專利名稱：一種降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝。
背景技術(shù)：
常規(guī)太陽能電池的基本制造流程清洗制作絨面、擴散方塊電阻、邊緣刻蝕、去磷硅玻璃、鍍減反射膜、絲網(wǎng)印刷柵線、電性能測試、分選包裝。擴散工序在太陽能電池制造過程中起到了非常重要的作用，是太陽能電池制造的核心工序。擴散的目的是為了形成太陽能電池的心臟PN結(jié)，PN結(jié)的結(jié)構(gòu)直接影響太陽能電池片的短路電流、開路電壓、暗電流等電性能參數(shù)。冶金級硅一般利用物理法提純生產(chǎn)，含有大量的鐵、碳、硼、氧等雜質(zhì)。目前行業(yè)內(nèi)一般利用太陽能級硅的擴散工藝生產(chǎn)冶金級硅太陽能電池，這樣大量的鐵、碳、硼、氧等雜質(zhì)的存在會增加光載流子的復合幾率，制造出來的太陽能電池一般效率較低、暗電流很大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝，該擴散工藝能夠有效降低太陽能電池的暗電流，提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝，含以下步驟
(1)將冶金級晶體硅片置于擴散爐中，調(diào)節(jié)擴散爐內(nèi)溫度為70(T75(TC，大氮流量為 10000^40000 mL/min,干氧流量為500 3000 mL/min,進行低溫濃磷擴散廣lOmin，進行擴散前氧化；
(2)將擴散爐內(nèi)溫度升至80(T85(TC，調(diào)節(jié)小氮流量為50(T3000mL/min，大氮流量為 10000^40000 mL/min，干氧流量為500 3000 mL/min，進行磷摻雜l(T60min，形成高濃度磷
摻雜；
(3)將擴散爐內(nèi)溫度升至90(T98(TC，調(diào)節(jié)大氮流量為1000(T40000mL/min，進行高溫磷吸雜l(T60min ；
(4)調(diào)節(jié)擴散爐內(nèi)溫度為70(T75(TC，大氮流量為1000(T40000mL/min，進行低溫推進 10 60mino本發(fā)明步驟(1)將冶金級晶體硅片置于擴散爐中前，先調(diào)節(jié)溫度為70(T75(TC、大氮流量為10000 40000 mL/min，吹掃爐管廣lOmin。本發(fā)明步驟O)中磷摻雜時采用的磷源為液態(tài)三氯氧磷。上述一種降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝中，磷源優(yōu)選為液態(tài)三氯氧磷，液態(tài)三氯氧磷主要通過氮氣攜帶進入擴散爐管，三氯氧磷的濃度通過氮氣的流量和裝載三氯氧磷的源瓶溫度來控制。攜帶三氯氧磷的氮氣定義為小氮，純氮氣定義為大氮，不含水分的氧氣定義為干氧。
本發(fā)明步驟(4)中低溫推進后，調(diào)節(jié)冶金級晶體硅片的方塊電阻為2(Γ80Ω/ 口。本發(fā)明步驟中進行低溫推進和調(diào)節(jié)冶金級晶體硅片的方塊電阻后，調(diào)節(jié)擴散爐內(nèi)溫度為70(T750°C、大氮流量為1000(T40000mL/min，吹掃爐管廣lOmin。通過上述步驟(3)中的高溫長時間磷吸雜，在較高的溫度情況下使鐵、碳、硼、氧等的沉淀態(tài)雜質(zhì)、替位態(tài)雜質(zhì)或者其它雜質(zhì)復合體釋放成間隙態(tài)雜質(zhì)，間隙態(tài)的雜質(zhì)快速擴散到高固溶度的磷硅玻璃層中，完成了高溫磷吸雜，提升了體少子壽命。通過上述步驟中低溫推進，在較低的溫度情況下，推進結(jié)深、并調(diào)整至工藝要求的方塊電阻；并且隨著溫度的降低表面濃磷區(qū)域雜質(zhì)固溶度降低，使間隙態(tài)的雜質(zhì)轉(zhuǎn)變成沉淀態(tài)、復合體等形態(tài)的雜質(zhì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點
(1)本發(fā)明通過擴散工藝的優(yōu)化，有效的降低了電池的暗電流；對鐵、碳、硼、氧等雜質(zhì)進行了有效的吸雜，一定程度上減少了雜質(zhì)對光生載流子的復合幾率，提升了體少子壽命；
(2)本發(fā)明通過擴散工藝的優(yōu)化，獲得了更深的結(jié)深，有效的防止了太陽能電池制造過程中對PN的污染，適應更多品種的漿料和范圍更大的燒結(jié)工藝窗口，一定程度上提升了太陽電池的轉(zhuǎn)換效率和良品率。
具體實施例方式實施例1
本實施例提供的降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝，含以下步驟
使用P型冶金級多晶硅片，經(jīng)過常規(guī)的清洗制絨后，然后進行擴散，擴散具體步驟如
下
(1)在750°C的情況下，將裝載冶金級硅片的石英舟送入擴散爐；
(2)通入大氮流量為30000mL/min，吹掃爐管^iiin ；
