温推进、恒温第四步扩散、恒温氧化、降温氧化、出舟，其中，低温第一步扩散、升温第二步扩散、升温第三步扩散采用不同时间不同比例不同温度的扩散方式，按先后顺序采用的时间比例为3:2:1，温度逐步升高，小氮和氧气按比例调整流量，小氮占比逐步提高，两者流量之和保持一致。

进一步改进，所述的三步扩散过程中，第一步扩散，设定时间为18-15min，温度为790-800℃，小氮与氧气的比例为1.2-1.3；第二步扩散，设定时间为12-10min，温度为810-820℃，小氮与氧气的比例为1.3-1.4；第三步扩散，设定时间为6-5min，温度为830-840℃，小氮与氧气的比例为1.4-1.5。

本发明有益效果在于：

1、通过边通源边推进的方法，不但可以规避高温推进过程中快速升温带来的温度波动造成的硅片片间不均匀性大的风险，而且可以加大N型杂质往P型硅基底扩散的速度，在相同的扩散时间内制备出更深的PN结。因为扩散到硅中扩散层的杂质总量保持不变，所以硅片的薄层方阻不发生变化，丝网烧结后的Rs也不发生变化。