N型硅片的吸杂方法和磷吸杂设备技术

本发明专利技术提供了一种N型硅片的吸杂方法和磷吸杂设备，包括在硅片的至少一个表面上形成磷浆层；对形成有磷浆层的硅片进行链式扩散退火，链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，升温阶段和降温阶段均分别包含具有不小于30℃/mi n的温度骤变度，使得磷浆层与硅片中的杂质互溶而形成磷硅吸杂层；去除磷硅吸杂层。本发明专利技术使用磷浆层喷涂叠加链式扩散退火炉技术进行磷吸杂，磷浆层的喷涂与链式扩散退火炉集成在一起，通过更优温度条件和强光辐射下扩散实现快速磷重掺杂，同时使用快速退火技术，使得金属杂质固定并析出在磷硅吸杂层，扩散温度更高工艺时间更短，可以大幅缩短工艺时间，吸杂效果更加明显，便于进行规模化量产。

【技术实现步骤摘要】
N型硅片的吸杂方法和磷吸杂设备
本专利技术涉及太阳能电池制备
，尤其涉及一种N型硅片的吸杂方法和设备，更具体地涉及一种应用于异质结电池硅片的N型硅片的吸杂方法和磷吸杂设备。
技术介绍
在硅片单晶拉制过程中，由于硅料中存在一定比例的金属杂质，这些金属杂质在硅片中很容易形成深能级缺陷，极大的影响硅片的少子寿命。在将硅片应用于太阳能电池的制备时，硅片中的金属杂质会对太阳能电池的效率造成一定的影响。特别地，异质结太阳能电池的制备工艺温度都在200℃以下，不像同质结晶体硅太阳能电池的制备过程中有磷扩散工艺，该磷扩散工艺本身就具有吸杂作用。一旦具有较高金属含量的N型硅片用于制备异质结电池时就会造成效率低下。目前的吸杂方式包括铝吸杂和磷吸杂，由于硅片杂质分布的原因，目前吸杂效果均不好；同时，大量的技术主要是利用管式退火炉，工艺时间非常长，生产效率低下，导致目前吸杂难以实现量产。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种N型硅片的吸杂方法，至少部分解决现有技术中存在的问题。本专利技术提供了一种N型硅片的吸杂方法，包括步骤：在硅片的至少一个表面上形成磷浆层；以及对形成有所述磷浆层的所述硅片进行链式扩散退火，其中所述链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，所述升温阶段和所述降温阶段均分别包含具有不小于30℃/min的温度骤变度，以使得所述磷浆层与所述硅片中的杂质互溶而形成磷硅吸杂层；去除所述磷硅吸杂层。根据本专利技术实施例的一种具体实现方式，在升温阶段还采用或辅以光照，光照采用白光，光强范围为1sun-100sun。根据本专利技术实施例的一种具体实现方式，所述升温阶段包括第一升温阶段和第二升温阶段，其中：所述第一升温阶段将温度升至500℃-700℃，所述第一升温阶段的时间范围为2min-6min；所述第二升温阶段使得温度升至800℃-1000℃，所述第二升温阶段的升温时间范围为2min-6min；优选的是，所述第一升温阶段将温度升温至700℃，时间为4min；所述第二升温阶段将温度升温至925℃，时间为4min。根据本专利技术实施例的一种具体实现方式，所述降温阶段包括第一降温阶段、第二降温阶段和第三降温阶段，所述第二降温阶段的降温陡度大于所述第一降温阶段和所述第三降温阶段的降温陡度。根据本专利技术实施例的一种具体实现方式，所述第一降温阶段使得峰值温度降低至800℃-850℃，所述第一降温阶段的时间范围为2min-5min；所述第二降温阶段使得温度降低至650℃-750℃，降温速率50-100℃/min，所述第二降温阶段的降温时间范围为2min-10min；所述第三降温阶段使得温度降低至40℃-100℃，所述第三降温阶段的降温时间范围为2min-10min；优选的是，所述第一降温阶段使得峰值温度降低至825℃，时间为3min；所述第二降温阶段使得温度降低至720℃，时间为1.5min；所述第三降温阶段使得温度降低至50℃，时间为6min。根据本专利技术实施例的一种具体实现方式，所述恒温阶段的峰值温度为800℃-1000℃，所述恒温阶段的时间范围为3min-10min；优选的是，所述恒温阶段的峰值温度为925℃，时间为7min。根据本专利技术实施例的一种具体实现方式，所述磷硅吸杂层包括磷硅玻璃层和磷硅扩散层，去除所述硅片表面的磷硅玻璃层的方式包括：采用质量比为2％-10％的HF水溶液，温度范围控制在20℃-30℃，去除所述磷硅玻璃层根据本专利技术实施例的一种具体实现方式，所述磷硅吸杂层包括磷硅玻璃层和磷硅扩散层，去除所述磷硅扩散层的方式包括：采用体积比为1:3-1:9的HF/HNO3混合水溶液腐蚀所述硅片50s-150s；或者，采用质量比为2％-12％的KOH溶液或NaOH溶液，温度范围控制在70℃-90℃，对所述磷硅玻璃层进行腐蚀，腐蚀厚度大于1μm。根据本专利技术实施例的一种具体实现方式，形成所述磷浆层的方式包括液体状喷涂、或者是采用超声雾化磷浆后喷涂，形成的所述磷浆层的厚度为2μm-10μm。根据本专利技术实施例的一种具体实现方式，在所述硅片的至少一个表面上形成所述磷浆层的步骤之前，所述方法还包括：采用质量比为2％-15％的KOH溶液，将温度范围控制在70℃-90℃，对所述硅片的单面进行腐蚀，并去除被腐蚀层；或者，采用体积比为1:3-1:9的HF/HNO3混酸溶液，将温度范围控制在5℃-15℃，对所述硅片的单面进行腐蚀，并去除被腐蚀层；优选的是，所述被腐蚀层的厚度大于1.5μm。本专利技术还提供了一种磷吸杂设备，所述磷吸杂设备包括：磷浆层形成装置，用于在所述硅片的至少一个表面上形成磷浆层；以及链式扩散退火装置，用于对形成有所述磷浆层的所述硅片进行链式扩散退火，其中所述链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，所述升温阶段和所述降温阶段均分别包含具有不小于30℃/min的温度骤变度，以使得所述磷浆层与所述硅片中的杂质互溶而形成磷硅吸杂层；优选的是，所述链式扩散退火炉采用陶瓷辊道式退火炉。本专利技术针对现有管式扩散型磷吸杂技术存在的工艺时间过长，生产成本高，工艺复杂，产能不高等问题，提出使用磷浆层叠加链式扩散退火炉技术对N型单晶硅片进行磷吸杂。该方案中将磷浆层的喷涂与链式扩散退火炉集成在一起，通过更优温度条件下的强光辐照使得硅片表面磷原子快速扩散实现快速磷重掺杂，使得金属杂质固定并析出在磷硅吸杂层。本专利技术采用链式扩散退火炉工艺简单，同时扩散温度更高工艺时间更短，可以大幅缩短工艺时间，吸杂效果更加明显，便于进行规模化量产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例1的N型硅片的吸杂方法的流程图；图2A和图2B为专利技术实施例1的N型硅片的吸杂方法的实施流程结构示意图；图3为本专利技术实施例1的链式扩散退火的流程图；图4为实施本专利技术实施例1的N型硅片的吸杂方法的磷吸杂设备；图5为本专利技术实施例2的N型硅片的吸杂方法的流程图；图6为包括损伤层的硅片的结构示意图；附图标识中：10-硅片；11-磷浆层；12-磷硅吸杂层；121-磷硅玻璃层；122-磷硅扩散层；13-损伤层；20-磷浆层形成装置；30-链式扩散退火炉。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种N型硅片的吸杂方法，其特征在于，包括步骤：/n在硅片的至少一个表面上形成磷浆层；以及/n对形成有所述磷浆层的所述硅片进行链式扩散退火，其中所述链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，所述升温阶段和所述降温阶段均分别包含具有不小于30℃/min的温度骤变度，以使得所述磷浆层与所述硅片中的杂质互溶而形成磷硅吸杂层；/n去除所述磷硅吸杂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种N型硅片的吸杂方法，其特征在于，包括步骤：
在硅片的至少一个表面上形成磷浆层；以及
对形成有所述磷浆层的所述硅片进行链式扩散退火，其中所述链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，所述升温阶段和所述降温阶段均分别包含具有不小于30℃/min的温度骤变度，以使得所述磷浆层与所述硅片中的杂质互溶而形成磷硅吸杂层；
去除所述磷硅吸杂层。