(3)在750°C的情況下，通入大氮流量為30000mL/min，干氧流量為600mL/min，時間 lOmin，進行擴散前氧化；
(4)將擴散爐內(nèi)溫度升溫到830°C，通入小氮流量1200mL/min，大氮流量30000 m L// min、干氧2000 mL/min,時間30min，形成高濃度磷摻雜；
(5)將擴散爐內(nèi)溫度升溫到950°C，通入大氮流量為30000mL/min，進行高溫磷吸雜 40min ；
通過步驟(5)中的高溫長時間磷吸雜，在較高的溫度情況下使鐵、碳、硼、氧等的沉淀態(tài)雜質(zhì)、替位態(tài)雜質(zhì)或者其它雜質(zhì)復合體釋放成間隙態(tài)雜質(zhì)，間隙態(tài)的雜質(zhì)快速擴散到高固溶度的磷硅玻璃層中，完成了高溫磷吸雜，提升了體少子壽命；
(6)降溫至750°C，通入大氮30000mL/min,時間30min，進行低溫推進，調(diào)整方塊電阻至 20 ohm/sq ( Ω / □)；
(7)調(diào)節(jié)擴散爐內(nèi)溫度為700°C，通入大氮30000mL/min，吹掃爐管anin;
(8)將裝載冶金級硅片的石英舟退出擴散爐即可。將擴散后的冶金級硅片經(jīng)過邊緣刻蝕、去磷硅玻璃、鍍減反射膜、絲網(wǎng)印刷、電性能測試等后續(xù)工序，制備成太陽能電池片。
表1采用本實施例冶金級擴散工藝與太陽能級擴散工藝生產(chǎn)冶金級硅的對照
權(quán)利要求
1.一種降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝，其特征是含以下步驟(1)將冶金級晶體硅片置于擴散爐中，調(diào)節(jié)擴散爐內(nèi)溫度為70(T75(TC，大氮流量為 10000^40000 mL/min,干氧流量為500 3000 mL/min,進行低溫濃磷擴散廣lOmin，進行擴散前氧化；(2)將擴散爐內(nèi)溫度升至80(T85(TC，調(diào)節(jié)小氮流量為50(T3000mL/min，大氮流量為 10000"40000mL/min,干氧流量為50(T3000mL/min，進行磷摻雜l(T60min，形成高濃度磷摻雜；(3)將擴散爐內(nèi)溫度升至90(T98(TC，調(diào)節(jié)大氮流量為1000(T40000mL/min，進行高溫磷吸雜l(T60min ；(4)調(diào)節(jié)擴散爐內(nèi)溫度為70(T750°C，大氮流量為1000(T40000mL/min，進行低溫推進 10 60mino
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝，其特征是步驟(1)將冶金級晶體硅片置于擴散爐中前，先調(diào)節(jié)溫度為70(T75(TC、大氮流量為 10000^40000 mL/min，吹掃爐管 1 lOmin。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝，其特征是步驟O)中磷摻雜時采用的磷源為液態(tài)三氯氧磷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝，其特征是步驟中進行低溫推進后，調(diào)節(jié)冶金級晶體硅片的方塊電阻為2(Γ80Ω/口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝，其特征是進行低溫推進和調(diào)節(jié)冶金級晶體硅片的方塊電阻后，調(diào)節(jié)擴散爐內(nèi)溫度為70(T75(TC、大氮流量為10000 40000 mL/min，吹掃爐管1 lOmin。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低冶金級硅太陽能電池暗電流的擴散工藝，第一步進行低溫濃磷擴散，在較低溫度下，通入高濃度磷源進行擴散，形成高濃度磷摻雜；第二步進行高溫長時間磷吸雜，在較高溫度下使鐵、碳、硼、氧等雜質(zhì)的沉淀態(tài)雜質(zhì)、替位態(tài)雜質(zhì)或者其它雜質(zhì)復合體釋放成間隙態(tài)雜質(zhì)，間隙態(tài)的雜質(zhì)快速擴散到高固溶度的磷硅玻璃層中，完成高溫磷吸雜，提升體少子壽命；第三步低溫推進，在較低溫度下，推進結(jié)深、并調(diào)整至工藝要求的方塊電阻；并且隨著溫度的降低表面濃磷區(qū)域雜質(zhì)固溶度降低，使間隙態(tài)的雜質(zhì)轉(zhuǎn)變成沉淀態(tài)、復合體等形態(tài)的雜質(zhì)。采用本發(fā)明擴散工藝對冶金級晶體硅片進行擴散，可以有效降低太陽電池的暗電流，提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01L31/18GK102509748SQ20111038867
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者劉光, 朱生賓, 王永豐, 謝忠陽 申請人:合肥晶澳太陽能科技有限公司