[发明专利]一种区域性分层沉积扩散工艺

说明书

本发明涉及晶体硅太阳能电池技术领域，为解决现有PERC+LDSE电池片表面掺杂浓度过高、区域性扩散可控性弱、电池蓝光响应差、少子寿命低的问题，提供了一种区域性分层沉积扩散工艺，包括以下步骤：(1)硅片预处理；(2)预氧化；(3)低温低浓度磷源沉积；(4)高温中浓度磷源沉积；(5)形成PN结；(6)低温高浓度磷源沉积；(7)冷却，推出石英舟，将硅片取出。本发明采用区域性分层扩散控制，让硅片表面既有均匀的磷硅玻璃层，利于激光SE重掺杂，从而提高电池片的欧姆接触和良好的接触性能；又能使发射极区域有低的掺杂浓度和高质量的PN结，从而使电池片有优异的蓝光响应和高少子寿命的特点，最终提升电池片的转换效率。

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池技术领域，尤其涉及一种区域性分层沉积扩散工艺。

背景技术

晶硅太阳电池技术迭代带来的成本下降逐步成为推动行业发展的主要动力，近两年来，光伏行业电池技术经历了从常规BSF电池→PERC电池→PERC+LDSE电池的转换，其中PERC+LDSE电池工艺流程为：制绒→扩散→激光SE→刻蚀→背钝化→正面PECVD→背面PECVD→激光开槽→丝网印刷→烧结→测试，该电池技术与相近的PERC电池相比，在扩散工序之前只增加了一道激光SE工序，其余工序不变。

激光SE工序是采用扩散工序产生的磷硅玻璃层作为掺杂源，利用激光的热效应，熔融硅片表层，将覆盖在发射极顶部的磷硅玻璃中的P原子进入硅片表层，因磷原子在液态硅中的扩散系数要比在固态硅中的扩散高数个数量级，固化后掺杂磷原子取代硅原子的位置，从而使电池片在金属电极下形成高掺杂区域，在接收光照的区域浅扩散形成低掺杂区，这种结构表面少子复合少，金属电极和发射极之间又能形成良好的欧姆接触，会获得更高的短路电流、开路电压和填充因子，从而会提高太阳电池转换效率。

目前，虽然对激光SE掺杂选择性发射极太阳电池的理论研究和实验的报道很多，但是在实际的大规模生产中，受限于扩散工艺的影响，仍然存在着扩散高方阻的均匀性、轻重掺杂磷源浓度过多或过少、轻重掺杂区方块电阻匹配等问题。如掺杂浓度过低，硅片表面掺杂层磷硅玻璃太少，虽可以降低表面复合，提高少子寿命，但会导致方阻均匀性较差，电池片欧姆接触不好，接触电阻的增大，影响电池的串联，填充因子下降，电池效率降低；掺杂浓度过高，虽可以得到较好的方阻均匀性、较低的接触电阻，但是高的掺杂浓度会导致载流子复合变大，少子寿命降低，影响电池的开路电压和短路电流。

中国专利文献上公开了“一种太阳能电池发射极掺杂分布方法”，其申请公布号为CN104716232A，该发明采用通过多次通源和多次推结的过程实现太阳电池发射极掺杂分布，实现了激光SE时硅片表面生产了一层均匀的磷硅玻璃层，但仍存在掺杂浓度过高、区域性掺杂可控性弱等缺点。

中国专利文献上公开了“一种激光掺杂选择性发射结的扩散工艺”，其申请公布号为CN103050581A，该发明通过改变发射结电池的扩散方法，在对硅片进行有源扩散、无源推进的基础上再一次向扩散炉中通入携带POCl₃的氮气进行沉积处理，该专利一定程度上降低了表面复合，但仍存在区域性扩散可控性弱、少子寿命低等缺点。

上述现有技术中硅片表面仍存在掺杂浓度过高、区域性掺杂可控性弱、电池蓝光响应差、少子寿命低等缺点，不利于PERC+LDSE太阳电池转换效率的提升。

发明内容

本发明为了解决现有PERC+LDSE电池片表面掺杂浓度过高、区域性扩散可控性弱、电池蓝光响应差、少子寿命低的问题，提供了一种区域性分层沉积扩散工艺，该扩散工艺采用区域性分层扩散控制，让硅片表面既有均匀的磷硅玻璃层，利于激光SE重掺杂，从而提高电池片的欧姆接触和良好的接触性能，又能使发射极区域有低的掺杂浓度和高质量的PN结，从而使电池片有优异的蓝光响应和高少子寿命的特点，最终提升电池片的转换效率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种区域性分层沉积扩散工艺，包括以下步骤：