2.根据权利要求1所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，在升温阶段还采用或辅以光照，光照采用白光，光强范围为1sun-100sun。


3.根据权利要求1所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，所述升温阶段包括第一升温阶段和第二升温阶段，其中：
所述第一升温阶段将温度升至500℃-700℃，所述第一升温阶段的时间范围为2min-6min；所述第二升温阶段使得温度升至800℃-1000℃，所述第二升温阶段的升温时间范围为2min-6min；
优选的是，所述第一升温阶段将温度升温至700℃，时间为4min；
所述第二升温阶段将温度升温至925℃，时间为4min。


4.根据权利要求1所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，所述降温阶段包括第一降温阶段、第二降温阶段和第三降温阶段，所述第二降温阶段的降温陡度大于所述第一降温阶段和所述第三降温阶段的降温陡度；
优选的是，所述第一降温阶段使得峰值温度降低至800℃-850℃，所述第一降温阶段的时间范围为2min-5min；所述第二降温阶段使得温度降低至650℃-750℃，降温速率50-100℃/min，所述第二降温阶段的降温时间范围为2min-10min；所述第三降温阶段使得温度降低至40℃-100℃，所述第三降温阶段的降温时间范围为2min-10min；
优选的是，所述第一降温阶段使得峰值温度降低至825℃，时间为3min；所述第二降温阶段使得温度降低至720℃，时间为1.5min；所述第三降温阶段使得温度降低至50℃，时间为6min。


5.根据权利要求1所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，所述恒温阶段的峰值温度为800℃-1000℃，所述恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文静，徐晓华，龚道仁，张良，周肃，
申请(专利权)人：安徽华晟新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34