[发明专利]一种匹配HF/HNO3

说明书

本发明涉及一种磷扩散方法，特别涉及一种匹配HF/HNO₃体系选择性刻蚀的高质量磷扩散方法，属于晶体硅太阳能电池技术领域。该方法包括以下步骤：（1）进管；（2）升温至第一温度；（3）氧化；（4）沉积磷源；（5）升温至第二温度，所述第二温度高于所述第一温度；（6）推结，（7）第二次沉积磷源：推结后进行第二次磷源沉积，在所述硅片表面形成第二磷扩散；（8）降温出管。本发明高质量磷扩散方法在降低刻蚀减重的情况下，保证刻蚀区域方阻适中，表面磷掺杂浓度较低。同时，刻蚀区和非刻蚀区台阶降低，有利于后续氮化硅薄膜的钝化。

技术领域

本发明涉及一种磷扩散方法，特别涉及一种匹配HF/HNO₃体系选择性刻蚀的高质量磷扩散方法，属于晶体硅太阳能电池技术领域。

背景技术

随着化石能源的逐渐枯竭，清洁能源愈发受到人们的重视。光伏发电技术作为利用太阳能资源的主流技术，已经走向市场化和商业化。为更进一步推进光伏电池产品的利用和推广，需要逐步提升电池效率，降低度电成本。

现如今，制备选择性发射极的主流大规模量产技术主要包括：激光选择性掺杂和HF/HNO₃体系选择性刻蚀。其中，激光选择性掺杂工艺需使用成本贵的激光设备，同时激光处理硅片区域热损伤大，发射极复合增大，该区域由于存在大量的晶格损伤和畸变，会改变单晶硅本身的能带，进一步影响银浆和该区域接触时的能带匹配，降低电池的填充因子。

HF/HNO₃体系的选择性刻蚀，一般应用于N型高效电池背面。已有的HF/HNO₃刻蚀工艺的减重较大，刻蚀区域和非刻蚀区域形成的台阶较高，对于后续沉积的氮化硅致密性影响较大，进而影响氮化硅的钝化效果，降低电池的开路电压。同时较大的刻蚀减重会使刻蚀区的磷扩层变薄较多，影响载流子在扩散层中的横向传输，降低电池的填充因子。如在已有磷扩散工艺下，直接降低刻蚀减重，则会造成刻蚀区方阻偏高，表面磷掺杂浓度较高，表面区域复合高，直接降低电池的开路电压。

磷扩散选择性发射极已成功在N型高效电池上量产，N型晶硅电池由于其少子寿命高，弱光响应好，光衰低，抗PID能力强等优点成为高效晶硅电池的理想衬底。磷扩散结作为N型电池的背结，降低其非金属接触区域的表面磷浓度，降低该区域的俄歇复合，提升电池的开路电压，同时保证金属覆盖区域的表面磷浓度较高，降低金属-硅片接触的欧姆电阻，提升电池的填充因子，最终提升太阳能电池的转换效率。

发明内容

本发明的目的在于一种匹配HF/HNO₃体系选择性刻蚀的高质量磷扩散方法，该方法可制备高质量的选择性发射极，以提升太阳能电池转换效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种匹配HF/HNO₃体系选择性刻蚀的高质量磷扩散方法，该方法包括以下步骤：

（1）进管：将待扩散硅片放入扩散炉管内，

（2）升温至第一温度：在氮气气氛条件下，使扩散炉管温度达到设定温度750-850℃；

（3）氧化：往所述扩散炉管内通入氧气，进行氧化，氧化时间为2min-10min；

（4）沉积磷源：氧化后进行第一次沉积磷源，通过控制工艺时间、N-POCl₃流量和O₂流量来控制沉积磷源的总量，在所述硅片表面形成第一磷扩散；

（5）升温至第二温度，所述第二温度高于所述第一温度：在氮气气氛条件下，使扩散炉管温度达到设定温度870-930℃；

（6）推结：维持步骤（5）的温度，推结30-60min，

（7）第二次沉积磷源：推结后进行第二次磷源沉积，在所述硅片表面形成第二磷扩散；