[发明专利]一种低表面浓度的扩散方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体地说涉及一种低表面浓度的扩散方法。

背景技术

P-N结是太阳能电池的核心部分，其品质直接关系到太阳电池的性能。因此，在太阳能电池制造工艺中，P-N结的制造一直是生产的重点。扩散制结对太阳能电池的转化效率起着关键性作用，其中扩散工艺直接影响着P-N结的品质。扩散工艺决定了杂质的分布，当硅片表面杂质浓度过高时，就会形成扩散“死层”（即含有大量的填隙原子和缺陷），这样硅片表面将会产生严重的载流子复合现象，从而在很大程度上造成太阳能电池光电转化效率的降低。在杂质掺杂量一定的情况下，降低表面杂质浓度可以相对提高太阳能电池的光电转化效率。

降低表面掺杂浓度，最常用的方法是降低磷源的通量，但这种方法会使磷源在扩散气体中混合不够充分，进而造成扩散后硅片内方阻不均匀；同时，由于磷源含量少，所以在很大程度上扩散炉的磷源进气口和排气口磷源的浓度相差较大，这种浓度差会造成扩散硅片片间方阻存在较大差异，即片间方阻均匀性变差。另外，由于磷源浓度较小，在保证所需掺杂量足够的前提下，需要增加扩散工艺时间或者提高扩散温度；而在低磷源的情况下，高温扩散将会进一步影响到方阻的均匀性。

通过上述分析可以看出，虽然可以通过减小磷源浓度在一定程度上降低硅片表面的杂质浓度，但是会导致工艺时间的增长或者使方阻均匀性的可控性变差。

发明内容

本发明提供一种低表面浓度的扩散方法，能够在较短的扩散时间里，保证杂质掺杂量足够，制备出低表面掺杂浓度的P-N结，进而提高太阳能电池的光电转换效率。

根据本发明的一个方面，提供一种低表面浓度的扩散方法，所述扩散方法包括：

步骤S101，将硅片置于扩散炉中，并向扩散炉中通入含有磷源的小N₂，N₂和O₂，在800℃～820℃的温度下，对所述硅片进行磷扩散；

步骤S102，关闭小N₂，保持800℃～820℃的温度，向扩散炉中通入N₂和O₂对所述硅片进行通氧短时推阱；

步骤S103，向所述扩散炉中通入N₂，在850℃～870℃的温度下，对所述硅片进行高温氮推阱；

步骤S104，向所述扩散炉中通入N₂，在740℃～780℃的温度下，对所述硅片进行低温氮推阱；

步骤S105，在N₂保护下，对所述硅片进行出炉操作。

根据本发明的一个具体实施方式，所述步骤S101中各气体通量范围如下：小N₂：1.8～2.3slm；N₂：15～21slm；O₂：1.1～1.4slm。

根据本发明的另一个具体实施方式，所述步骤S101的执行时间为15min～20min。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S102中各气体通量范围如下：N₂：15slm～21slm；O₂：1.8slm～2.4slm。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S102的执行时间为3min～8min。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S103中N₂的通量范围为15slm～21slm。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S103的执行时间为8min～10min。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S104中N₂的通量范围为15～21slm。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S104的执行时间为30～35min。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S105具体为在通量范围为15～21slm的N₂保护下，保持温度为740℃～780℃，将所述硅片取出。