[发明专利]一种应用于硅太阳能电池的扩散工艺

说明书

技术领域

本发明是一种晶体硅太阳能电池制造工艺，可以用来改善太阳能电池制造过程中的扩散工艺，将部分非活性磷转变为活性磷，减少硅中杂质含量，从而提高电池片的光电转换效率。

背景技术

晶体硅太阳能电池常规工艺流程主要由清洗、制绒、扩散制结、刻蚀、去磷硅玻璃、PECVD镀膜、丝网印刷和烧结等组成。其中，扩散作为整个工艺流程的核心部分，主要起到在硅材料内部制出PN结以实现光生伏特效应的作用。

通常情况下扩散工艺主要是采用两步扩散，第一步：预扩散或预淀积，采用恒定表面源扩散方式，且温度低、时间短、因而扩散的很浅，可以认为杂质淀积在一薄层内，目的是为了控制杂质总量；第二步：主扩散或再分布，是将由预扩散引入的杂质作为扩散源，在高温下进行扩散。目的是为了控制表面浓度和扩散结深。

杂质元素只有在成为晶格的一部分，才有助于形成半导体硅。通三氯氧磷扩散时，一部分磷成为晶格中的自由电子参与导电，此时磷是活性的，对于硅来说是n型杂质。如果磷原子占据间隙位置，是非活性的，不但不能作为施主杂质提供电子，反而会因为晶格失配、位错，成为复合中心，少子寿命降低，最终导致电池效率不高。

本发明通过在原有工艺的基础上，增加一步激活工艺，将非活性磷激活，转变为活性磷，达到在效率上有所提升，并找出合适的激活时间，得出理想的实验效果。

发明内容

本发明的目的是通过改变扩散工艺，使磷原子移动到正常的晶格上，将非活性磷转换为活性磷，减少硅中杂质含量，从而提高电池片的光电转换效率。

本发明采用的技术方案是，在原有扩散工艺的基础上，在通源扩散后增加激活一步，此步主要特点是激活温度较通源扩散温度低5度，激活时间初次定位600s，使磷原子移动到正常的晶格上，将活性磷转变为非活性磷，减少硅中杂质的含量。

本发明的有益效果是：按照上述方法可以提高开路电压、短路电流，减小漏电流等，提高了晶体硅太阳能电池的光电转换效率。

具体实施方式

本发明的晶体硅太阳能电池扩散工艺在保持原有工艺不变的基础上，扩散炉选用中国电子科技集团公司第48研究所的管式扩散炉。我们编辑的工艺参数格式也是按照此扩散炉的格式。

本发明采用电阻率1-3Ω·cm的P型156mm×156mm多晶硅片，经常规酸洗制绒，利用POCl3液态源在硅片上进行扩散制结，而后分别经过等离子刻蚀、去磷硅玻璃、PECVD镀膜，丝网印刷、烧结等工艺，制成太阳能电池。

激活前工艺参数不变，见下表：