[发明专利]一种适用于PERC电池叠加SE的扩散工艺

说明书

本发明属于单晶硅太阳能电池领域，尤其涉及一种适用于PERC电池叠加SE的新型扩散工艺。其包括：进舟、充氮和预升温；低浓度预氧化；低浓度氧气快速沉积；升温低浓度氧气快速沉积；高温快速推进；控温降温；降温高浓度氧化；高浓度氧气快速沉积；快速氧化；回压氧化；出舟。本发明能够有效缩短约8％的工艺时长，提高产能，降低了生产成本，且产品的SE方阻更加均匀，并且所得SE方阻与传统工艺扩散所得的SE方阻相差不大，电性能持平。

技术领域

本发明属于单晶硅太阳能电池领域，尤其涉及一种适用于PERC电池叠加SE的新型扩散工艺。

背景技术

PERC电池(Passivated Emitterand Rear Cell)全称为钝化发射极及背局域接触电池，其是一种较为新型的电池结构，PERC技术即钝化发射极背面接触技术，是利用氧化铝在电池背面形成钝化层，作为背发射器，增加长波光的吸收，同时将P-N极间的电势差最大化，降低电子复合，从而提升电池转化效率的技术。其于1989年澳洲新威尔士大学的MartinGreen研究组首次正式报道，并在当时即达到了22.8％的实验室电池效率。

PERC电池与常规电池的最大区别在于背表面的介质膜钝化，采用局域金属接触，大大降低被表面复合速度，同时提高了背表面的光反射，其通常分有单晶PERC和多晶PREC等。

而SE(Selective Emitter)全称选择性发射电极，即在金属栅线与硅片接触区进行高浓度掺杂，形成良好的欧姆接触，而在电极意外的非接触区进行低浓度掺杂，提高了短波光普效应，降低表面复合，最终实现提升开压和断流的目的。其早在1984年即提出并由soder就其全面综述了硅太阳能电池的接触电阻理论，但在PERC流行之前，SE电池大规模推广面临着投资成本巨大、能耗极高、工艺耗时长等困境，因此在PERC电池规范化、规模化之前，SE 技术始终处于较低的发展阶段，而随着PERC电池的发展，SE技术也逐渐开始快速发展。就目前目前而言，PERC电池叠加SE技术已经趋于稳定，提效重心也逐渐从SE和扩散工序转移到印刷质量和图形中。今年面对PERC电池产能过剩的严峻挑战，利润空间被进一步压缩。如何降低生产成本，就成了目前行业的发展重点之一。

扩散作为PERC电池片生产的必不可缺的工序，重心也从提升电池片转换效率转移到降低工艺时间，从而提升产能，最终降低生产成本。

目前传统PERC电池叠加SE的扩散工艺如图1所示，其依次包括：进舟、抽真空侧漏(配合充氮)、升温低浓度预氧化、恒温高浓度预氧化、低温高浓度氧气沉积、升温高浓度氧气沉积、升温推进、恒温推进、控温降温、降温低浓度氧气沉积、高浓度氧气吸杂、回压氧化和出舟等步骤。

新型的SE扩散工艺如中国专利局于2019年8月23日公开的、本申请人于2019年4月25日公开的一种区域性分层沉积扩散工艺的发明专利申请，申请公开号为CN110164759A，其采用在传统PERC工艺基础上叠加降温沉积等步骤形成磷硅玻璃层的方式，实现了高方阻、磷硅玻璃层中高磷源等目的，但仍存在着降温沉积时区域温差到，导致硅片表面磷浓度偏高、反应设备中硅片的Isc和Uoc都偏低，且反应设备内部压力不稳定，回压过程中炉管气流紊乱，导致尾部硅片效率比头部低0.08％以上，以及预氧化和二次沉积步骤的氧气浓度较低、推进时间和温度不足导致PN结较浅、Isc偏低，和工艺时间较长、产能较低等问题。

发明内容

为解决现有的PREC电池工艺时间片场、整体产能较为有限，以及现有的工艺中存在一定的缺陷，导致最终产品中PN结较浅、Isc和Uoc等均偏低，且产品性能不稳定等问题，本发明提供了一种适用于PERC电池叠加SE的新型扩散工艺。本发明的目的在于：一、减少工艺时长，提高产能；二、提高沉积步骤磷源的量，同时确保硅片内方阻均匀性较高、表面磷浓度较低，以提高产品品质；三、提高PN结深度并保证其均匀性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种适用于PERC电池叠加SE的新型扩散工艺，