[发明专利]一种多晶硅硅片多重扩散的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池组件技术领域，特别涉及一种多晶硅硅片多重扩散的制造方法。

背景技术

随着环境的不断恶化和能源的日益紧缺，加强环境保护和开发清洁能源已成为世界各国高度关注的问题。作为一种重要的光电能量转换器件，太阳电池的研究受到了人们的热切关注。近年随着太阳能电池的新技术、新工艺和新结构的开发和利用使得光伏行业得到了迅猛发展。针对多晶硅太阳能电池产业来说，降低太阳能电池的成本和提高太阳能电池的转换效率成为了行业发展和竞争的两个主要目标。从技术角度而言改进和优化现有工艺成为了提高太阳能电池转换效率的首要任务。

多晶硅太阳能电池的制作过程主要包括如下制作工艺：制绒、扩散、刻蚀、镀膜、印刷和烧结等。其中，扩散工艺制作PN结是多晶硅太阳能电池的核心工序，也是影响太阳能电池质量好坏的关键因素之一。

请参考图1，图1为现有技术中多晶片制PN结扩散工艺的流程图。

目前，主要采用的扩散工艺包括：步骤S1沉积，对多晶硅硅片(下述简称为多晶片)进行一次恒定源扩散；步骤S2推进，将沉积后的多晶片进行限定源扩散。上述扩散工艺的具体操作为：在低温(750℃-800℃)下进行通源操作，通过控制工艺时间及其掺杂源的流量、浓度来控制掺杂引入杂质的总量；然后，升温到一定温度下(830℃以上)，在不通杂质源的情况下进行推进，目的是或得一定的PN结结深和杂质浓度分布，从而完成PN结的制备。

在此，对上述涉及到的部分工艺或者名词进行解释。扩散：通过高温下三氯氧磷的热分解以及三氯氧磷和氧气的反应生成五氧化二磷，五氧化二磷再和二氧化硅反应生成磷从而扩散进入硅片当中形成一定结深和杂质梯度分布的N型层，从而和P型硅衬底在界面处形成PN结。通源沉积：源指的是三氯氧磷，在一定的温度下通过氮气携带的三氯氧磷在石英管内反应生成磷为扩散提供杂质源，最终沉积在多晶硅片的表面。推进：在一定温度下不通入三氯氧磷的情况下使前一步沉积的杂质磷进一步向硅片内扩散以便控制PN结的结深和杂质浓度梯度分布。一般两步磷扩散工艺通源时，三氯氧磷和氧气的一般比例为13∶3，氧气比例较小，此时扩散出的多晶硅片方块电阻一般为60-65欧姆左右。

在上述两步扩散工艺中，对多晶片仅进行一次通源操作，为了获得60左右欧姆的方块电阻，一般三氯氧磷和氧气的比例为13∶3，如果为了增加扩散后的多晶片的颜色而增加氧气流量则多晶片的方阻就会增加，由此便产生了矛盾。

在扩散沉积过程中，通入的氧气流量较小，导致扩散后的多晶硅表面疏水性较强，当对多晶片进行湿法刻蚀时，多晶片表面上的刻蚀药液由于疏水性的原因不能局限于较小的范围，最终导致刻蚀边过大并且存在不均匀的现象，影响了电池片的外观，降低了太阳能电池片的品质等级。

由上述可知，采用现有技术中(上述的扩散工艺)的两步扩散工艺的操作进行一次恒定源扩散，扩散后的多晶片正反面颜色差异较小，容易导致在进行后续工艺操作时，操作人员会因为对硅片区分不清导致多晶片放反，例如，在对多晶片进行湿法刻蚀时，由于多晶片颜色不易区分导致刻蚀边不易分辨以及由于表面的亲水性不同导致刻蚀边过大，最终导致做成的太阳能电池片不合格要求、刻蚀边过大外观不好降低了电池片的等级。

综上所述，如何解决多晶片制PN结后所存在的正反面颜色不易区分的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供了一种多晶硅硅片多重扩散的制造方法，该多晶硅硅片多重扩散的制造方法能够实现解决多晶片制PN结后所存在的正反面颜色不易区分问题的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多晶硅硅片多重扩散的制造方法，包括步骤：

1)在730℃至820℃的温度下对多晶硅硅片进行第一次恒定源扩散；

2)在830℃至870℃的温度下对多晶硅硅片进行限定源扩散：

3)在830℃至870℃的温度下对多晶硅硅片进行第二次恒定源扩散；

4)在830℃至870℃的温度下对第二次进行恒定源扩散的多晶硅硅片进行增加氧气流量的恒定源扩散；

5)重复步骤2)至步骤4)，直至获得符合颜色区分要求的多晶硅硅片。

优选地，在所述步骤3)中，对多晶硅硅片进行第二次恒定源扩散的扩散操作时间为4min至6min。

优选地，在所述步骤4)中，氧气流量为1500sccm至2500sccm。