一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺，包括以下步骤：步骤S1：步骤S1：进舟；步骤S2：抽真空侧漏；步骤S3：升温低浓度预氧化；步骤S4：恒温高浓度预氧化；步骤S5：低温高浓度氧气沉积；步骤S6：升温高浓度氧气沉积；步骤S7：升温推进；步骤S8：恒温推进；步骤S9：降温出舟。本发明专利技术通过高温推进前，采用高浓度氧气氛围，厚氧化层作为缓存介质层,控制实际沉积的磷源,有利于硅片磷源沉积的均匀性，高温推进在长时间、无氧氛围下进行，保证PN结高结深，硅片表面沉积采用二步式沉积，都在高浓度氧流量氛围下，控制实际沉积源量，减少表面死层，提升少子寿命，采用无氧氛围下进行长时间降温，从而保证较低的表面磷浓度，保证Uoc和Isc。

【技术实现步骤摘要】
一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺
本专利技术涉及单晶硅太阳能电池
，尤其涉及一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺。
技术介绍
晶硅太阳电池技术迭代带来的成本下降逐步成为推动行业发展的主要动力，近两年来，光伏行业电池技术经历了从常规BSF电池→PERC电池→PERC+LDSE电池的转换，其中PERC+LDSE电池工艺流程为：制绒→扩散→激光SE→刻蚀→背钝化→正面PECVD→背面PECVD→激光开槽→丝网印刷→烧结→测试，该电池技术与相近的PERC电池相比，在扩散工序之前只增加了一道激光SE工序，其余工序不变。激光SE工序是采用扩散工序产生的磷硅玻璃层作为掺杂源，利用激光的热效应，熔融硅片表层，将覆盖在发射极顶部的磷硅玻璃中的P原子进入硅片表层，因磷原子在液态硅中的扩散系数要比在固态硅中的扩散高数个数量级，固化后掺杂磷原子取代硅原子的位置，从而使电池片在金属电极下形成高掺杂区域，在接收光照的区域浅扩散形成低掺杂区，这种结构表面少子复合少，金属电极和发射极之间又能形成良好的欧姆接触，会获得更高的短路电流、开路电压和填充因子，从而会提高太阳电池转换效率。目前，虽然对激光SE掺杂选择性发射极太阳电池的理论研究和实验的报道很多，但是在实际的大规模生产中，受限于扩散工艺的影响，仍然存在着扩散高方阻的均匀性、轻重掺杂磷源浓度过多或过少、轻重掺杂区方块电阻匹配等问题。如掺杂浓度过低，硅片表面掺杂层磷硅玻璃太少，虽可以降低表面复合，提高少子寿命，但会导致方阻均匀性较差，电池片欧姆接触不好，接触电阻的增大，影响电池的串联，填充因子下降，电池效率降低；掺杂浓度过高，虽可以得到较好的方阻均匀性、较低的接触电阻，但是高的掺杂浓度会导致载流子复合变大，少子寿命降低，影响电池的开路电压Uoc和短路电流Isc。目前行业使用的扩散高方阻工艺大体分为二类：一类是工艺时间较短(逐步向80分钟靠近)，但效率不高；另一类是效率较高，但工艺时间较长，同时存在片间效率一致性差等问题。因此在缩短工艺时间从而保证产能的情况下，尽量提升电池片效率、保证片间效率一致性就显得尤为重要。例如，一种在中国专利文献上公开的“一种区域性分层沉积扩散工艺”，其公告号：CN110164759A，其申请日：2019年08月23日，该专利技术采用常规perc工艺基础上叠加降温沉积形成磷硅玻璃层方式，实现高方阻、磷硅玻璃层高磷源的目的，但仍然存在硅片表面磷浓度偏高、PN结较浅，导致电池的开路电压Uoc和短路电流Isc偏低的问题。例如，一种在中国专利文献上公开的“高效选择性发射极太阳能电池扩散工艺”，其公告号：CN110190153A，其申请日：2019年08月30日，该专利技术采用三段式沉积推进，再降温沉积来提升磷硅玻璃层中磷含量，该工艺基本达到高结深、高方阻要求，提升了短波相应；但仍然存在四步沉积在较高温度下进行，会有部分PSG中磷进入硅片，降低表面磷浓度；影响少子寿命，导致ISC和Uoc偏低，以及存在舟印风险的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决现有的技术PERC+LDSE电池片间效率一致性差、PN结结构不合理以及少子寿命低的问题；提供一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺，有利于制备高方阻、高结深、低表面磷浓度和PSG中高磷浓度的PN结的PERC+LDSE电池。