一种P型硅片的背面掺杂工艺及应用制造技术

本发明专利技术提供了一种P型硅片的背面掺杂工艺及应用，涉及光伏发电产品制备技术领域。该工艺包括步骤：将P型硅片的正面面朝面靠在一起，在压力为50mTorr

【技术实现步骤摘要】
一种P型硅片的背面掺杂工艺及应用


[0001]本专利技术实施例涉及但不限于光伏发电产品制备
，尤其涉及一种P型硅片的背面掺杂工艺及应用。

技术介绍

[0002]常规的单晶PERC电池(Passivated Emitter and Rear Cell，钝化发射极和背面电池，简称PERC电池)在硅片正面进行磷掺杂形成PN结，硅片背面采用印刷铝栅线后进行烧结实现掺杂。由于烧结采用快速烧结工艺，掺杂浓度偏低，不利于串联电阻的下降，造成电池片转换效率偏低。
[0003]目前的提效手段难以突破上述技术瓶颈，很难实现电池转换效率的提升。

技术实现思路

[0004]以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0005]本专利技术实施例提供了一种P型硅片(下文也简称为硅片)的背面掺杂工艺及应用，在P型硅片背面形成表面轻掺杂、局部重掺杂的杂质分布，提高了转换效率。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种P型硅片的背面掺杂工艺，包括：
[0007]将P型硅片的正面面朝面靠在一起，在压力为50mTorr
‑
300mTorr的条件下对所述P型硅片的背面进行硼扩散；
[0008]对所述硼扩散后的所述背面进行第一激光掺杂，再进行第一清洗。
[0009]在50mTorr
‑
300mTorr的低压条件下进行扩硼，可以通过一次通源工艺实现较好的硼掺杂，降低掺杂后硅片的方阻。进一步借助激光能量瞬时融化硅基体，将硼原子推进到硅片表面形成局部重掺杂，即硼重掺杂P++区，实现提高PERC电池的转换效率的目的。
[0010]第一清洗，用于去除经硼扩散工艺形成的硼硅玻璃(Boron Silicate Glass，简称BSG)和周边扩散层。第一清洗可以采用酸溶液或碱溶液作为腐蚀剂，其中的酸示例为氢氟酸、盐酸等的混合液，碱示例为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述第一清洗的腐蚀剂采用质量浓度45
‑
55％的HF、质量浓度40
‑
55％的HCl、水按体积比为1:(1
‑
2):(2
‑
4)混合。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述的第一激光掺杂的激光功率为25W
‑
30W，光斑大小可以控制在80μm
‑
100μm，深度可以控制在0.1μm
‑
0.3μm，以防硅片受应力作用而破碎。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述将P型硅片的正面面朝面靠在一起之前，还包括在所述P型硅片的正面制备掩膜。
[0014]掩膜用于对P型硅片的正面进行保护，避免因后续硼扩散工艺中硼原子绕射进入硅片正面进行掺杂，此外，还能起到保护作用，防止硅片靠在一起时出现表面划伤。
[0015]在进行硼扩散之前，如已经对硅片正面进行磷掺杂，掩膜能保护硅片表面已有的PN结在硼扩散等后续环节中不被破坏，同时阻隔硼扩散过程中硼原子在正面扩散进硅片，
与磷形成PN结，造成短路。
[0016]上述的掩膜可以采用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，简称PECVD)的方法形成。掩膜的材质可以是Si
x
O
y
、Si
x
N
y
等，厚度可以是10
‑
20nm。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，上述的在所述P型硅片的正面制备掩膜之前，还包括对所述P型硅片依次进行制绒、正面磷扩散和第二清洗。
[0018]制绒主要用于在硅片表面形成绒面，提高馅光作用。制绒可以使用酸溶液或碱溶液作为腐蚀剂。进一步，可以在上述的腐蚀剂中添加制绒添加剂，例如硅酸钠和异丙醇等，从而控制反应速率，得到较好的绒面状态。
[0019]正面磷扩散用于在硅片正面形成N型扩散层，可以采用三氯氧磷(POCl3)为磷源。
