CN102347222A - 多晶硅片的磷扩散工艺 - Google Patents

多晶硅片的磷扩散工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN102347222A
CN102347222A CN2011102309143A CN201110230914A CN102347222A CN 102347222 A CN102347222 A CN 102347222A CN 2011102309143 A CN2011102309143 A CN 2011102309143A CN 201110230914 A CN201110230914 A CN 201110230914A CN 102347222 A CN102347222 A CN 102347222A
Authority
CN
China
Prior art keywords
diffusion
temperature
stove
feeding amount
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011102309143A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102347222B (zh
Inventor
顾峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Shangpin Solar Energy Science & Technology Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Shangpin Solar Energy Science & Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Shangpin Solar Energy Science & Technology Co Ltd filed Critical Wuxi Shangpin Solar Energy Science & Technology Co Ltd
Priority to CN2011102309143A priority Critical patent/CN102347222B/zh
Publication of CN102347222A publication Critical patent/CN102347222A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102347222B publication Critical patent/CN102347222B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种多晶硅片的磷扩散工艺，特征是：将制好绒面的多晶硅片清洗干净后放置在扩散炉中进行护散，扩散采用十步扩散步骤：扩散时通入氮气，氮气的通入量为20000ml。多晶硅片扩散后方块电阻为60Ω，将扩散好的多晶硅片加工成电池片。本发明低温扩散能更好的保护扩散炉，延长扩散炉的使用寿命，低温扩散也可以降低电的消耗量，降低太阳能电池的加工成本；通过扩散条件的改变，硅片扩散后的方块电阻比传统工艺提高了10Ω；用本发明所述的扩散工艺做成的电池片的开路电压比以前提高了2mV，电池片的短路电流比以前提高了0.03A，电池片的转换效率能达到16.5%。

