[发明专利]一种晶体硅太阳能电池片扩散方法

摘要

本发明公开了一种晶体硅太阳能电池片扩散方法，使用氢氟酸或硝酸对硅片表面进行油污清洗及制绒，将清洗制绒后的硅片放置于立式扩散炉内进行扩散，扩散工艺包括以下步骤：（1）入炉：将放置有晶体硅片的石英舟匀速入炉；（2）抽真空：抽真空后炉腔内的压力为300±50mTorr；（3）真空检漏：对炉腔进行漏率检测；（4）氧化：低压进行氧化；（5）第一次磷源扩散：低压进行第一次磷源扩散；（6）升温；（7）第二次磷源扩散：低压进行第二次磷源扩散；（8）磷杂质推进：低压进行磷杂质推进；（9）降温；（10）出炉。采用上述的扩散方法，在扩散过程中，提高了杂质的分子自由程和晶体硅片扩散的均匀性，晶体硅太阳能电池片的转换效率高，操作简单，产量大，成本低。

主权项

一种晶体硅太阳能电池片扩散方法，使用氢氟酸或硝酸对晶体硅片的表面进行油污清洗及制绒，将清洗制绒后的晶体硅片放置于立式扩散炉内进行扩散处理，其特征在于：扩散工艺包括以下步骤：（1）入炉：将清洗制绒后的晶体硅片顺序放置在石英舟上，将装满晶体硅片的石英舟以300±1mm/min的速度从立式扩散炉的下方匀速送至内炉腔内，在石英舟送入的过程中同时向内炉腔内通入氮气，内、外炉腔内的初始温度为800±0.5℃，氮气的流量为4±0.05L/min；（2）抽真空：将石英舟送入内炉腔后关闭炉门，停止向内炉腔内通入氮气，打开真空泵对内、外炉腔内进行抽真空，抽真空的时间控制在5～10min内，使内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；（3）真空检漏：抽真空后对内、外炉腔内进行3～5min的漏率检测，以保证内、外炉腔内的真空漏率小于0.15～0.2mTorr•l/s；（4）氧化：使内、外炉腔内的温度升温至835±0.5℃，升温速率为5±0.2℃/min，向内炉腔内通入氧气、对晶体硅片进行氧化，并使石英舟在内炉腔内以0.2～0.5r/min的速度缓慢转动，同时打开真空泵，氧气的流量为0.4±0.01L/min，氧化时间为10±0.1min，内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；（5）第一次磷源扩散：使内、外炉腔内的温度稳定在835±0.5℃范围内，向内炉腔内通入小氮和氧气，对晶体硅片进行第一次磷源扩散，小氮流量为0.6±0.02L/min，氧气流量为0.3±0.01L/min，第一次磷源扩散时间为10±0.1min，内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；（6）升温：使内、外炉腔内的温度升温至850±0.5℃，升温速率为5±0.2℃/min，保持升温5±0.1min、使温度稳定在850±0.5℃范围内，停止向内炉腔内通入小氮和氧气，内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；（7）第二次磷源扩散：使内、外炉腔内的温度稳定在850±0.5℃范围内，向内炉腔内通入小氮和氧气，对晶体硅片进行第二次磷源扩散，小氮流量为0.4±0.01L/min，氧气流量为0.2±0.01L/min，第二次磷源扩散时间为6±0.1min，内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；（8）磷杂质推进：使内、外炉腔内的温度稳定在850±0.5℃范围内，停止向内炉腔内通入小氮，继续向内炉腔内通入氧气，对晶体硅片进行磷杂质推进，氧气的流量为0.4±0.01L/min，磷杂质推进时间为6±0.05min，内、外炉腔内的压力维持在300±50mTorr范围内；（9）降温：使内、外炉腔内的温度降温至835±0.5℃，降温速率为3±0.1℃/min，保持降温8min、确保降温后的温度稳定在835±0.5℃，向内炉腔内通入氮气，停止向内炉腔内通入氧气，关闭真空泵，氮气的流量为2±0.01L/min；（10）出炉：石英舟停止转动，打开炉门，使石英舟以150±5mm/min的速度从内炉腔内送出，在出炉的过程中向内炉腔内通入氮气，氮气的流量为4±0.01L/min。