[0020]上述的制绒、正面磷扩散为本领域公知，具体细节不再详述。
[0021]第二清洗，用于去除经磷扩散工艺后形成的磷硅玻璃(Phospho Silicate Glass，简称PSG)和周边扩散层。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述第二清洗的腐蚀剂采用质量浓度45
‑
55％的HF、质量浓度45
‑
60％的HNO3、水按体积比为(1
‑
2):(2
‑
3):(10
‑
12)混合。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述第二清洗之前，还包括对所述正面磷扩散制得的扩散层进行第二激光掺杂，第二激光掺杂用于将磷原子推进到硅片表面形成局部重掺杂，即形成磷重掺杂N++区。
[0024]上述的第二激光掺杂的激光功率可以为20W
‑
30W，光斑大小可以控制在100μm
‑
130μm，深度可以控制在0.1μm
‑
0.4μm。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，所述硼扩散的硼源为常用的液态硼源，示例为三溴化硼、硼酸三甲酯、硼酸三乙酯等。进一步，所述硼扩散的硼源为三溴化硼。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述硼扩散中，硼源通过喷淋管进行通源。液态硼源的分子量通常较大，容易沉积，与现有的经炉口进行通源的方式相比，采用喷淋扩散的方式输出硼源，有利于气化后的硼源分子在喷淋管及扩散炉内均匀分布，改善硼扩散均匀性，进一步降低方阻。为此，可以增加喷淋管的喷孔数目，同时尽可能地使喷孔在喷淋管上间隔均匀分布。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述硼扩散的通源温度是900℃
‑
980℃。
[0028]通源时间可以为300s
‑
900s，通过调控通源时间可以改善PN结的质量。
[0029]通源小氮流量可以为800sccm
‑
1100sccm。
[0030]通源大氮流量可以为800sccm
‑
1500sccm。
[0031]通源氧气流量可以为100sccm
‑
400sccm。
[0032]根据本专利技术的一些实施例，所述硼扩散还包括通源后的高温推进处理，所述高温推进处理在通氮气下进行，温度为980℃
‑
1000℃，时间为300s
‑
520s。
[0033]通氮气用于改善高温推进过程的炉管气体氛围，该通氮气过程的通氮流量示例如下：大氮流量900sccm
‑
1300sccm，小氮流量300sccm
‑
700sccm。
[0034]根据本专利技术的一些实施例，所述P型硅片为P型单晶硅片或P型多晶硅片。
[0035]第二方面，本专利技术实施例提供了上述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种P型硅片的背面掺杂工艺，其特征在于，包括：将P型硅片的正面面朝面靠在一起，在压力为50mTorr
‑
300mTorr的条件下对所述P型硅片的背面进行硼扩散；对所述硼扩散后的所述背面进行第一激光掺杂，再进行第一清洗。2.根据权利要求1所述的P型硅片的背面掺杂工艺，其特征在于，所述将P型硅片的正面面朝面靠在一起之前，还包括在所述P型硅片的正面制备掩膜；进一步地，所述制备掩膜的方法为等离子体增强化学气相沉积。3.根据权利要求2所述的P型硅片的背面掺杂工艺，其特征在于，所述在所述P型硅片的正面制备掩膜之前，还包括对所述P型硅片依次进行制绒、正面磷扩散和第二清洗。4.根据权利要求3所述的P型硅片的背面掺杂工艺，其特征在于，所述第二清洗之前，还包括对所述正面磷扩散制得的扩散层进行第二激光掺杂。5.根据权利要求1所述的P型硅片的背面掺杂工艺，其特征在于，所述硼扩散的硼源为三溴化硼。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹丹，陈家健，祁嘉铭，杨江海，杨健，
申请(专利权)人：中国南玻集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：