Description

多晶硅片的磷扩散工艺
技术领域
 本发明涉及一种太阳能电池制造中的多晶硅片的磷扩散工艺，属于光伏技术领域。
背景技术
随着工业化的发展，电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业不仅争相投入巨资，扩大生产，还纷纷建立自己的研发机构，研究和开发新的电池项目，提高产品的质量和转化效率。然而硅片作为基体材料制作太阳能电池单晶硅存在微缺陷和金属杂质，这些杂质和缺陷在硅禁带中引入多重深能级，成为少数载流子的复合中心，严重影响了太阳电池的光电转换效率。尤其多晶硅晶界处存在大量的杂质和缺陷，且磷在晶界处扩散速度较快，给加工工艺带来很大的麻烦。
目前传统的多晶硅扩散工艺，温度较高，用的氮气和三氯氧磷的流量都比较高。这样扩散后的硅片表面磷的浓度较高，“死层”较厚，大大降低了电池的短波响应，使得多晶硅电池的转化效率不高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种多晶硅片的磷扩散工艺，有效减小重掺杂“死层”，提高电池短波响应，改进电池的Isc和Voc。
按照本发明提供的技术方案，一种多晶硅片的磷扩散工艺，将制好绒面的多晶硅片放置在扩散炉中进行护散，特征是，包括以下步骤：
（1）、第一步扩散：扩散时间为5~15s，炉口温度为830~850℃，炉中温度为820~840℃，炉尾温度为810~830℃，氮气的通入量为21000~23000 ml；
（2）、第二步扩散：扩散时间为600~800s，炉口温度为830~850℃，炉中温度为830~850℃，炉尾温度为820~840℃，氮气的通入量为27000~29000 ml；
（3）、第三步扩散：扩散时间为700~900s，炉口温度为790~810℃，炉中温度为790~810℃，炉尾温度为800~820℃，氮气的通入量为27000~29000 ml；
（4）、第四步扩散：扩散时间为500~700s，炉口温度为800~820℃，炉中温度为800~820℃，炉尾温度为800~820℃，氮气的通入量为8000~9000 ml，氧气的通入量为800~1200 ml；
（5）、第五步扩散：扩散时间为800~1000s，炉口温度为810~830℃，炉中温度为800~820℃，炉尾温度为810~830℃，氮气的通入量为8000~9000 ml，三氯氧磷的通入量700~900 ml，氧气的通入量为300~500 ml；
（6）、第六步扩散：扩散时间为600~800s，炉口温度为840~850℃，炉中温度为840~850℃，炉尾温度为830~840℃，氮气的通入量为700~900ml，三氯氧磷的通入量700~900 ml，氧气的通入量为400~500 ml；
（7）、第七步扩散：扩散时间为1100~1300s，炉口温度为840~860℃，炉中温度为830~850℃，炉尾温度为830~850℃，氮气的通入量为700~900 ml，氧气的通入量为1500~3000 ml；
（8）、第八步扩散：扩散时间为110~130s，炉口温度为800~820℃，炉中温度为800~820℃，炉尾温度为800~820℃，氮气的通入量为21000~23000 ml；
（9）、第九步扩散：扩散时间为700~900s，炉口温度为800~820℃，炉中温度为800~820℃，炉尾温度为800~820℃，氮气的通入量为27000~29000 ml；
（10）、第十步扩散：扩散时间为10~20s，炉口温度为830~850℃，炉中温度为830~850℃，炉尾温度为810~840℃，氮气的通入量为20000~22000 ml。
本发明与传统工艺相比，优点在于：
1、低温扩散能更好的保护扩散炉，延长扩散炉的使用寿命，低温扩散也可以降低电的消耗量，降低太阳能电池的加工成本；
2、通过扩散条件的改变，硅片扩散后的方块电阻比传统工艺提高了10Ω；
3、本发明无论氮气和三氯氧磷的流量都比传统工艺大幅度的降低，大大降低了使用成本；
4、用本发明所述的扩散工艺做成的电池片的开路电压比以前提高了2mV，电池片的短路电流比以前提高了0.03A，电池片的转换效率能达到16.5%，比以前提高了0.2%。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：一种多晶硅片的磷扩散工艺，将制好绒面的400片多晶硅片清洗干净后放置在扩散炉中进行护散，包括以下步骤：
（1）、第一步扩散：扩散时间为5s，炉口温度为830℃，炉中温度为820℃，炉尾温度为810℃，氮气的通入量为21000 ml；
（2）、第二步扩散：扩散时间为600s，炉口温度为830℃，炉中温度为830℃，炉尾温度为820℃，氮气的通入量为27000 ml；
（3）、第三步扩散：扩散时间为700s，炉口温度为790℃，炉中温度为790℃，炉尾温度为800℃，氮气的通入量为27000 ml；
（4）、第四步扩散：扩散时间为500s，炉口温度为800℃，炉中温度为800℃，炉尾温度为800℃，氮气的通入量为8000ml，氧气的通入量为800ml；
（5）、第五步扩散：扩散时间为800s，炉口温度为810℃，炉中温度为800℃，炉尾温度为810℃，氮气的通入量为8000ml，三氯氧磷的通入量700ml，氧气的通入量为300ml；
