[发明专利]一种晶体硅太阳能电池片扩散方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池片生产领域，特别涉及一种晶体硅太阳能电池片的扩散方法。

背景技术

扩散是晶体硅太阳能电池片生产过程中的一道重要工序，传统扩散工艺对晶体硅太阳能电池片的表面均匀掺杂，为了减少接触电阻、提高电池带负载能力，太阳能电池片的表面掺杂浓度较高，但表面杂质浓度过高导致扩散区能带收缩、晶格畸变、缺陷增加、“死层”明显、电池短波响应差；为了得到良好短波响应的高效晶体硅太阳能电池片，晶体硅片的扩散朝高方阻方向发展。目前采用的晶体硅太阳能电池片的扩散方法为：将晶体硅片放置于卧式扩散炉腔内，通入混合气体，混合气体由氮气和三氯氧磷按比例混合而成，在常压状态下对晶体硅片进行扩散，扩散加工后得到的晶体硅片内的表面方块电阻均匀性差，在进行高表面方块电阻制作时，容易导致后续的生产过程出现低效率的晶体硅太阳能电池片。

发明内容

本发明所需解决的技术问题是：提供一种晶体硅片扩散均匀性好、太阳能电池片转换效率高的晶体硅太阳能电池片扩散方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的一种晶体硅太阳能电池片扩散方法，使用氢氟酸或硝酸对晶体硅片的表面进行油污清洗及制绒，将清洗制绒后的晶体硅片放置于立式扩散炉内进行扩散处理，扩散工艺包括以下步骤：

（1）入炉：将清洗制绒后的晶体硅片顺序放置在石英舟上，将装满晶体硅片的石英舟以300±1mm/min的速度从立式扩散炉的下方匀速送至内炉腔内，在石英舟送入的过程中同时向内炉腔内通入氮气，内、外炉腔内的初始温度为800±0.5℃，氮气的流量为4±0.05L/min；

（2）抽真空：将石英舟送入内炉腔后关闭炉门，停止向内炉腔内通入氮气，打开真空泵对内、外炉腔内进行抽真空，抽真空的时间控制在5～10min内，使内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；

（3）真空检漏：抽真空后对内、外炉腔内进行3～5min的漏率检测，以保证内、外炉腔内的真空漏率小于0.15～0.2mTorr·l/s；

（4）氧化：使内、外炉腔内的温度升温至835±0.5℃，升温速率为5±0.2℃/min，向内炉腔内通入氧气、对晶体硅片进行氧化，并使石英舟在内炉腔内以0.2～0.5r/min的速度缓慢转动，同时打开真空泵，氧气的流量为0.4±0.01L/min，氧化时间为10±0.1min，内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；

（5）第一次磷源扩散：使内、外炉腔内的温度稳定在835±0.5℃范围内，向内炉腔内通入小氮和氧气，对晶体硅片进行第一次磷源扩散，小氮流量为0.6±0.02L/min，氧气流量为0.3±0.01L/min，第一次磷源扩散时间为10±0.1min，内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；

（6）升温：使内、外炉腔内的温度升温至850±0.5℃，升温速率为5±0.2℃/min，保持升温5±0.1min、使温度稳定在850±0.5℃范围内，停止向内炉腔内通入小氮和氧气，内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；

（7）第二次磷源扩散：使内、外炉腔内的温度稳定在850±0.5℃范围内，向内炉腔内通入小氮和氧气，对晶体硅片进行第二次磷源扩散，小氮流量为0.4±0.01L/min，氧气流量为0.2±0.01L/min，第二次磷源扩散时间为6±0.1min，内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；

（8）磷杂质推进：使内、外炉腔内的温度稳定在850±0.5℃范围内，停止向内炉腔内通入小氮，继续向内炉腔内通入氧气，对晶体硅片进行磷杂质推进，氧气的流量为0.4±0.01L/min，磷杂质推进时间为6±0.05min，内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；

（9）降温：使内、外炉腔内的温度降温至835±0.5℃，降温速率为3±0.1℃/min，保持降温8min、确保降温后的温度稳定在835±0.5℃，向内炉腔内通入氮气，停止向内炉腔内通入氧气，关闭真空泵，氮气的流量为2±0.01L/min；

（10）出炉：石英舟停止转动，打开炉门，使石英舟以150±5mm/min的速度从内炉腔内送出，在出炉的过程中向内炉腔内通入氮气，氮气的流量为4±0.01L/min。

进一步地，前述的一种晶体硅太阳能电池片扩散方法，其中，小氮是指通过磷源瓶的小流量氮气，即携带磷源蒸汽的氮气，氮气的流量为0.01～0.13L/min。