[发明专利]N型电池硼扩散工艺

说明书

技术领域

本发明属于晶体硅太阳能电池制造领域，尤其涉及一种N型电池硼扩散工艺。

背景技术

扩散炉在在太阳能光伏行业中主要用于太阳能电池pn结的制备，通过在高温条件下对半导体晶圆进行掺杂，即将元素磷、硼扩散入硅片，从而改变和控制半导体内杂质的类型、浓度和分布，形成不同的电特性区域。目前传统的太阳能生产线主要采用P型硅片，通过磷扩散制备n型层，从而形成pn结，构成太阳电池的主体结构。

随着太阳能电池光电转换效率的要求越来越高，扩散工艺正向两方面发展。一是对磷扩散工艺进行改进，使P型太阳电池向浅结高方阻方向发展；二是对硼扩散工艺的探索，由于P型电池效率进一步提升的局限性，市场上已开始瞄向N型电池，未来以N型硅片为主的高效电池将极有可能成为光伏市场的主导产品。N型电池的制备需要对N型硅片进行硼掺杂工艺，以制备p型掺杂层，从而形成pn结。采用硼扩散制结是N型电池制备的关键步骤，然而N型电池pn结的制备化学反应比较复杂，不易控制，所以对扩散工艺的优化较困难。因此，如何提供一种在N型硅片制备合格的p+层的硼扩散工艺已成为N型电池制备亟待解决的关键问题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能得到结深浅、方块电阻值为75Ω/□～85Ω/□和方阻均匀性较好的硼扩散pn结的N型电池硼扩散工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种N型电池硼扩散工艺，包括以下步骤：

（1）抽气：将清洗制绒后的硅片置于扩散炉炉管内，并抽气至管内呈负压状态；

（2）硼扩散沉积：将温度升至硼扩散沉积温度设定值后，通入氮气、硼源和氧气进行硼扩散沉积；

（3）推阱：停止硼源和氧气的通入，继续通入氮气，将温度升至推阱温度设定值进行推阱；

（4）取样：升压降温，取样，完成扩散过程。

上述的N型电池硼扩散工艺，优选的，所述步骤（1）中，抽气至管内压力为180mbar～220mbar。

上述的N型电池硼扩散工艺，优选的，所述步骤（2）中，所述硼扩散沉积温度设定值为840℃～860℃，沉积时间为5min～7min。

上述的N型电池硼扩散工艺，优选的，所述步骤（3）中，所述推阱温度设定值为910℃～930℃，所述推阱的时间为8min～10min。

上述的N型电池硼扩散工艺，优选的，所述步骤（2）中，所述硼源为BBr₃，所述氮气流量为2000sccm～3000sccm，所述硼源流量为600sccm～800sccm，所述氧气流量为1000sccm～1200sccm。

上述的N型电池硼扩散工艺，优选的，所述步骤（3）中，通入氮气的流量为2000sccm～3000sccm。

上述的N型电池硼扩散工艺，优选的，在步骤（1）和步骤（2）之间，还包括扩散前氧化。

上述的N型电池硼扩散工艺，优选的，所述扩散前氧化的工艺参数为：氧化温度800℃～820℃，氧化时间500s～600s，氮气流量2000sccm～3000sccm，氧气流量1000sccm～1200sccm。

上述的N型电池硼扩散工艺，优选的，在步骤（3）和步骤（4）之间，还包括扩散后氧化。

上述的N型电池硼扩散工艺，优选的，所述扩散后氧化的工艺参数为：氧化温度910℃～930℃，氧化时间400s～500s，氮气流量2000sccm～3000sccm，氧气流量1000sccm～1200sccm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的N型电池硼扩散工艺，在负压状态下对N型硅片进行硼扩散，扩散形成的pn结结深0.26μm～0.3μm左右，方块电阻75Ω/□～85Ω/□左右，方阻均匀性6%以内，完全符合太阳电池pn结结深与掺杂的要求，对应制备的N型单晶太阳电池效率>19%。

附图说明

图1为本发明实施例的N型电池硼扩散工艺流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1：

一种本发明的N型电池硼扩散工艺，如图1所示，包括以下步骤：

（1）清洗制绒：将N型单晶硅片进行清洗制绒处理，先通过清洗去除硅片表面机械损伤层，接着制备金字塔绒面，硅片表面损伤层单面去除6μm，所制备的金字塔绒面尺寸为3~4μm。