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺，包括以下步骤：步骤S1：进舟：将硅片清洗、制绒后，放入石英舟，并推入扩散炉的炉管内；步骤S2：抽真空侧漏：将扩散炉内抽真空到100mbar，通入氮气，排除炉管内的废气；废气主要指的是原先位于扩散炉内的空气气体；步骤S3：升温低浓度预氧化：将扩散炉升温到680～780℃，通入氧气和氮气，对硅片进行升温低浓度预氧化；该步骤在扩散炉680℃时开始通入氧气，节省工艺时间,并加速炉管内废气排放，利于提升氧气和氮气的填充；步骤S4：恒温高浓度预氧化：将扩散炉升温并控制在780～800℃，通入氧气和氮气，对硅片进行恒温高浓度预氧化；该步骤通过加大氧气流量，制备厚氧化层作为缓存介质层，控制实际沉积的磷源，有利于硅片内磷源沉积的均匀性；步骤S5：低温高浓度氧气沉积：通入氮气和氧气，对硅片进行低温高浓度磷源沉积；该步骤在高氧气流量氛围中，控制实际沉积源量，减少表面死层，提升少子寿命；步骤S6：升温高浓度氧气沉积：根据步骤S4的扩散炉温度，将扩散炉升温到790～810℃，通入氮气和氧气，对硅片进行升温高浓度磷源沉积；该步骤通过分层沉积，更有利于磷源沉积的均匀性，减少局部复合中心的产生；步骤S7：升温推进：将扩散炉快速升温到830～870℃，通入氮气；步骤S8：恒温推进：保持扩散炉温度，通入氮气；该步骤在无氧氛围下恒温进行推进，保证高结深；步骤S9：降温出舟：将扩散后的硅片从扩散炉中取出；该步骤在低浓度氧气下进行PSG层的磷源沉积，保证硅片PSG层中沉积足够磷源，同时防止磷源进入硅片。作为优选，所述的步骤S2中，所述抽真空侧漏时间控制在350～450s，扩散炉温度控制在550～700℃。作为优选，所述的步骤S3中，所述氧气的体积流量为500～1000sccm，所述氮气为大氮1000～2000sccm，所述低浓度预氧化的时间控制在300～400s。作为优选，所述的步骤S4中，所述氧气的体积流量为1000～2000sccm，所述氮气为大氮500～1500sccm，所述高浓度预氧化的时间控制在200～300s。利用厚氧化层作为缓存介质层,控制实际沉积的磷源,有利于硅片磷源沉积的均匀性。作为优选，所述的步骤S5中，所述氧气的体积流量为700～1500sccm，通入的氮气包括大氮和小氮，所述大氮的体积流量为500～1000sccm，所述小氮的体积流量为500～1000sccm，磷源瓶的压力控制在600～800mbar，低温高浓度氧气沉积时间控制在100～200s。在高浓度氧流量氛围下,控制实际沉积源量，减少表面死层，减少复合中心，提升少子的寿命。作为优选，所述的步骤S6中，所述氧气的体积流量为700～1500sccm，通入的氮气包括大氮和小氮，所述大氮的体积流量为500～1000sccm，所述小氮的体积流量为500～1000sccm，磷源瓶的压力控制在600～800mbar，升温高浓度氧气沉积时间控制在100～200s。作为优选，所述的步骤S7中，通入的氮气为大氮，所述大氮的体积流量为1000～3000sccm，升温推进的时间控制在200～500s。作为优选，所述的步骤S8，通入的氮气为大氮，所述大氮的体积流量为1000～3000sccm，恒温推进的时间控制在500～800s。在长时间、无氧氛围下进行恒温推进，保证PN结的高结深。作为优选，所述的步骤S9中，所述降温出舟包括以下步骤：步骤S91：控温降温：时间1000～1500s，温度870～760℃，大氮1000～3000本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：进舟：将硅片清洗、制绒后，放入石英舟，并推入扩散炉的炉管内；/n步骤S2：抽真空侧漏：将扩散炉内抽真空到100mbar，通入氮气，排除炉管内的废气；/n步骤S3：升温低浓度预氧化：将扩散炉升温到680~780℃，通入氧气和氮气，对硅片进行升温低浓度预氧化；/n步骤S4：恒温高浓度预氧化：将扩散炉升温并控制在780~800℃，通入氧气和氮气，对硅片进行恒温高浓度预氧化；/n步骤S5：低温高浓度氧气沉积：通入氮气和氧气，对硅片进行低温高浓度磷源沉积；/n步骤S6：升温高浓度氧气沉积：根据步骤S4的扩散炉温度，将扩散炉升温到790~810℃，通入氮气和氧气，对硅片进行升温高浓度磷源沉积；/n步骤S7：升温推进：将扩散炉快速升温到830~870℃，通入氮气；/n步骤S8：恒温推进：保持扩散炉温度，通入氮气；/n步骤S9：降温出舟：将扩散后的硅片从扩散炉中取出。/n

