[发明专利]一种用于太阳能电池的链式扩散工艺

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链式扩散工艺。

背景技术

目前，在P型太阳能电池发射极制作领域，普遍采用的方法有三种。第一种是采用三氯氧磷（POCl₃）液态源扩散，第二种是采用喷涂磷酸水溶液后链式扩散，第三种是采用丝网印刷磷浆料后进行链式扩散。其中，第一种方法由于其工艺简单，易于操作，而且可通过调节通源量和扩散温度以及工艺时间来调节掺杂浓度和杂质分布，成为目前太阳能电池领域普遍采用的方法。而后两种工艺虽然具有工艺时间很短，不需要复杂的装卸片装置，易于自动化生产，并且可以与制绒和刻蚀工序连接实现流水线作业等优势，但由于扩散后的表面浓度高，复合严重，所制得的电池转化效率低等缺陷而没有被广泛使用。

链式扩散工艺所造成的高表面浓度成为这一工艺推广的瓶颈。因此，如何优化扩散工艺，降低链式扩散后的表面浓度，成为人们关注的重点。

目前业内在链式扩散方面主要使用了喷涂磷酸水溶液和采用丝网印刷磷浆两种方法。喷涂磷酸水溶液的方法是指将经处理的磷酸通过涂源或超声喷雾的方法均匀地附着在硅片表面，再通过有不同温区的链式扩散炉制得P-N结。丝网印刷磷浆的方法是指利用特定型号的网版将磷浆均匀地印刷在硅片的表面，然后再通过有不同温区的链式扩散炉，磷浆中的有机聚合物在高温下分解然后通过排风系统排出， P原子扩散进入基体硅片表面形成N型层。

为了减少链式扩散所带来的高表面浓度缺陷，目前普遍采用的方法是将扩散后的方阻适当做低一些，然后在刻蚀的时候利用一定浓度和配比的HF与HCl溶液将表面高浓度扩散层抛掉。利用抛结后的扩散层作为太阳能电池发射极的N型层。

现有技术的缺点：湿法刻蚀反应速率的大小与溶液的浓度和温度有关。溶液浓度越大，温度越高，反应速率就越快。因此，利用湿法刻蚀来去除链式扩散的高掺杂浓度层，需要刻蚀溶液浓度均匀，并且不随着反应的进行而发生改变。这就需要对溶液的浓度变化情况进行严格监控，并根据其变化不断地进行补加，否则就会出现片与片间的刻蚀差异过大。这样就对设备性能和生产人员的素质提出了更高的要求，无形中增加了太阳能电池的生产成本。同时，由于生产时采用的是将刻蚀液覆盖在硅片上表面，待反应完成后用赶水滚轮将刻蚀液赶走，再用高纯水冲洗的方法来进行抛结，难以保证硅片中心区域和边缘区域所覆盖刻蚀液的浓度和温度一致，容易导致片内中心和边缘区域反应速率不一致，刻蚀后方阻的片内均匀性变差，不利于电池转化效率的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于太阳能电池的链式扩散工艺，该工艺所要解决的目的在于：1．解决链式扩散所造成的表面掺杂浓度高，电池片少子寿命低，转化效率低的问题。2. 解决传统湿法刻蚀抛结所造成的表面方块电阻不容易控制，抛结后方阻均匀性差的问题。

本发明的实现方案如下：一种用于太阳能电池的链式扩散工艺，包括如下步骤：

步骤A：采用丝网印刷磷浆工艺进行链式扩散或喷涂磷酸水溶液工艺进行链式扩散，在基体硅片表面形成丝网印刷表层磷浆层； 

步骤B：在步骤A后，进行高温链式扩散工艺处理，将丝网印刷表层磷浆层转化，等形成的P原子扩散进入基体硅片表面形成N型层，同时基体硅片表面形成有杂质层，我们将N型层和杂质层总称为链式扩散后表层杂质分布层；

步骤C：在步骤B后，对链式扩散后表层杂质分布层的表面进行氧化处理，在链式扩散后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D：将步骤C中的氧化层去除，形成去除氧化层后硅片表面杂质分布层。

所述丝网印刷磷浆工艺进行链式扩散的方法为：利用网版将磷浆均匀地印刷在基体硅片的表面；高温链式扩散工艺处理为：将印刷有磷浆的基体硅片通过有不同温区的链式扩散炉，在高温处理下磷浆中的有机聚合物在高温下分解然后通过排风系统排出，P原子扩散进入基体硅片表面形成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B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D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B后的基体硅片方阻比步骤C后的基体硅片方阻低5ohm-30ohm。

步骤C后的基体硅片方阻在60ohm-120ohm范围内。