[发明专利]一种制备多晶硅太阳能电池发射极的扩散方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备多晶硅太阳电池高效发射极的扩散方法，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

太阳能电池是一种将光能直接转化为电能的器件，由于其清洁、无污染，取之不尽，用之不竭的优点，越来越受关注，成为取代传统能源的最佳新能源。

POCl₃液态源扩散法生产效率高，得到的PN结结构均匀、平整，扩散层表面良好，同时有利于制作大面积结太阳能电池，是最主要的制结方法。所制PN结的质量会直接影响到太阳能电池的光电转换效率。POCl₃液态源扩散法原理是：POCl₃被N₂带入高温石英管内分解成P₂O₅和PCl₅，PCl₅与O₂反应生成P₂O₅和Cl₂，P₂O₅与硅片反应生成P和SiO₂，P原子在硅片中扩散，形成N型硅，并和基片一起构成了PN结。

传统的扩散工艺流程一般由进舟→升温→稳定→扩散→再分布→降温→出舟完成，扩散步骤和再分布步骤采用同一温度完成，结果是，要保证轻掺杂浓度，其POCl₃ (可以分解为磷元素的液态源)源流量不能大，否则浓度会高，但这样会导致方阻均匀性会变得较差，影响电池片电性能参数。无论是恒温工艺还是变温工艺，其都是基于一次通源，磷杂质在硅体内的分布一般符合高斯分布和余误差分布。单纯的通过变化温度，浓度或者时间都很难改变其在硅片内部的掺杂曲线，优化程度有限。

发明内容

本发明提供了一种制备多晶硅太阳能高效发射极的扩散方法，用以解决磷杂质在硅片内的掺杂浓度过高以及分布不均匀的问题。

本发明采用以下方法实现上述目的：一种制备多晶硅太阳能电池发射极的扩散方法，包括三次通源扩散：

（1）使用液态POCl₃磷源，温度为760-880℃，大氮气体流量为18-28L/min，氧气流量为0.4-3.4 L/min，小氮气体流量为0.3-0.23 L/min，扩散时间为1-20min，进行第一次扩散；

（2）使用液态POCl₃磷源，温度为760-880℃，大氮气体流量为18-28L/min，氧气流量为0.4-3.4 L/min，小氮气体流量为0.3-0.23 L/min，扩散时间为1-20min，进行第二次扩散；

（3）使用液态POCl₃磷源，温度为760-880℃，大氮气体流量为18-28L/min，氧气流量为0.4-3.4 L/min，小氮气体流量为0.3-0.23 L/min，扩散时间为1-20min，进行第三次扩散。

在所述第一次扩散前还包括硅片预氧化步骤：将温度升至760-880℃，通入大氮和氧气混合气体对硅片表面进行氧化，控制大氮气体流量为18-28L/min，氧气流量为0.4-3.4L/min，氧化时间为1-20min。

在所述第三次扩散后还包括恒温推结步骤：将温度保持在760-880℃，通入大氮和氧气混合气体，进行恒温推结，大氮气体流量为18-28L/min，氧气流量为0.4-3.4L/min。

其有益效果是：扩散前通入大氮和氧混合气体可以使硅片表面形成一定氧化层，以稳定杂质的扩散速率；扩散后通入大氮和氧混合气体，可有效地控制杂质浓度和推结过程；三次通源扩散较一次通源扩散所形成的PN结，表面杂质浓度低，杂质分布均匀，有利于电子的收集，减少了太阳能电池因复合造成的效率损失，转换效率提高了0.11。本发明在现有生产条件下，并且未增加工艺复杂性。

附图说明

图1是一次通源扩散与三次通源扩散形成结深曲线对比图。

具体实施方式

 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例