一种硅晶体片磷扩散方法技术

本发明专利技术公开了一种硅晶体片磷扩散方法，其包括升温氧化、一次沉积、二次沉积、有氧推进、无氧推进、三次沉积、降温以及激光重掺杂；本发明专利技术中的工艺有效提升了硅晶体片的方块电阻，降低了表面掺杂浓度，提高了短路电流，开路电压增大；优化了电池性能。本发明专利技术中的硅晶体片，其方块电阻可达到105‑125Ω/sq，结深为0.3‑0.6μm；采用本发明专利技术中硅晶体片制成的太阳能电池，其光电转化效率提升了0.1‑0.15％。

【技术实现步骤摘要】
一种硅晶体片磷扩散方法
本专利技术涉及太阳能电池制备领域，尤其涉及一种硅晶体片磷扩散方法。
技术介绍
硅太阳能电池性能稳定、生产工艺成熟、成本合理，在光伏产业长期占有主体地位。目前，常规的晶体硅太阳电池的生产工艺是从晶体硅片出发，进行制绒，扩散，刻蚀清洗，镀膜，丝印烧结。晶体硅片的扩散(通常是管式磷扩散制结)步骤是制备太阳电池的一个关键步骤，它决定了硅片的表面掺杂浓度、结深和有效掺杂量，从而对电池的电性能产生重要影响。其中，表面掺杂浓度的大小直接会影响硅与金属电极间的接触，从而影响填充因子；有效体掺杂量越大，电池的开路电压越大。常规的磷扩散方法主要包括如下步骤：高温磷扩散，恒温推进；该方法形成的磷杂质分布的特征为：在一定的横向电阻范围内，表面掺杂浓度与体掺杂量反相关。由此产生的直接后果是对填充因子和开路电压的优化会相互制约；即降低表面掺杂浓度，能够提升开路电压，但会造成银浆与硅片之间接触减弱，使得填充因子降低；提升表面掺杂浓度时候则会使得填充因子提升而开路电压降低。开路电压与填充因子的相互制约使得调整掺杂量改善电池片整体电性能的研究遇到瓶颈。一种改善的方法是采用选择性发射极，即在磷扩散工序后加一道正面激光工序，选择性的进行重掺杂；重掺杂提升了掺杂浓度；降低了银浆与硅片之间的欧姆接触，进而提高了填充因子；提升了太阳能电池的性能。同时这种工艺使得非电极区域可具有较低的掺杂浓度，从而达到提升开路电压的作用。因此在采用选择性发射极之后，如何进一步降低非电极区域的掺杂浓度，提升开路电压成为了研究热点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种硅晶体片磷扩散方法，其能够大幅提升硅片方块电阻，降低表面扩散浓度，加大PN结深度。本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种硅晶体片磷扩散方法，其包括：(1)将待处理的硅晶体片放入扩散炉中，升温至760-790℃；(2)保持步骤(1)中的温度恒定，在扩散炉中通入携磷源氮气、氧气、大氮，进行第一次沉积；(3)将扩散炉中温度升高至790-800℃；通入携磷源氮气、氧气、大氮进行第二次沉积；(4)将扩散炉温度升高至810-850℃，通入氮气与氧气，进行有氧推进；(5)保持步骤(4)中温度恒定，只通入氮气；进行无氧推进；(6)降温至770-785℃，通入携磷源氮气、大氮、氧气进行第三次沉积；(7)将扩散炉降温后得到扩散后硅晶体片；(8)使用激光将扩散后硅晶片进行重掺杂后得到硅晶体片成品。作为上述技术方案的改进，步骤(1)中，在升温过程中通入氧气，所述氧气的流量为0.5-0.8slm；所述升温后温度为770-785℃。作为上述技术方案的改进，步骤(2)中，所述大氮流量为400-500sccm，氧气流量为400-500sccm，扩散炉内压力为20-60mbar，磷源流量为350-450mg/min，沉积时间为4-10分钟。作为上述技术方案的改进，步骤(3)中，所述大氮流量为450-500sccm，氧气流量为450-500sccm，扩散炉内压力为20-60mbar，磷源流量为380-450mg/min，沉积时间为2-8分钟。作为上述技术方案的改进，步骤(4)中，氮气流量为1.0-1.5slm，氧气流量为3.5-6.5slm，有氧推进时间为5-20分钟；步骤(5)中，氮气流量为1.0-1.5slm；无氧推进时间为2-8分钟。作为上述技术方案的改进，步骤(6)中，所述温度为780℃，所述大氮流量为450-500sccm，氧气流量为450-500sccm，扩散炉内压力为20-60mbr，磷源流量为400-450mg/min，沉积时间为4-8分钟。作为上述技术方案的改进，步骤(2)中，所述温度为780℃，所述大氮流量为450-500sccm，氧气流量为450-500sccm，磷源流量为390-410mg/min，沉积时间为5-8分钟。作为上述技术方案的改进，步骤(3)中，所述磷源流量为390-410mg/min，温度为795℃，沉积时间为2-5分钟。相应的，本专利技术还提供了一种硅晶体片，其采用上述的磷扩散方法制得。作为上述技术方案的改进，所述硅晶体片的方块电阻为105-125Ω/sq；结深为0.3-0.6μm。本专利技术采用一次沉积、二次沉积、有氧推进、无氧推进、降温三次沉积的磷扩散工艺，复合正面激光重掺杂的工艺，制备得到了高方块电阻伸发射结的硅晶体片，实施本专利技术的有益效果如下：1，本专利技术通过在不同温度下分别进行一次沉积、二次沉积；有氧推进、无氧推进和降温三次沉积的工艺。有效提升了硅晶体片的方块电阻，降低了表面掺杂浓度，不仅可以提高电池的短波效应，提高短路电流；而且可以使表面复合导致的暗饱和电流减小，开路电压增大；优化电池性能。本专利技术中的发射极区的方块电阻可达到105-125Ω/sq。2，本专利技术通过磷扩散与激光重掺杂的工艺相复合，有效降低了栅线位置方块电阻，使得银浆与硅片的欧姆接触更好，大幅提升了填充因子；有效解决了传统太阳能电池中填充因子与开路电压无法同时调节的问题。3，本专利技术通过多次沉积的磷扩散工艺，有效发挥了磷扩散层除杂的作用，有效降低了发射极区杂质浓度，提升了少子寿命；提升了电池转化效率。4，本专利技术通过磷扩与激光重掺杂的工艺，将光电转化效率提升了0.1％-0.15％。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种高吸水树脂超细粉体表面改性方法，其包括：(1)将待处理的硅晶体片放入扩散炉中，升温至760-790℃；其中，升温后温度为760-790℃，此温度能够保证后续磷源均匀地扩散在硅片上；优选的，升温后温度为770-785℃；此温度范围能够保证氧气与后续通入的磷源充分反应，防止磷源反应不充分而腐蚀硅片。在升温过程中通入氧气，可有效地除去硅片表面存在的其他有机质；为后续磷扩散提供良好的条件。优选的，所述通入氧气的流量为0.5-0.8slm，优选为0.6-0.8slm；优选的，在升温过程中通入氮气，升温到一定程度后，如果只通入氧气，会导致硅片被氧化，因此通入氮气以防止硅片氧化。(2)保持步骤(1)中的温度恒定，在扩散炉中通入携磷源氮气、氧气、大氮，进行第一次沉积；其中，第一次沉积温度为760-790℃；优选的为770-790℃；进一步优选的为770-780℃；进一步优选的为780℃。在此温度下，磷源可均匀扩散在硅片表面。其中，磷源为POCl3，携带磷源气体为氮气；磷源的流量为350-450mg/min；优选为390-410mg/min，进一步优选为390-400mg/min。大氮流量为400-500sccm，优选为450-500sccm；进一步优选为480-500sccm。氧气流量为400-500sccm，优选为450-500sccm；进一步优选为480-500sccm。扩散炉内压力为20-60mbar，优选的为40-60mbar，进一步优选为50-60mbar，进一步优选为50mbar。第一次沉积时间为4-10分钟，优选为5-8分钟；进一步优选为6分钟。上述沉积条件能够确保磷源能够均匀扩散到硅片表面，得到均匀的p-n结，降低方块电阻的不均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅晶体片磷扩散方法，其特征在于，包括：(1)将待处理的硅晶体片放入扩散炉中，升温至760‑790℃；(2)保持步骤(1)中的温度恒定，在扩散炉中通入携磷源氮气、氧气、大氮，进行第一次沉积；(3)将扩散炉中温度升高至790‑800℃；通入携磷源氮气、氧气、大氮进行第二次沉积；(4)将扩散炉温度升高至810‑850℃，通入氮气与氧气，进行有氧推进；(5)保持步骤(4)中温度恒定，只通入氮气，进行无氧推进；(6)降温至770‑785℃，通入携磷源氮气、大氮、氧气进行第三次沉积；(7)将扩散炉降温后得到扩散后硅晶体片；(8)使用激光将扩散后硅晶片进行重掺杂后得到硅晶体片成品。

