【技术实现步骤摘要】
本申请涉及激光加工，具体涉及一种电池选择性发射极激光掺杂系统及激光掺杂方法。
技术介绍
1、随着激光技术的发展，激光越来越广泛的应用于人们的生产生活中。激光以其较好的单向性和穿透性，已较为成熟的应用于激光雷达、光电滑环等相关工作领域，足够能量强度的激光应用于激光加工，能够提供为准确高精度的切割、刻蚀、材料掺杂或其他激光加工。
2、电池的选择性发射极结构(selective emitter，简称se)是通过在电极接触区域进行重掺杂形成的，p型电池使用磷硅玻璃(psg)激光掺杂技术制备选择性发射极已成为标准的工艺方案，n型电池的选择性发射极的制备技术目前还没有非常成熟的方案。目前行业中也有一些针对硼se结构的制备方法，主要分为以下两大类：(1)通过掩膜法结合二次硼扩散的方法制备硼se结构，在硅衬底预先长掩膜层，然后对局部区域进行刻蚀形成窗口，之后进行一次硼扩散形成重掺，去掩膜再二次硼扩散形成轻掺杂，该方法过程相对较为复杂，生产成本较高，难以在工业化中得以应用；(2)激光se法，通过沉积或涂抹硼源后再通过局部区域的激光推进实现局部重掺，进而实现se结构，由于硼的扩散所需激活能较高，需要较高的激光能量足以使得硼有效推进，但高能量激光不可避免的会对基底硅片表面的绒面造成较大烧蚀破坏和损伤，既会影响绒面结构，同时带来复合损伤，影响电池效率提升。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种电池选择性发射极激光掺杂系统及激光掺杂方法，能够实现硼掺杂选择性发射极中重掺杂区和轻掺杂区
2、本申请实施例的一方面，提供了一种电池选择性发射极激光掺杂系统，包括用于承载基底硅片的加工台，以及用于根据加工控制信号朝向加工台扫描出射激光束的激光器，还包括热组件，热组件根据加热控制信号对承载于加工台的基底硅片加热。
3、在本申请的一种可实现的实施方式中，热组件包括辅助激光器，辅助激光器用于朝向基底硅片的待掺杂区域出射热辐射光斑。
4、在本申请的一种可实现的实施方式中，热组件还包括与辅助激光器固定连接的驱动机构，以及分别与辅助激光器和驱动机构信号连接的热控制器，热控制器用于根据激光器的扫描路径向驱动机构输出运动控制信号，驱动机构根据运动控制信号，并配合辅助激光器根据加热控制信号对基底硅片的当前待掺杂区域出射热辐射光斑。
5、在本申请的一种可实现的实施方式中，热组件包括设置于加工台上的加热器，加热器根据加热控制信号发热以使加工台升温，将加工台上的基底硅片的温度达到并保持在100℃-500℃之间。
6、在本申请的一种可实现的实施方式中，加热器设置于加工台的内部或表面，加热器包括分布设置于加工台所在平面的电热丝或加热二极管，预热加工台上的基底硅片达到并保持在150℃-300℃之间。
7、在本申请的一种可实现的实施方式中，激光器设置在扫描传动机构上，还包括分别与扫描传动机构和激光器信号连接的控制器，控制器控制激光器出射预设参数的激光束，并控制扫描传动机构带动激光器将预设参数的激光束按照预设的扫描路径扫描出射，以激发掺杂源对基底硅片实现掺杂。
8、在本申请的一种可实现的实施方式中，激光器出射连续光模式激光束或者脉冲光模式激光束。
9、本申请实施例的另一方面，提供了一种激光掺杂方法，包括：对基底硅片预热，使基底硅片的温度达到并保持在100℃-500℃之间；对基底硅片上形成有硼掺杂剂层的目标重掺杂区域出射预设参数的激光束，激光束沿预设路径扫描目标重掺杂区域，循环执行预设次数，在目标重掺杂区域实现激光掺杂，其中，循环执行的扫描激光束的能量密度不同。
10、在本申请的一种可实现的实施方式中，循环执行的扫描激光束的能量密度以5％-15％的比例递减。
11、在本申请的一种可实现的实施方式中，预设次数在4-10次之间。
12、在本申请的一种可实现的实施方式中，激光束为脉冲光模式激光束；循环执行的扫描激光束的脉冲宽度以5％-15％的比例递增。
13、在本申请的一种可实现的实施方式中，扫描激光束的光斑重叠率在50％-80％之间，和/或，循环执行的扫描激光束的光斑重叠率以5％-10％的比例递减。
14、在本申请的一种可实现的实施方式中，对基底硅片上形成有硼掺杂剂层的目标重掺杂区域出射预设参数的激光束之前，方法还包括：在具有硼硅玻璃浅掺杂或者无掺杂的制绒基底硅片表面覆盖硼掺杂剂层。
15、在本申请的一种可实现的实施方式中，硼掺杂剂层满足以下条件的至少一个：硼掺杂剂层的材料包括掺硼的纳米硅粉、硼墨水、硼酸、氧化硼和硼硅玻璃中的一种或几种的组合；硼掺杂剂层的厚度在0.1μm-10μm之间。
16、在本申请的一种可实现的实施方式中，对基底硅片预热，使基底硅片的温度达到并保持在100℃-500℃之间包括：采用以下至少一种的加热方式对基底硅片进行加热：热辐射光斑照射加热；电热丝加热；加热二极管加热；加工台面加热。
17、在本申请的一种可实现的实施方式中，预热基底硅片达到并保持在150℃-300℃之间。
18、在本申请的一种可实现的实施方式中，采用热辐射光斑照射对基底硅片进行加热包括：热辐射光斑沿预设路径扫描目标重掺杂区域，以对热辐射光斑覆盖的范围加热，其中，热辐射光斑的覆盖范围小于等于目标重掺杂区域的范围。
19、本申请实施例提供的电池选择性发射极激光掺杂系统，包括用于承载基底硅片的加工台，基底硅片即为用于制备电池选择性发射极的基底材料，电池选择性发射极激光掺杂系统还包括用于根据加工控制信号朝向加工台扫描出射激光束的激光器，承载于加工台上的基底硅片在扫描激光束的照射下进行激光重掺杂，电池选择性发射极激光掺杂系统还包括有热组件，热组件根据加热控制信号对承载于加工台的基底硅片加热，在加热状态下通过扫描激光束对基底硅片进行激光重掺杂，能够加快激光重掺杂和扩散时间，提高激光掺杂的工作效率。
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1.一种电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，包括用于承载基底硅片的加工台，以及用于根据加工控制信号朝向所述加工台扫描出射激光束的激光器，还包括热组件，所述热组件根据加热控制信号对承载于所述加工台的基底硅片加热。
