一种链式扩散工艺及链式扩散设备制造技术

本发明专利技术提供的一种链式扩散工艺及链式扩散设备，解决链式扩散后得到的p‑n结表面磷浓度高、结深浅，表面少子复合几率增加、结区漏电严重的问题和硅片基体内存在的杂质容易形成符合中心，体内复合几率增加的问题，在太阳能电池片生产的扩散工序中，使p‑n结表面磷表面浓度降低，结深得到增加，减小表面少子复合和结区漏电情况，并对对硅片基体内杂质进行吸杂，降低体内复合几率。

【技术实现步骤摘要】
一种链式扩散工艺及链式扩散设备
本专利技术涉及光伏电池生产制造
，尤其涉及一种链式扩散工艺及链式扩散设备。
技术介绍
目前太阳能电池片领域中的扩散工序，采用的是管式扩散，将硅片插入石英舟，再放入石英管内进行杂质扩散工艺，扩散源POCl3由少量N2携带进入扩散管，并通入O2，两种气体反应生成P2O5沉积在硅片表面，然后P2O5再与Si反应生成P和SiO2。另外通入大量N2饱和，防止杂质进入，并排除Cl2等尾气。相对于传统管式扩散，液体源链式扩散采用H3PO4、CH3CH2OH和去离子水的混合溶液作为扩散源。H3PO4易溶于水和乙醇；加热到213℃时失去部分水转变为H4P2O7，加热到300℃时失去一分子水，进一步转变为HPO3，当温度继续升高时再次脱水转变成P2O5进而与Si反应生成掺杂的P。链式扩散具有很多优势，如工艺稳定、方阻均匀性好，环境污染少、安全性高。相对于传统管式扩散，链式扩散具有很多优势，但它同时也存在一个很大的弊端：链式扩散工艺时间短，扩散源过量，所以扩散后得到的p-n结表面磷浓度高、结深浅，使得表面复合几率增加、结区漏电严重；同时硅片基体内存在的杂质在设备运行过程中难以析出；以上两者使得表面与体内复合几率增加、结区漏电严重，进而影响短波响应。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了解决链式扩散后得到的p-n结表面磷浓度高、结深浅，表面少子复合几率增加、结区漏电严重的问题和硅片基体内存在的杂质容易形成符合中心，体内复合几率增加的问题，本专利技术提供一种p-n结表面磷表面浓度降低，结深增加，减小表面少子复合和结区漏电情况，并对对硅片基体内杂质进行吸杂，降低体内复合几率的一种链式扩散工艺及链式扩散设备。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种链式扩散工艺，包括硅片在传输带上分别经过喷涂工序、升温脱水工序、高温扩散工序、降温吸杂工序和激光推结工序；A、喷涂工序：在硅片绒面表面均匀涂抹一层磷酸，硅片绒面表面磷酸的量保持在0.5～2.0mol/cm2；B、升温脱水工序：涂抹后的硅片进入烘干区域，烘干区域的温度范围为500～550℃，烘干区域腔体内由氮气饱和；C、高温扩散工序：对烘干后的硅片进行高温扩散处理，区域内分的温度范围为800℃～850℃，腔体内除氮气饱和外，并通有200～800L/min的氧气；D、降温吸杂工序：对高温扩散后的硅片进行梯度降温处理，梯度降温区间至少设计为三个，腔体内除氮气饱和外，并通有200～800L/min的氧气；E、激光推结工序：降温后的硅片传输到激光区域，硅片表面进行激光处理。进一步的喷涂工序中，采用的喷涂方式为超声波喷雾沉积、喷墨沉积或软涂抹沉积。进一步的，降温吸杂工序中，梯度降温区间为三个，三个温区要求分别为600℃±20℃，200℃±20℃与50℃±20℃。进一步的，激光推结工序中，百分比下测的激光能量范围为0～20W，激光区域温度范围为50±5℃，激光速度为50～70片/min。