[发明专利]一种应用于晶体硅太阳电池中的制备发射极的扩散工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶硅电池的扩散工艺，具体为一种应用于晶体硅太阳电池中的制备发射极的扩散工艺。

背景技术

太阳能电池可将太阳能直接转化成电能，是利用太阳能资源的有效方式，在使用中不会产生任何有害物质，是一种环保的无污染产品。所以，近几年来太阳能电池在解决能源与环境问题方面倍受青睐，有着极好的市场前景。太阳能也被誉为是最理想的能源，是解决人类社会赖以生存和发展的重要资源。

PN 结是太阳能电池的核心结构，PN结的质量直接决定着太阳能电池的电性能参数。对于太阳能电池生产而言，一般会采用两步的恒温扩散方法：第一步是有源扩散，即用氮气携带POCl₃将所需要的杂质运输至高温硅片的表面，第二步为无源推进，使沉积在硅片表面的杂质原子进一步向硅片内部扩散。为了保证在发射结的表面形成良好的欧姆接触，表面的掺杂浓度一般会大于6x10²⁰cm^-3；但是高浓度的掺杂会导致大量的杂质原子存在与硅晶格的间隙位置，形成所谓的“死层”，“死层”的复合比较严重，降低载流子的收集率，导致开路电压和短路电流的降低。

    随着高方阻工艺的发展，“死层”逐渐成为制约电池效率的主要因素， 传统的恒温扩散工艺已经不能满足高方阻发展的需求。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供了一种既能够减少扩散层表面“死层”，又能保证较高表面浓度的晶体硅太阳电池中的制备发射极的扩散工艺。

    技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种应用于晶体硅太阳电池中的制备发射极的扩散工艺，包括如下步骤:

（1）硅片表面进行清洗，并进行织构化处理；

（2）将待处理硅片放于扩散炉中，升温至750-800℃ ，扩散炉内环境为氮气气氛，氮气流量为10-25L/min；

（3）待温度稳定后，对硅片表面进行氧化预处理；

（4）进行磷源的沉积；

（5）关闭磷源，升高温度至800-900℃，进行无源推进；

（6）扩散结束，将石英舟退出。

    本发明中所述步骤（3）中预氧化处理的方法为：通入氧气，氧气流量为1-5 L/min，时间为10-20min，氧化温度为750-800℃。

    本发明中所述步骤（4）中磷源沉积在750-800℃进行，磷源流量为0.5-2L/min, 沉积时间为10-30min；优选方法为：将扩散炉中的温度保持在750-800℃，通入携带POCl3的氮气，其中携带POClC3的流量为0.5-2L/min，干氧的流量为0.5-2.5L/min，通源时间为10-30min。

    本发明中所述步骤（5）的具体方法为在800-900℃进行无源推进，通入的氧气流量为0.5-2.5L/min,时间为10-40min。所述步骤（5）的优选方法为：停止通入携磷源气体源，将扩散温度升高到810-880℃，炉内环境为氮气气氛，氮气流量10-25L/min；干氧的流量是0.5-2.5L/min；推结时间控制在20-40min。

本发明所述方法，通过采用低温沉积配合高温推进以及二次沉积的方法使得扩散后在保证硅片表面磷浓度的前提下，使得“死层”的厚度降低，从而使扩散层的少子寿命较高，有利于电池的开压和电流的提高，而填充因子基本保持不变，从而提高的电池的转换效率。

有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.采用低温沉积高温推进以及二次沉积的方法在保证硅片表面掺杂浓度的前提下（附图 1），使得“死层”的浓度降低，从而提高了太阳能电池的电性能:

①开路电压和短路电流提高:由于采用高温推进，使扩散后硅片的表面“死层”浓度降低，表面复合降低，从而提高的电池的开路电压和短路电流。

②填充因子基本保持不变: 二次扩散使得硅片表面的有效掺杂浓度基本保持不变，保证了良好的欧姆接触，对填充因子基本没有影响。

2.采用本发明方法时，通过控制两步扩散过程中的扩散温度和时间，能够得到较大范围之内的方块电阻值，满足与金属电极接触的发射结的要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例