【技术特征摘要】
1.一种硅晶体片磷扩散方法，其特征在于，包括：(1)将待处理的硅晶体片放入扩散炉中，升温至760-790℃；(2)保持步骤(1)中的温度恒定，在扩散炉中通入携磷源氮气、氧气、大氮，进行第一次沉积；(3)将扩散炉中温度升高至790-800℃；通入携磷源氮气、氧气、大氮进行第二次沉积；(4)将扩散炉温度升高至810-850℃，通入氮气与氧气，进行有氧推进；(5)保持步骤(4)中温度恒定，只通入氮气，进行无氧推进；(6)降温至770-785℃，通入携磷源氮气、大氮、氧气进行第三次沉积；(7)将扩散炉降温后得到扩散后硅晶体片；(8)使用激光将扩散后硅晶片进行重掺杂后得到硅晶体片成品。2.如权利要求1所述的硅晶体片磷扩散方法，其特征在于，步骤(1)中，在升温过程中通入氧气，所述氧气的流量为0.5-0.8slm；所述升温后温度为770-785℃。3.如权利要求2所述的硅晶体片磷扩散方法，其特征在于，步骤(2)中，所述大氮流量为400-500sccm，氧气流量为400-500sccm，扩散炉内压力为20-60mbar，磷源流量为350-450mg/min，沉积时间为4-10分钟。4.根据权利要求2所述的硅晶体片磷扩散方法，其特征在于，步骤(3)中，所述大氮流量为450-500sccm，氧气流量为450-500sccm，扩散炉内压力为...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩大伟，方结彬，林纲正，何达能，陈刚，
申请(专利权)人：浙江爱旭太阳能科技有限公司，广东爱旭科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33