[发明专利]一种晶体硅太阳能电池发射极磷掺杂控制方法

说明书

本发明涉及太阳能电池生产领域。一种晶体硅太阳能电池发射极磷掺杂控制方法，按照如下步骤进行，步骤一、第一次低温氧化；步骤二、第一次沉积；步骤三、第二次低温氧化；步骤四、第二次沉积和第一次推进；步骤五、第三次沉积和第二次推进。本发明通过低温氧化‑沉积‑低温氧化提高了峰值浓度，同时又不会造成晶格错位，然后再通过两次沉积和推进钝化电池表面，获得更佳的光电转化效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池生产领域。

背景技术

太阳能电池的制备主要包括清洗制绒-扩散制结-湿法切边-PECVD（等离子气相沉积制减反射膜）-丝网印刷-烧结-分选。扩散制结是制备太阳能电池的关键步骤，它是通过在向半导体晶片内部扩散，改变晶体的导电类型，从而形成P、N结。决定了电池片开路电压、填充因子、短路电流的大小，是影响电池片转换效率的重要因素。

现有技术是太阳能电池使用P型硅，以N₂、O₂及POCl₃为原料，在高温下进行化学反应，并在硅片表面形成一层磷硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散，形成N层，最终形成PN结。扩散工艺中，最关键是磷源的沉积和推进两个步骤，决定PN结的结深和方块电阻。

在常规的太阳能电池片的PN结扩散浓度分布曲线上，掺杂曲线总体由两类高斯曲线组成，第一个高斯曲线是磷浓度较高的重掺杂区域n++区，第二个高斯曲线是扩散深度较深但磷掺杂浓度较低的n+区域，在这个磷扩散浓度分布图上，对最终电池片光电转换效率影响较大的是三个参数：n++区的峰值浓度，n++区磷浓度为5*10¹⁹/cm³的位置深度，n+区磷浓度为1*10¹⁸/cm³的位置深度（结深）。

n++区的峰值浓度决定了和电池片表面银栅线的欧姆接触，如果峰值浓度过低，会造成和银栅线的电阻过大，进而影响太阳能电池片的光电转化效率；若峰值浓度过高，过量磷会造成大量的晶格错位，降低太阳光中的短波吸收，降低太阳能电池片的光电转换效率；因此峰值浓度有一个最合适范围。n+区磷浓度为1*10¹⁸/cm³的位置深度是太阳能电池片PN结的结深，在太阳能电池片表面钝化较好的情况下，结深越深，光电转换效率越高。

目前光伏行业内部普遍使用的是氧化——磷沉积——推进的两步工艺，磷源的通入是在磷沉积这步，推进步骤不通入磷源。为了进一步提高电池片的光电转换效率，必须提高结深。而整个太阳能电池片的方阻值是不变的，因此总通入的磷源是不变的。通过提高温度或推进时间提高结深的方法会使表面的磷进入内部，会增加表面的欧姆值，降低光电转化效率。现有工艺峰值浓度和结深不可兼得。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何通过磷扩散获得更佳的光电转化效率。

本发明所采用的技术方案是：一种晶体硅太阳能电池发射极磷掺杂控制方法，按照如下步骤进行

步骤一、第一次低温氧化，保持温度770℃，氮气流量为7.5slm，氧气流量为1200sccm，氧化5min；

步骤二、第一次沉积，控制N₂流量为7.5slm，停止氧气流量，以6℃/min的升温速率升温至800℃，保持温度不变，调整氮气流量为7slm，三氯氧磷流量1450sccm，氧气流量800slm，沉积7min；

步骤三、第二次低温氧化，控制氮气流量为7slm，停止三氯氧磷和氧气流量，以8℃/min的降温速率降温至770℃；保持氮气流量7.5slm，氧气流量为1200sccm，氧化5min；

步骤四、第二次沉积和第一次推进，控制氮气流量为7slm，以8℃/min的升温速率升温至800℃，调整氮气流量为7slm，三氯氧磷流量1450sccm，氧气流量800slm，沉积5min，保持氮气流量不变，停止三氯氧磷和氧气流量，以8℃/min的升温速率升温至840℃，保持温度不变，调整氧气流量为2700sccm，推进10min；