[发明专利]一种优化晶硅太阳能电池扩散方块电阻均匀性的方法

说明书

  

技术领域

    本发明属于太阳能电池生产技术领域，该方法可以运用到晶硅太阳能电池扩散工艺中。 

背景技术

随着经济和社会的不断发展，能源危机和环境污染己经成为全人类生存与发展面临的严重挑战。晶硅太阳能电池因其光电转换效率高、成本低、工艺简单等优点已经成为当前重要产业化发展方向，晶硅太阳能电池生产占据了全球太阳能电池生产主导地位。 

对于晶体硅太阳能电池的生产工序主要由清洗→扩散→等离子刻蚀→去磷硅玻璃→PECVD→丝网印刷→测试组成，其中扩散制结的好坏直接决定了效率的提升。现今对于多晶硅太阳能电池的提效主要是对扩散工艺进行改进，而要提高光电转换效率，就必须尽量减少漏电流的存在，方阻均匀性不好对漏电流影响很大，同时对烧结要求也很高。对于扩散中通入大氮的主要目的是在炉管中形成正压，避免其它外界气体和粉尘进入，并且使扩散更加均匀。加大大氮流量会有助于均匀性改善但是会使成本大大提高，因此要寻找既不增加成本也易操作的方法。本方法通过在扩散前调节干氧流量来控制氧化层厚度，使方块电阻均匀性在一定程度上得到了改善。 

发明内容

本发明的目的是：提供一种优化晶硅太阳能电池扩散方阻均匀性的工艺。 

本发明所采用的技术方案是：通过控制一系列扩散工艺参数，在硅片表面制作一定厚度的氧化层来改善方块电阻均匀性，使之适用于硅太阳能电池的扩散工艺中，其扩散步骤主要分为四步，具体包括以下步骤： 

（1）将硅片放入扩散炉中，在硅片表面制作一层SiO₂氧化层，将温度控制在850℃~870℃，再通入1800ml/min的干氧（氧气）和24000ml/min的大氮（氮气），通入的时间为150s。

（2）进行一次扩散，其中一次扩散中又分为两小步扩散，第一小步扩散通入31000ml/min的大氮，2200ml/min干氧和1600ml/min小氮（用氮气带入液态的三氯氧磷），通入时间控制在500s。第二小步扩散通入31000ml/min的大氮，2200ml/min干氧和1900ml/min小氮，通入时间为1200s。 

（3）进行二次扩散，扩散温度控制在830℃，扩散时间为150s（进行磷浓度的再分布）。 

（4）进行降温处理，将硅片取出。 

与现有技术相比,本发明可以更好的改善方块电阻均匀性，使漏电流减少，并联电阻升高，有利于提高太阳能电池光电转换效率。对于分两步进行恒定杂质总量扩散，这样可以更好的形成一个浓度梯度，从而减少少子的复合。本发明操作方便，可以在炉管中连续进行，并且不增加生产成本。 

附图说明

图1：常规扩散工艺中不同样品的方块电阻均匀性； 

图2：优化扩散工艺中不同样品的样品方块电阻均匀性；

图3：两种扩散工艺中不同样品的样品方块电阻均匀性比较。

具体实施方式

以下结合实例和附图对本发明作进一步详细描述。 

本发明的目的在于通过本工艺改善扩散方块电阻均匀性，使方块电阻分布更加均匀且更为合理。增加氧化层后改善了方块电阻均匀性并提高了并联电阻，从而一定程度上提高太阳能电池光电转换效率。 

本发明包括以下四个步骤： 

（1）将硅片放入扩散炉中，在硅片表面制作一层SiO₂氧化层，将温度控制在850℃~870℃，再通入1800ml/min的干氧（氧气）和24000ml/min的大氮（氮气），通入的时间为150s。

（2）进行一次扩散，其中一次扩散中又分为两小步扩散，第一小步扩散通入31000ml/min的大氮，2200ml/min干氧和1600ml/min小氮（用氮气带入液态的三氯氧磷），通入时间控制在500s。第二小步扩散通入31000ml/min的大氮，2200ml/min干氧和1900ml/min小氮，通入时间为1200s。 

（3）进行二次扩散，扩散温度控制在830℃，扩散时间为150s（进行磷浓度的再分布）。 

（4）进行降温处理，将硅片取出。 

下面通过实施的案例来进行详细说明。 

选用电阻率在0.5Ω·cm~6Ω·cm的A级硅片共三百片，先经过一次清洗，腐蚀制绒，并将硅片的减薄量控制在0.35g~0.45g，进行如下扩散工艺对比试验。