【技术特征摘要】
1.一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：进舟：将硅片清洗、制绒后，放入石英舟，并推入扩散炉的炉管内；
步骤S2：抽真空侧漏：将扩散炉内抽真空到100mbar，通入氮气，排除炉管内的废气；
步骤S3：升温低浓度预氧化：将扩散炉升温到680~780℃，通入氧气和氮气，对硅片进行升温低浓度预氧化；
步骤S4：恒温高浓度预氧化：将扩散炉升温并控制在780~800℃，通入氧气和氮气，对硅片进行恒温高浓度预氧化；
步骤S5：低温高浓度氧气沉积：通入氮气和氧气，对硅片进行低温高浓度磷源沉积；
步骤S6：升温高浓度氧气沉积：根据步骤S4的扩散炉温度，将扩散炉升温到790~810℃，通入氮气和氧气，对硅片进行升温高浓度磷源沉积；
步骤S7：升温推进：将扩散炉快速升温到830~870℃，通入氮气；
步骤S8：恒温推进：保持扩散炉温度，通入氮气；
步骤S9：降温出舟：将扩散后的硅片从扩散炉中取出。


2.根据权利要求1所述的一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述抽真空侧漏时间控制在350~450s，扩散炉温度控制在550~700℃。


3.根据权利要求1所述的一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述氧气的体积流量为500~1000sccm，所述氮气为大氮1000~2000sccm，所述低浓度预氧化的时间控制在300~400s。


4.根据权利要求1所述的一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺，其特征在于，所述步骤S4中，所述氧气的体积流量为1000~2000sccm，所述氮气为大氮500~1500sccm，所述高浓度预氧化的时间控制在200~300s。


5.根据权利要求1所述的一种PERC叠加SE的高开压扩散高方阻工艺，其特征在于，所述步骤S5中，所述氧气的体积流量为700~1500sccm，通入的氮气包括大氮和小氮，所述大氮的体积流量为500~1000sccm，所述小氮的体积流量为500~1000sccm，磷源瓶的压力控制在600~800mbar，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张逸凡，王英杰，赵壮，李文龙，金杭，韦祖路，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33