（6）、第六步扩散：扩散时间为600s，炉口温度为840℃，炉中温度为840℃，炉尾温度为830℃，氮气的通入量为700ml，三氯氧磷的通入量700ml，氧气的通入量为400 ml；
（7）、第七步扩散：扩散时间为1100s，炉口温度为840℃，炉中温度为830℃，炉尾温度为830℃，氮气的通入量为700ml，氧气的通入量为1500ml；
（8）、第八步扩散：扩散时间为110s，炉口温度为800℃，炉中温度为800℃，炉尾温度为800℃，氮气的通入量为21000ml；
（9）、第九步扩散：扩散时间为700s，炉口温度为800℃，炉中温度为800℃，炉尾温度为800℃，氮气的通入量为27000ml；
（10）、第十步扩散：扩散时间为10s，炉口温度为830℃，炉中温度为830℃，炉尾温度为810℃，氮气的通入量为20000ml。
多晶硅片扩散后方块电阻为60Ω，将扩散好的多晶硅片加工成电池片，电池片的开路电压能到615mV，短路电流能到8.42A，转化效率能达到16.45%，比传统扩散工艺的转化效率提高了0.15%。
实施例二：一种多晶硅片的磷扩散工艺，将制好绒面的400片多晶硅片清洗干净后放置在扩散炉中进行护散，包括以下步骤：
（1）、第一步扩散：扩散时间为10s，炉口温度为840℃，炉中温度为830℃，炉尾温度为820℃，氮气的通入量为22000 ml；
（2）、第二步扩散：扩散时间为700s，炉口温度为840℃，炉中温度为840℃，炉尾温度为830℃，氮气的通入量为28000 ml；
（3）、第三步扩散：扩散时间为800s，炉口温度为800℃，炉中温度为800℃，炉尾温度为810℃，氮气的通入量为28000 ml；
（4）、第四步扩散：扩散时间为600s，炉口温度为810℃，炉中温度为810℃，炉尾温度为810℃，氮气的通入量为8500 ml，氧气的通入量为1000 ml；
（5）、第五步扩散：扩散时间为900s，炉口温度为820℃，炉中温度为810℃，炉尾温度为820℃，氮气的通入量为8500 ml，三氯氧磷的通入量800 ml，氧气的通入量为400 ml；
（6）、第六步扩散：扩散时间为700s，炉口温度为845℃，炉中温度为845℃，炉尾温度为835℃，氮气的通入量为800ml，三氯氧磷的通入量800 ml，氧气的通入量为450 ml；
（7）、第七步扩散：扩散时间为1200s，炉口温度为850℃，炉中温度为840℃，炉尾温度为840℃，氮气的通入量为800 ml，氧气的通入量为2000 ml；
（8）、第八步扩散：扩散时间为120s，炉口温度为810℃，炉中温度为810℃，炉尾温度为810℃，氮气的通入量为22000 ml；
（9）、第九步扩散：扩散时间为800s，炉口温度为810℃，炉中温度为810℃，炉尾温度为810℃，氮气的通入量为28000 ml；
（10）、第十步扩散：扩散时间为15s，炉口温度为840℃，炉中温度为840℃，炉尾温度为830℃，氮气的通入量为21000 ml。
多晶硅片扩散后方块电阻为55Ω，将扩散好的硅片加工成电池片，电池片的开路电压能到618mV，短路电流能到8.50A，转化效率能达到16.60%，比传统扩散工艺转化效率提高0.20%。
实施例三：一种多晶硅片的磷扩散工艺，将制好绒面的400片多晶硅片清洗干净后放置在扩散炉中进行护散，包括以下步骤：
（1）、第一步扩散：扩散时间为15s，炉口温度为850℃，炉中温度为840℃，炉尾温度为830℃，氮气的通入量为23000 ml；
（2）、第二步扩散：扩散时间为800s，炉口温度为850℃，炉中温度为850℃，炉尾温度为840℃，氮气的通入量为29000 ml；
（3）、第三步扩散：扩散时间为900s，炉口温度为810℃，炉中温度为810℃，炉尾温度为820℃，氮气的通入量为29000 ml；
（4）、第四步扩散：扩散时间为700s，炉口温度为820℃，炉中温度为820℃，炉尾温度为820℃，氮气的通入量为9000 ml，氧气的通入量为1200 ml；
（5）、第五步扩散：扩散时间为1000s，炉口温度为830℃，炉中温度为820℃，炉尾温度为830℃，氮气的通入量为9000 ml，三氯氧磷的通入量900 ml，氧气的通入量为500 ml；
（6）、第六步扩散：扩散时间为800s，炉口温度为850℃，炉中温度为850℃，炉尾温度为840℃，氮气的通入量为900ml，三氯氧磷的通入量900 ml，氧气的通入量为500 ml；
（7）、第七步扩散：扩散时间为1300s，炉口温度为860℃，炉中温度为850℃，炉尾温度为850℃，氮气的通入量为900 ml，氧气的通入量为3000 ml；
（8）、第八步扩散：扩散时间为130s，炉口温度为820℃，炉中温度为820℃，炉尾温度为820℃，氮气的通入量为23000 ml；
（9）、第九步扩散：扩散时间为900s，炉口温度为820℃，炉中温度为820℃，炉尾温度为820℃，氮气的通入量为29000 ml；
（10）、第十步扩散：扩散时间为20s，炉口温度为850℃，炉中温度为850℃，炉尾温度为840℃，氮气的通入量为22000 ml。
多晶硅片扩散后方块电阻为50Ω，将扩散好的硅片加工成电池片，电池片的开路电压能到616mV，短路电流能到8.46A，转化效率能达到16.56%，比传统扩散工艺转化效率提高0.18%。

