[发明专利]一种制备太阳能电池的扩散工艺

说明书

本发明公开了一种制备太阳能电池的扩散工艺，在不同压力状态下多次扩散，以制备多层PN结结构。通过控制压力的变化进行多次扩散，可以控制掺杂元素的掺杂浓度，制备多层PN结结构，该扩散工艺既可以增加PN结内建电场强度，提高开路电压，多层PN结结构的表层N++区或P++区还可以和正银栅线间形成很好的欧姆接触，从而提升电池转换效率。通过控制压力的方法制备多层PN结结构，可以避免扩散温度过高，从而避免掺杂元素的掺杂量过多、结深过深、硅片损坏等问题，提高太阳能电池的转换效率及质量。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种制备太阳能电池的扩散工艺。

背景技术

太阳能电池的制备过程中，硅片需要依次经过制绒、扩散、刻蚀、镀膜以及印刷等工序。扩散工艺即硅片以石英舟为载体放入扩散炉中，在一定温度下，向扩散炉内通入氮气和掺杂元素，以使硅片的表面扩散沉积PN结。根据硅片的类型不同，掺杂元素也不同。当硅片为P型硅片时，通入的掺杂元素为磷，磷源与P型硅片反应得到磷原子；当硅片为N型硅片时，通入的掺杂元素为硼，硼源与N型硅片反应得到硼原子。

在扩散过程中，可以通过控制PN结内掺杂元素浓度的变化，使硅片表面沉积成多层PN结结构，多层PN结结构形成较大的掺杂元素浓度差，有助于光生载流子的分离，提高PN结内建电压。

现有的扩散工艺中，一般通过控制温度梯度的方法制备多层PN结结构，在不同的温度条件下进行多次扩散，且扩散温度由低到高依次进行扩散。但这种扩散方法需要逐次提高扩散温度，由于扩散本身需要的温度较高，一般为780℃-800℃，进一步提高扩散温度后，容易造成扩散温度过高，从而导致掺杂元素的掺杂量过多和结深过深等问题，影响太阳能电池的转换效率；此外，过高的扩散温度也会对硅片造成损伤，影响扩散后硅片少子的寿命，不利于提高太阳能电池片的质量。

发明内容

本发明的目的在于提出一种制备太阳能电池的扩散工艺，通过控制压力的变化进行多次扩散，制备多层PN结结构，避免扩散温度过高，提高太阳能电池的转换效率及质量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种制备太阳能电池片的扩散工艺，在不同压力状态下多次扩散，以制备多层PN结结构。

其中，多次扩散过程中，扩散炉内的压力由常压起逐次降低。

其中，多次扩散过程中，通入的氮气和掺杂元素的流量均逐次减小，所述掺杂元素为磷或硼。

其中，扩散的次数为三次，且三次扩散过程中，扩散炉内的压力依次为900-1100mbar、400-600mbar、40-60mbar。

例如第一次扩散的压力可以选取为900mbar、910mbar、920mbar、930mbar、940mbar、950mbar、960mbar、970mbar、980mbar、990mbar、1000mbar、1010mbar、1020mbar、1030mbar、1040mbar、1050mbar、1060mbar、1070mbar、1080mbar、1090mbar、1100mbar；

第二次扩散的压力可以选取为400mbar、410mbar、420mbar、430mbar、440mbar、450mbar、460mbar、470mbar、480mbar、490mbar、500mbar、510mbar、520mbar、530mbar、540mbar、550mbar、560mbar、570mbar、580mbar、590mbar、600mbar；

第三次扩散的压力可以选取为40mbar、50mbar、60mbar等。

其中，三次扩散时，通入的氮气的流量依次为7000-9000sccm、1000-3000sccm、100-300sccm，通入的掺杂元素的流量依次为300-500sccm、100-300sccm、90-110sccm。