一种链式扩散设备，包括依次连接的上料装置、喷涂装置、烘干装置和下料装置，所述的烘干装置与下料装置之间还连接有激光装置；还包括网带传输装置，硅片放置于网带传输装置上并由网带传输装置带动从喷涂装置处经过烘干装置内腔并传送至激光装置处；所述的烘干装置包括烘干箱体，所述网带传输装置贯穿烘干箱体，所述烘干箱体内沿网带传输装置的传输方向依次固定有升温脱水箱体、高温扩散箱体和降温吸杂箱体；所述升温脱水箱体、高温扩散箱体箱体外壁上分别固定有冷却水管。所述升温脱水箱体、高温扩散箱体的箱体内分别固定连接有加热管，所述的升温脱水箱体、高温扩散箱体内饱和填充有氮气且分别固定有通入氧气的进气管和向外排气的出气管；所述的降温吸杂箱体包括至少三个梯度降温箱体，每个梯度降温箱体外壁上分别固定有冷却水管，沿网带传输装置传输方向的第一个梯度降温箱体内固定有进气管、最后一个梯度降温箱体内固定有出气管；所述的激光装置包括激光发生箱体和皮带传输装置，所述皮带传输装置贯穿于激光发生箱体，所述皮带传输装置承接网带传输装置输送的硅片通过激光发生箱体后将硅片传输至下料装置上，所述的激光发生箱体内固定有激光发生装置。进一步的，网带传输装置包括分别位于烘干装置两端的传动滚轮，所述传动滚轮上传动连接有陶瓷网带，所述的陶瓷网带上表面两侧沿传动方向分别间隔均布有三角支架，硅片置于三角支架上。进一步的，冷却水管为依次首尾连接的U型水管。进一步的，进气管管路连接有进气泵，所述出气管管路连接有出气泵，所述进气泵连通有氧气源和氮气源。进一步的，激光发生装置包括固定在激光发生箱体内的激光发生器、两块反射镜、扩束镜、两个光闸和振镜场镜，所述激光发生器发出光束与第一块反射镜成角为45°，第一块反射镜反射的光束打向第二块反射镜且与第二块反射镜成角为45°，所述第二块反射镜反射光束光路上固定有扩束镜，通过扩束镜的光束经过两个光闸并最终通过振镜场镜后垂直打向下方硅片。在烘干装置中设计的进气管和出气管，可为烘干装置内腔填充氮气和定量通氧提供条件，使烘干装置内形成稳定且良好的气路循环环境。在降温吸杂工序中设计至少三个降温吸杂箱体，可在降温吸杂工序提供有效的梯度降温的空间，解决链式扩散时间短，得到的p-n结表面磷浓度高、结深浅，表面少子复合几率增加、结区漏电严重的问题。在降温吸杂工序后设计激光装置，可使硅片内磷在高能下进行进一步向内部移动的作用，进一步推结，使得表面浓度降低，体浓度与结深均得到增加，减小了表面磷浓度高带来少子复合，同时激光图形的设计选择多样，可满足不同扩散工艺要求，如选择性发射极即SE电池的制备。本专利技术的有益效果是，本专利技术提供的一种链式扩散工艺及链式扩散设备，在太阳能电池片生产的扩散工序中，使p-n结表面磷表面浓度降低，结深得到增加，减小表面少子复合和结区漏电情况，并对对硅片基体内杂质进行吸杂，降低体内复合几率。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术最优实施例的结构示意图。图2是激光发生装置的俯视图。图中1、上料装置2、喷涂装置3-1、烘干箱体3-2、升温脱水箱体3-3、高温扩散箱体3-4、冷却水管3-5、加热管3-6、进气管3-7、出气管3-8、梯度降温箱体4、下料装置5-1、激光发生箱体5-2、皮带传输装置6-1、传动滚轮6-2、陶瓷网带6-3、三角支架。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1和图2所示一种链式扩散工艺及链式扩散设备，是本专利技术最优实施例。一种链式扩散工艺，包括硅片在传输带上分别经过喷涂工序、升温脱水工序、高温扩散工序、降温吸杂工序和激光推结工序。