[发明专利]一种用于太阳能电池的发射极制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池的生产方法，具体的是指一种用于太阳能电池的发射极制作工艺。

背景技术

目前，在P型太阳能电池发射极制作领域，普遍采用的方法是将POCL₃液态源和氧气在高温下进行分解反应，产生的P₂O₅沉积在硅片表面与Si反应生成单质P原子和SiO₂，P原子在高温下扩散进入硅片内部，在硅片表面形成一层很薄的N型层，该N型层与P型基体硅之间形成一个PN结，构成太阳能电池的发射极。

太阳能电池PN结内部的杂质分布状况和PN结所处结深的大小都会对太阳能电池的转化效率构成直接的影响。因此，如何通过优化太阳能电池PN结的制作工艺从而改善PN结的质量，提高电池的转化效率，降低生产成本，已成为业内的重要工作之一。

目前业内在制作太阳能电池PN结时大多采用一步或多步沉积的方式，所采用的扩散温度大多处于800℃-900℃之间。为了减少工艺时间，增加产能，通常都会采用较高的温度并通以更多的磷源。高温高磷源量的扩散方式可以大大缩短扩散工艺时间，同时可以获得较好的均匀性，但由于具有较高的表面浓度和较低的少子寿命，所制得的电池转化效率较低，衰减严重，而逐渐被人们所放弃。少子寿命是半导体材料和器件的重要参数。它直接反映了材料的质量和器件特性。能够准确的得到这个参数，对于半导体器件制造具有重要意义。 

　　少子，即少数载流子，是半导体物理的概念。 它相对于多子而言。 

　　半导体材料中有电子和空穴两种载流子。如果在半导体材料中某种载流子占少数，导电中起到次要作用，则称它为少子。如，在 N型半导体中,空穴是少数载流子，电子是多数载流子；在P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。 

多子和少子的形成:五价元素的原子有五个价电子，当它顶替晶格中的四价硅原子时，每个五价元素原子中的四个价电子与周围四个硅原子以共价键形式相结合，而余下的一个就不受共价键束缚，它在室温时所获得的热能足以便它挣脱原子核的吸引而变成自由电子。出于该电子不是共价键中的价电子，因而不会同时产生空穴。而对于每个五价元素原子，尽管它释放出一个自由电子后变成带一个电子电荷量的正离子，但它束缚在晶格中，不能象载流子那样起导电作用。这样，与本征激发浓度相比，N型半导体中自由电子浓度大大增加了，而空穴因与自由电子相遇而复合的机会增大，其浓度反而更小了。少子浓度主要由本征激发决定，所以受温度影响较大。

为了进一步提高电池的转化效率，降低生产成本，目前业内开始研究开发出低磷源浓度低温扩散工艺，其优点是表面浓度较低，表面“死层”较少，少子寿命高，虽然工艺时间有所延长，但却能在很大程度上节省磷源，同时提高电池的转化效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于太阳能电池的发射极制作工艺，该工艺所要解决的目的在于：解决常规扩散工艺无法避免产生“死层”的现象，进一步减少表面浓度，提高少子寿命，提高电池的转化效率，降低太阳能电池的生产成本。

本发明的实现方案如下：一种用于太阳能电池的发射极制作工艺，包括如下步骤：

步骤A：采用扩散工艺在基体硅片表面制作PN结形成表层杂质分布层；

步骤B：对步骤A中的表层杂质分布层进行氧化处理，在表层杂质分布层表面快速生长一层均匀分布的氧化层；

步骤C：将步骤B中的氧化层去除。

所述扩散工艺为：选取POCL₃液态源进行扩散。

所述POCL₃液态源扩散的方式是：利用高纯氮气通入到液态POCL₃底部鼓泡，使得鼓泡携带POCL₃通入到高温炉管内部与氧气和硅片进行反应生成P原子扩散进入硅片表面形成N型层。

所述氧化处理的方法为高温湿氧氧化。

高温湿氧氧化的过程为：将步骤A处理后的基体硅片放在密闭的高温炉中，然后通入高温水蒸气，通过水蒸气与硅片表面扩散层之间的反应来快速生长氧化层。

步骤C中的氧化层去除方法为：将步骤B之后的基体硅片放在氢氟酸溶液（HF溶液）中，待氢氟酸溶液与氧化层反应后取出。

步骤A后的基体硅片方阻比步骤B后的基体硅片方阻低5ohm-30ohm。

步骤A后的基体硅片方阻比步骤B后的基体硅片方阻低5ohm-10ohm或5ohm-20ohm或10ohm-20ohm或10ohm-30ohm或20ohm-30ohm。