一种用于晶体硅太阳电池硼掺杂的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于晶体硅太阳电池硼掺杂的方法，在制绒后的硅片的表面沉积第一层薄膜-掺硼的氧化硅薄膜，在第一层薄膜表面再沉积第二层薄膜-氧化硅薄膜作为阻挡层，接着对硅片进行高温处理，使硼原子扩散进硅基体，形成硼掺杂层。该方法可在n型硅片上制备硼发射极(p+)，或者在p型硅片上形成硼背场(p+)。通过阻挡层的设置，可以实现单面硼掺杂，同时无需在扩散炉管中通入硼源，减少了炉管的腐蚀，延长了使用寿命；如果在高温退火过程中通入磷源，可以在硅片的两面分别产生硼掺杂和磷掺杂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳电池
，具体涉及。
技术介绍
晶体硅太阳电池由于其转换效率高，使用寿命长，是目前光伏市场的主流。商业化量产的晶体硅电池主要为P型电池。通过磷扩散即可在晶体硅表面形成发射极(p-n结)， 铝浆与硅烧结反应得到P+层的铝背场，制造流程相对简单，成熟，但转换效率的提升空间也日益变小。于是人们将目光投向其它结构的P型电池以及采用少子寿命更高，光致衰减更低的η型硅片为基体的电池。对传统ρ型电池进行背面钝化需要新的ρ+层取代铝背场，η型电池更是需要制作 P+层形成发射极(p-n结)。三价元素的硼掺杂进硅片可得到P+层。传统硼扩散工艺通常采用BBr3液态源高温扩散。该方法的硼扩工艺较难控制片内和片间的均勻性。而且高温扩散会在硅片两面同时掺杂，即使是将硅片背靠背放置，也会在背面边缘掺进硼原子。同时 BBr3对石英炉管也有一定的腐蚀性，使石英炉管使用寿命大大缩短。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法由于采用了掺硼氧化硅薄膜-氧化硅薄膜双层薄膜的方式，可以防止硼原子溢出，同时由于不需要采用BBr3液态源，可以减少对高温扩散时对炉管的腐蚀，延长其使用寿命。本专利技术的上述目的可以通过如下技术方案来实现的，其特征在于，在制绒后的硅片表面沉积第一层薄膜-掺硼的氧化硅薄膜 (BSG)，在第一层薄膜表面再沉积第二层薄膜-氧化硅薄膜作为阻挡层，接着对硅片进行高温处理，使硼原子扩散进硅基体，形成硼掺杂层。本专利技术采用常压化学气相沉积法(APCVD)沉积第一层薄膜-掺硼的氧化硅薄膜和第二层薄膜-氧化硅薄膜，常压化学气相沉积法的反应气氛包括SiH4、02、B2H6或SiH4、02、 B (CH3) 3 ο本专利技术所述第一层薄膜-掺硼的氧化硅的薄膜膜厚优选为5 lOOnm，掺硼的氧化硅薄膜中硼浓度优选为IO17 1022/cm3。本专利技术所述第二层薄膜-氧化硅薄膜的膜厚优选为5 lOOnm。本专利技术对硅片进行高温处理时的温度优选为800 1050°C，高温扩散后使硼原子扩散进硅基体，形成硼掺杂层的方阻优选为10 150 Ω / 口。本专利技术高温扩散时的反应气氛包括氮气、氧气和磷源中的一种或几种。当高温扩散时，扩散炉中的反应气氛含有磷源时，可以实现在硅片的两面分别产生硼掺杂和磷掺杂。具体而言，本专利技术提供的用于晶体硅太阳电池硼掺杂的方法，可以包括以下步骤(1)选取硅片、制绒和清洗；(2)在硅片的一面沉积掺硼的氧化硅薄膜(BSG)，然后在BSG上再沉积第二层不掺杂硼的氧化硅薄膜；(3)将硅片进行高温退火处理，使硼原子扩散进硅基体，形成硼掺杂层。其中步骤( 中在硅片的一面沉积掺硼的氧化硅薄膜(BSG)，然后在BSG上再沉积第二层不掺杂硼的氧化硅薄膜时，采用的方式为常压化学气相沉积法(APCVD)，常压化学气相沉积法中参与反应的气氛包括SiH4、02、B2H6和B(CH3)3中的一种或几种。步骤(3)中将硅片置于扩散炉中进行高温处理，炉内气氛可根据需要包括氮气、 氧气和磷源中的一种或几种，如采用含磷气氛时，则在完成硼掺杂的同时可以在硅片的另一面形成磷掺杂；如不采用含磷气氛时，则只在硅片的一面完成硼掺杂即可。