A、喷涂工序：在硅片绒面表面均匀涂抹一层磷酸，硅片绒面表面磷酸的量保持在1.0mol/cm2；B、升温脱水工序：涂抹后的硅片进入烘干区域，烘干区域的温度范围为530℃，烘干区域腔体内由氮气饱和；C、高温扩散工序：对烘干后的硅片进行高温扩散处理，区域内分的温度范围为830℃，腔体内除氮气饱和外，并通有500L/min的氧气；D、降温吸杂工序：对高温扩散后的硅片进行梯度降温处理，梯度降温区间设计为三个，三个温区要求分别为600℃±20℃，200℃±本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种链式扩散工艺，其特征在于：包括硅片在传输带上分别经过喷涂工序、升温脱水工序、高温扩散工序、降温吸杂工序和激光推结工序；A、喷涂工序：在硅片绒面表面均匀涂抹一层磷酸，硅片绒面表面磷酸的量保持在0.5～2.0mol/cm2；B、升温脱水工序：涂抹后的硅片进入烘干区域，烘干区域的温度范围为500～550℃，烘干区域腔体内由氮气饱和；C、高温扩散工序：对烘干后的硅片进行高温扩散处理，区域内分的温度范围为800℃～850℃，腔体内除氮气饱和外，并通有200～800L/min的氧气；D、降温吸杂工序：对高温扩散后的硅片进行梯度降温处理，梯度降温区间至少设计为三个，腔体内除氮气饱和外，并通有200～800L/min的氧气；E、激光推结工序：降温后的硅片传输到激光区域，硅片表面进行激光处理。

【技术特征摘要】
1.一种链式扩散工艺，其特征在于：包括硅片在传输带上分别经过喷涂工序、升温脱水工序、高温扩散工序、降温吸杂工序和激光推结工序；A、喷涂工序：在硅片绒面表面均匀涂抹一层磷酸，硅片绒面表面磷酸的量保持在0.5～2.0mol/cm2；B、升温脱水工序：涂抹后的硅片进入烘干区域，烘干区域的温度范围为500～550℃，烘干区域腔体内由氮气饱和；C、高温扩散工序：对烘干后的硅片进行高温扩散处理，区域内分的温度范围为800℃～850℃，腔体内除氮气饱和外，并通有200～800L/min的氧气；D、降温吸杂工序：对高温扩散后的硅片进行梯度降温处理，梯度降温区间至少设计为三个，腔体内除氮气饱和外，并通有200～800L/min的氧气；E、激光推结工序：降温后的硅片传输到激光区域，硅片表面进行激光处理。2.如权利要求1所述的一种链式扩散工艺，其特征在于：喷涂工序中，采用的喷涂方式为超声波喷雾沉积、喷墨沉积或软涂抹沉积。3.如权利要求1所述的一种链式扩散工艺，其特征在于：降温吸杂工序中，梯度降温区间为三个，三个温区要求分别为600℃±20℃，200℃±20℃与50℃±20℃。4.如权利要求1所述的一种链式扩散工艺，其特征在于：激光推结工序中，百分比下测的激光能量范围为0～20W，激光区域温度范围为50±5℃，激光速度为50～70片/min。5.一种链式扩散设备，包括依次连接的上料装置(1)、喷涂装置(2)、烘干装置和下料装置(4)，其特征在于：所述的烘干装置与下料装置(4)之间还连接有激光装置；还包括网带传输装置，硅片放置于网带传输装置上并由网带传输装置带动从喷涂装置(2)处经过烘干装置内腔并传送至激光装(4)置处；所述的烘干装置包括烘干箱体(3-1)，所述网带传输装置贯穿烘干箱体(3-1)，所述烘干箱体(3-1)内沿网带传输装置的传输方向依次固定有升温脱水箱体(3-2)、高温扩散箱体(3-3)和降温吸杂箱体；所述升温脱水箱体(3-2)、高温扩散箱体(3-3)箱体外壁上分别固定有冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁华斌，符亮，张凯胜，姚伟忠，孙铁囤，
申请(专利权)人：常州亿晶光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32