[发明专利]一种用于晶体硅太阳能电池生产的磷扩散工艺

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池的生产技术领域，特别涉及一种用于晶体硅太阳能电池生产的磷扩散工艺。

背景技术

目前，对太阳能最直接的利用就是采用基于光伏效应的太阳能电池板，吸收太阳光后直接转化为电能。

其中，晶体硅太阳能电池的制作过程主要包括：制绒、扩散、刻蚀、镀膜、印刷和烧结等，而PN结是多晶硅太阳电池的心脏，也是电池质量好坏的关键之一。

PN结是不能简单地用两块不同类型(P型和N型)的半导体接触在一起就能形成的，必须使用一部分是P型区域，另一部分是N型区域的完整的半导体硅片。现有技术中太阳能行业普遍采用的扩展工艺为一次恒定源扩散和限定源扩散，也就是常说的沉积步骤和推进步骤，恒定源扩散步骤主要是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扩散源，最终沉积在硅片的表面；限定源扩散是指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，从而完成PN结的制备。

由于硅片的表面不断有磷扩散元素进入，在上述限定源扩散过程中，高温下的磷元素又将不断被推入硅片的表层以下，表面作为一个过渡层，会有大量磷元素富集于此，导致该处会发生一些晶格的畸变和错位，从而产生高复合区，导致磷元素扩散不均匀，从而影响硅片的制备质量。

因此，如何提供一种磷扩散工艺，该扩散工艺有利于降低硅片表面晶格畸变率，提高晶体硅太阳能电池的制备质量，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供该扩散工艺有利于降低硅片表面晶格畸变率，提高硅片的制备质量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于硅片生产的磷扩散工艺，该工艺过程包括以下步骤：

S1、将含有磷源的气体通入一定温度的石英管内部，并维持预定时间以便所述磷源中的磷原子沉积于硅片上；

S2、通入预定量的含氧的气体于所述石英管内部，并维持预定时间以便于所述硅片表面形成氧化硅层；

S3、维持所述石英管于预定温度范围内一定时间以便步骤S1中所述磷原子向所述硅片的晶体硅层和所述氧化硅层双方向推进。

优选地，在所述步骤S1中，所述磷源为POCl₃，所述气体为氧气和氮气的混合气体。

优选地，氧气的通入量的范围为300-1000sccm；氮气的通入量的范围为1000-2000sccm。

优选地，在所述步骤S1中，通入气体后维持所述预定时间为10-20min。

优选地，在所述步骤S2中，所述含氧的气体为氧气。

优选地，氧气通入预定量的范围为1500-2000sccm。

优选地，在所述步骤S2中，通入气体后维持时间为5-10min。

优选地，在所述步骤S3中，预定温度范围为800-860摄氏度。

优选地，维持硅片于预定温度范围内的时间范围为10-15min。

优选地，在所述步骤S2中，所述含氧的气体为氧气和水蒸气的混合气体。

本发明中所提供的磷扩散工艺中，在步骤S3)中磷原子的推进前，在硅片的表面生成一层氧化硅层，这样，步骤S3)中的磷原子在推进时，不仅可以向硅片的晶体硅层方向推进，而且同时可以向氧化硅层的方向推进，磷原子向双方向推进的方法可以在维持工艺总时间和工艺温度不变的前提下提升扩散方阻，减缓高浓度磷扩散对硅表面带来的晶格损伤，降低硅片表面晶格畸变率，提高晶体硅太阳能电池的制备质量。

在一种优选的实施方式中，在所述步骤S1中，所述磷源为POCl₃，所述气体为氧气和氮气的混合气体；以POCl₃作为磷源实现磷扩散工艺具有比较高的生产效率，得到PN结比较均匀、平整和扩散层表面良好等优点，有利于制作具有较大面接结的太阳能电池；并且使用设备比较简单，操作方便，且工艺要求比较低，工艺比较成熟。

附图说明

图1为本发明一种晶体硅太阳能电池生产中磷扩散工艺的流程图。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种硅片生产中磷扩散工艺，该扩散工艺有利于降低硅片表面晶格畸变率，提高晶体硅太阳能电池的制备质量。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明一种晶体硅太阳能电池生产中磷扩散工艺的流程图。