太阳能晶片的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能晶片的热处理方法，该太阳能晶片为经过磷离子注入的太阳能晶片，该热处理方法包括以下步骤：完成磷离子注入后，执行以下步骤：S1、在含BBr3的气体中热处理扩散炉管；S2、在该扩散炉管中对该太阳能晶片进行退火处理。在有少量BBr3的气氛中热处理扩散炉管后，经过离子注入的单晶硅片能够得到更好的退火效果，使得由于注入造成的晶格缺陷在退火后得到更完整的恢复，单晶硅片少子寿命提高，最终电池的开路电压也会有明显提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能晶片的热处理方法。
技术介绍
为了提高太阳能电池片的光电转换效率，研发人员从改进太阳能电池片的结构和制作工艺两方面入手，通过改变电池结构、增加光的利用率、寻求更佳的掺杂工艺来提高转换效率。目前，已经产业化的工艺可以达到的效率已经从15％上升到了19％。然而，在成本不大幅上升的同时想要再提高转换效率已经变得越来越困难。从材料来说，短期内很难找到性能优于单晶硅的太阳能电池衬底材料，即使有，其成本的提高也将是巨大的；从掺杂工艺来说，短期内也难以找到能够进一步提高转换效率且取代热扩散或者离子注入的掺杂手段。也就是说，为了提高太阳能电池的转换效率，从主流材料或主流工艺入手将变得越来越困难。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中太阳能电池效率的提高越来越困难、难以在不大幅增加成本或复杂化工艺的情况下从主流材料或主流工艺中寻求突破的缺陷，提供一种太阳能晶片的热处理方法，其从离子注入后的热处理角度入手，通过改变热处理的气体环境来改善太阳能晶片，使得由该太阳能晶片制得的太阳能电池的开路电压得到提高。一种太阳能晶片的热处理方法，其特点在于，该太阳能晶片为经过磷离子注入的太阳能晶片，该热处理方法包括以下步骤：完成磷离子注入后，执行以下步骤：S1、在含BBr3的气体中热处理扩散炉管；S2、在该扩散炉管中对该太阳能晶片进行退火处理。其中，步骤S1中热处理扩散炉管时，该扩散炉管可以是空管，并未置有太阳能晶片，也可以是置入了完成离子注入的太阳能晶片。为了修复离子注入造成的缺陷，需要在完成注入之后对注入后的衬底执行退火操作。目前，常用的退火方式为采用扩散炉管，通以氮气和氧气，在一定温度下热处理一段时间来修复离子注入的损伤。实验发现，在有少量BBr3的气氛中热处理扩散炉管后，经过离子注入的单晶硅片能够得到更好的退火效果，使得由于注入造成的晶格缺陷在退火后得到更完整的恢复，单晶硅片少子寿命提高，最终电池的开路电压(Voc)也会有明显提升。其中，步骤S2中既可以在步骤S1的气体环境下做退火处理，也可以是在常规的氮气和氧气环境下做退火处理。优选地，步骤S1中包括：S11、将氮气通入BBr3液体鼓泡后，再通入扩散炉管；S12、在步骤S11所形成的环境中热处理该扩散炉管。优选地，该含BBr3的气体中BBr3的体积比大于0、小于等于1％。优选地，该含BBr3气体为BBr3、氮气和氧气的混合气体。优选地，该混合气体中：氧气占5-50％；BBr3小于等于0.1％；余量为氮气，所述％为体积百分比。优选地，该混合气体中BBr3所占比例为0.005％-0.1％。优选地，步骤S1中热处理的温度为800℃-900℃，时间不少于5分钟；步骤S2中退火温度为800℃-900℃，退火时间为5分钟-60分钟。优选地，退火处理包括以下步骤：自第一温度开始经过恒温保持后，升温至第二温度并保持一预设时间，再降温至第三温度，其中第一温度为650℃-750℃，该第二温度为800℃-900℃，该预设时间为5分钟-60分钟，该第三温度为650℃-750℃。这样进炉和出炉温度都比较低，保证由温差引起的硅片应力也比较小。本专利技术所用原料均市售可得。本专利技术的积极进步效果在于：1、提高了电池的开路电压，通过提高开路电压进而提高了电池的转换效率。2、本专利技术着手于退火工艺来改进太阳能电池的转换效率，而并非是从掺杂工艺这种主流改进手段着手，在成本增加极少的条件下能够使开路电压得到提高。附图说明图1为本专利技术实施例1所述退火方法的工艺流程图。图2为本专利技术实施例2所述退火方法的工艺流程图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。实施例1该太阳能晶片的退火方法针对磷离子注入的太阳能晶片，参考图1，步骤100，首先完成太阳能晶片的掺杂步骤，即磷离子的注入，注入能量在5-20KeV，注入剂量为1.0E14～1.0E16。其中，所用单晶硅片可以是P型，也可以是N型，其电阻率和其他物理性能满足单晶硅电池要求。硅片表面可以进行制绒等织构化处理，也可以进行抛光等处理。完成磷离子注入后，步骤101，将氮气通入BBr3液体鼓泡后，再通入扩散炉管，由此提供含BBr3的气体。步骤102，在含BBr3的气体中热处理扩散炉管，此时扩散炉管中未置有磷注入后的太阳能晶片，这里的热处理仅针对空的扩散炉管。步骤103，在含BBr3的气体中对该太阳能晶片进行退火处理，退火温度为800℃-900℃，退火时间为5分钟-60分钟。实施例2实施例2的基本原理与实施例1相同，不同之处在于：参考图2，步骤203，在常规的氮气和氧气环境下做退火处理。步骤200-202参考实施例1的步骤100-102。对比实验以N型双面电池为例，一组电池采用常规的退火工艺，另一组采用本专利技术实施例1所述的退火工艺，即先在含BBr3的气体中热处理空的扩散炉管，之后在氮气和氧气中退火。实验表明，采用本专利技术的退火工艺能够将开路电压提高5mV左右，电池转换效率能提高0.1％-0.15％。虽然以上描述了本专利技术的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本专利技术的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本专利技术的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能晶片的热处理方法，其特征在于，该太阳能晶片为经过磷离子注入的太阳能晶片，该热处理方法包括以下步骤：完成磷离子注入后，执行以下步骤：S1、在含BBr3的气体中热处理扩散炉管；S2、在该扩散炉管中对该太阳能晶片进行退火处理。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能晶片的热处理方法，其特征在于，该太阳能晶片为经过磷离子注入的太阳能晶片，该热处理方法包括以下步骤：完成磷离子注入后，执行以下步骤：S1、在含BBr3的气体中热处理扩散炉管；S2、在该扩散炉管中对该太阳能晶片进行退火处理。2.如权利要求1所述的太阳能晶片的热处理方法，其特征在于，步骤S1中包括：S11、将氮气通入BBr3液体鼓泡后，再通入扩散炉管；S12、在步骤S11所形成的环境中热处理该扩散炉管。3.如权利要求1所述的太阳能晶片的热处理方法，其特征在于，该含BBr3的气体中BBr3的体积比大于0、小于等于1％。4.如权利要求1所述的太阳能晶片的热处理方法，其特征在于，该含BBr3气体为BBr3、氮气和氧气的混合气体。5.如权利要求4所述的太阳能晶片的热处理方法，其特征在于，该混...

【专利技术属性】
技术研发人员：王懿喆，金光耀，沈培俊，洪俊华，陈炯，
申请(专利权)人：上海凯世通半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31