2.根据权利要求1所述的电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，所述热组件包括辅助激光器，所述辅助激光器用于朝向所述基底硅片的待掺杂区域出射热辐射光斑。
3.根据权利要求2所述的电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，所述热组件还包括与所述辅助激光器固定连接的驱动机构，以及分别与所述辅助激光器和所述驱动机构信号连接的热控制器，所述热控制器用于根据所述激光器的扫描路径向所述驱动机构输出运动控制信号，所述驱动机构根据所述运动控制信号，并配合所述辅助激光器根据所述加热控制信号对所述基底硅片的当前待掺杂区域出射热辐射光斑。
4.根据权利要求1所述的电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，所述热组件包括设置于所述加工台上的加热器，所述加热器根据加热控制信号发热以使所述加工台升温，预热所述加工台上的基底硅片达到并保持在100℃-500℃
5.根据权利要求4所述的电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，所述加热器设置于所述加工台的内部或表面，所述加热器包括分布设置于所述加工台所在平面的电热丝或加热二极管，预热所述加工台上的基底硅片的温度达到并保持在150℃-300℃之间。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，所述激光器设置在扫描传动机构上，还包括分别与所述扫描传动机构和所述激光器信号连接的控制器，所述控制器控制所述激光器出射预设参数的激光束，并控制所述扫描传动机构带动所述激光器将所述预设参数的激光束按照预设的扫描路径扫描出射，以激发掺杂源对基底硅片实现掺杂。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，所述激光器出射连续光模式激光束或者脉冲光模式激光束。
8.一种激光掺杂方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的激光掺杂方法，其特征在于，循环执行的扫描激光束的能量密度以5％-15％的比例递减。
10.根据权利要求9所述的激光掺杂方法，其特征在于，所述预设次数在4-10次之间。
11.根据权利要求8所述的激光掺杂方法，其特征在于，所述激光束为脉冲光模式激光束；
12.根据权利要求11所述的激光掺杂方法，其特征在于，所述扫描激光束的光斑重叠率在50％-80％之间，和/或，所述循环执行的扫描激光束的光斑重叠率以5％-10％的比例递减。
13.根据权利要求8-12任意一项所述的激光掺杂方法，其特征在于，所述对基底硅片上形成有硼掺杂剂层的目标重掺杂区域出射预设参数的激光束之前，所述方法还包括：
14.根据权利要求13所述的激光掺杂方法，其特征在于，所述硼掺杂剂层满足以下条件的至少一个：
15.根据权利要求8-12任意一项所述的激光掺杂方法，其特征在于，所述对基底硅片预热，使所述基底硅片的温度达到并保持在100℃-500℃之间包括：
16.根据权利要求15所述的激光掺杂方法，其特征在于，采用热辐射光斑照射对基底硅片进行加热包括：
17.根据权利要求15所述的激光掺杂方法，其特征在于，预热所述基底硅片达到并保持在150℃-300℃之间。
...【技术特征摘要】
1.一种电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，包括用于承载基底硅片的加工台，以及用于根据加工控制信号朝向所述加工台扫描出射激光束的激光器，还包括热组件，所述热组件根据加热控制信号对承载于所述加工台的基底硅片加热。
2.根据权利要求1所述的电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，所述热组件包括辅助激光器，所述辅助激光器用于朝向所述基底硅片的待掺杂区域出射热辐射光斑。
3.根据权利要求2所述的电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，所述热组件还包括与所述辅助激光器固定连接的驱动机构，以及分别与所述辅助激光器和所述驱动机构信号连接的热控制器，所述热控制器用于根据所述激光器的扫描路径向所述驱动机构输出运动控制信号，所述驱动机构根据所述运动控制信号，并配合所述辅助激光器根据所述加热控制信号对所述基底硅片的当前待掺杂区域出射热辐射光斑。
4.根据权利要求1所述的电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，所述热组件包括设置于所述加工台上的加热器，所述加热器根据加热控制信号发热以使所述加工台升温，预热所述加工台上的基底硅片达到并保持在100℃-500℃之间。
5.根据权利要求4所述的电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，所述加热器设置于所述加工台的内部或表面，所述加热器包括分布设置于所述加工台所在平面的电热丝或加热二极管，预热所述加工台上的基底硅片的温度达到并保持在150℃-300℃之间。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的电池选择性发射极激光掺杂系统，其特征在于，所述激光器设置在扫描传动机构上，还包括分别与所述扫描传动机构和所述激光器信号连接的控制器，所述控制器控制所述激光器出射预设参数的激光束，...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱胜鹏，朱凡，梁乔春，李志刚，
申请(专利权)人：武汉帝尔激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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