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果(1)本专利技术采用常压化学气相沉积法APCVD沉积掺硼氧化硅薄膜和氧化硅薄膜， 设备成本较低，镀膜速度快，适合大规模生产；(2)本专利技术不需要BBr3液态源，可以减少对炉管的腐蚀，延长其使用寿命；(3)本专利技术在对硅片进行高温处理过程中，第二层薄膜氧化硅可以作为阻挡层防止硼原子溢出；(4)本专利技术允许磷源通入高温处理时的扩散炉管中，在硅片的一面形成硼扩散层的同时，在另一面形成磷掺杂层，完成硼磷一步扩散。附图说明图1是实施例1中利用本专利技术硼掺杂的方法制备ρ型太阳电池的工艺流程图；图2是实施例2中利用本专利技术硼掺杂的方法制备η型太阳电池的工艺流程图。具体实施例方式以下列举具体实施例对本专利技术进行说明。需要指出的是，以下实施例只用于对本专利技术作进一步说明，不代表本专利技术的保护范围，其他人根据本专利技术的提示做出的非本质的修改和调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1利用本专利技术硼掺杂的方法形成硼背场制备ρ型太阳电池，如图1中所示，该实施例包括以下步骤(1)硅片选取、制绒和清洗选取ρ型单晶硅片，采用重量百分含量为0. 5 3%的氢氧化钠水溶液制绒获得金字塔型绒面，然后将碱液洗掉；(2)常压化学气相沉积法APCVD镀膜在硅片的一面沉积BSG (掺硼的氧化硅)，在BSG上再沉积第二层氧化硅，常压化学气相沉积法中采用的反应气氛为SiH4、02、B2H6 ；其中第一层薄膜-掺硼的氧化硅的薄膜膜厚为lOOnm，掺硼的氧化硅薄膜中硼浓度为1022/cm3 ；第二层薄膜_氧化硅薄膜的膜厚为 IOOnm ；(3)高温扩散将经常压化学气相沉积法APCVD沉积的掺硼氧化硅薄膜和氧化硅薄膜双层膜作为阻挡层，将硅片置于扩散炉管中，通入氮气、氧气、POCl3，调节炉内温度为1050°C，对硅片进行高温处理，高温扩散后使硼原子扩散进硅基体，形成硼掺杂层的方阻为20 Ω / □，在形成镀膜面硼掺杂的同时在硅片的另一面即非镀膜面形成磷掺杂；(4)去除硼硅玻璃、磷硅玻璃和氧化硅薄膜将扩散后的硅片浸入体积百分含量为5 15%的氢氟酸中清洗掉残留在硅片表面的硼硅玻璃、磷硅玻璃以及氧化硅薄膜；(5)双面沉积SiNx薄膜利用PECVD在硅片的掺磷面(非镀膜面)沉积SiNx薄膜，形成减反射钝化层；利用PECVD在硅片的掺硼面(镀膜面)沉积SiNx薄膜，形成钝化层；(6)双面印刷电极，烧结，测试在磷掺杂面印刷正电极浆料，硼掺杂面印刷背电极浆料，高温烧结完成金属化，测试电性能。实施例2利用本专利技术硼掺杂的方法形成硼发射极制备η型太阳电池，如图2所示，该实施例包括以下步骤(1)硅片选取、制绒和清洗选取η型单晶硅片，采用重量百分含量为0. 5 3 %的氢氧化钠水溶液制绒获得金字塔型绒面，然后将碱液洗掉；(WAPCVD 镀膜在硅片的一面沉积BSG (掺硼的氧化硅)，在BSG上再沉积第二层氧化硅，常压化学气相沉积法中采用的反应气氛为SiH4、02、B2H6 ；其中第一层薄膜-掺硼的氧化硅的薄膜膜厚为lOOnm，掺硼的氧化硅薄膜中硼浓度为1022/cm3第二层薄膜-氧化硅薄膜的膜厚为 IOOnm ；(3)高温扩散将经常压化学气相沉积法APCVD沉积的掺硼氧化硅薄膜和氧化硅薄膜双层膜作为阻挡层，将硅片置于扩散炉管中，通入氮气、氧气、POCl3，调节炉内温度为950°C，对硅片进行高温处理，高温扩散后使硼原子扩散进硅基体，形成硼掺杂层的方阻为70 Ω / □，在形成镀膜面硼掺杂的同时在硅片的另一面即非镀膜面形成磷掺杂；(4)去除硼硅玻璃、磷硅玻璃和氧化硅薄膜将扩散后的硅片浸入体积百分含量为5 15%的氢氟酸中清洗掉残留在硅片表面的硼硅玻璃、磷硅玻璃和氧化硅薄膜；(5)双面沉积SiNx薄膜利用PECVD在硅片的掺硼面(镀膜面)沉积SiNx薄膜，形成减反射钝化层；利用PECVD在硅片的掺磷面(非镀膜面)沉积SiNx薄膜，形成钝化层；(6)双面印刷电极，烧结，测试在硼掺杂面印刷正电极浆料，磷掺杂面印刷背电极浆料，高温烧结完成金属化，测试电性能。实施例3(1)硅片选取、制绒和清洗选取ρ型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹海鹏，徐礼，张俊兵，刘淑华，乔柳，杨玉杰，单伟，
申请(专利权)人：晶澳扬州太阳能科技有限公司，合肥晶澳太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：