Claims (1)

1. 一种多晶硅片的磷扩散工艺，将制好绒面的多晶硅片放置在扩散炉中进行护散，其特征是，包括以下步骤：
（1）、第一步扩散：扩散时间为5~15s，炉口温度为830~850℃，炉中温度为820~840℃，炉尾温度为810~830℃，氮气的通入量为21000~23000 ml；
（2）、第二步扩散：扩散时间为600~800s，炉口温度为830~850℃，炉中温度为830~850℃，炉尾温度为820~840℃，氮气的通入量为27000~29000 ml；
（3）、第三步扩散：扩散时间为700~900s，炉口温度为790~810℃，炉中温度为790~810℃，炉尾温度为800~820℃，氮气的通入量为27000~29000 ml；
（4）、第四步扩散：扩散时间为500~700s，炉口温度为800~820℃，炉中温度为800~820℃，炉尾温度为800~820℃，氮气的通入量为8000~9000 ml，氧气的通入量为800~1200 ml；
（5）、第五步扩散：扩散时间为800~1000s，炉口温度为810~830℃，炉中温度为800~820℃，炉尾温度为810~830℃，氮气的通入量为8000~9000 ml，三氯氧磷的通入量700~900 ml，氧气的通入量为300~500 ml；
（6）、第六步扩散：扩散时间为600~800s，炉口温度为840~850℃，炉中温度为840~850℃，炉尾温度为830~840℃，氮气的通入量为700~900ml，三氯氧磷的通入量700~900 ml，氧气的通入量为400~500 ml；
（7）、第七步扩散：扩散时间为1100~1300s，炉口温度为840~860℃，炉中温度为830~850℃，炉尾温度为830~850℃，氮气的通入量为700~900 ml，氧气的通入量为1500~3000 ml；
（8）、第八步扩散：扩散时间为110~130s，炉口温度为800~820℃，炉中温度为800~820℃，炉尾温度为800~820℃，氮气的通入量为21000~23000 ml；
（9）、第九步扩散：扩散时间为700~900s，炉口温度为800~820℃，炉中温度为800~820℃，炉尾温度为800~820℃，氮气的通入量为27000~29000 ml；
（10）、第十步扩散：扩散时间为10~20s，炉口温度为830~850℃，炉中温度为830~850℃，炉尾温度为810~840℃，氮气的通入量为20000~22000 ml。
CN2011102309143A 2011-08-12 2011-08-12 多晶硅片的磷扩散工艺 Expired - Fee Related CN102347222B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102309143A CN102347222B (zh) 2011-08-12 2011-08-12 多晶硅片的磷扩散工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102309143A CN102347222B (zh) 2011-08-12 2011-08-12 多晶硅片的磷扩散工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102347222A true CN102347222A (zh) 2012-02-08
CN102347222B CN102347222B (zh) 2013-01-02

Family

ID=45545780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102309143A Expired - Fee Related CN102347222B (zh) 2011-08-12 2011-08-12 多晶硅片的磷扩散工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102347222B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102691107A (zh) * 2012-06-11 2012-09-26 上海超日(洛阳)太阳能有限公司 一种太阳能电池制备扩散工艺
CN102719894A (zh) * 2012-05-22 2012-10-10 江苏顺风光电科技有限公司 太阳能电池硅片的磷扩散工艺
CN102903619A (zh) * 2012-10-31 2013-01-30 湖南红太阳光电科技有限公司 一种实现深结低表面浓度的晶体硅扩散工艺
CN103346074A (zh) * 2013-07-12 2013-10-09 九州方园新能源股份有限公司 一种采用多步梯度扩散法制备晶体硅电池片的方法
CN103474509A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种晶体硅太阳能电池激光扩散方法
CN103730537A (zh) * 2013-12-26 2014-04-16 英利能源（中国）有限公司 一种多晶硅太阳能电池扩散工艺
CN106856215A (zh) * 2017-03-01 2017-06-16 东莞南玻光伏科技有限公司 太阳能电池片扩散方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020016051A1 (en) * 2000-06-14 2002-02-07 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method for manufacturing semiconductor device, substrate treatment method, and semiconductor manufacturing apparatus
JP2006032463A (ja) * 2004-07-13 2006-02-02 Denso Corp 半導体装置の製造方法および半導体装置
CN101667605A (zh) * 2009-09-03 2010-03-10 无锡尚品太阳能电力科技有限公司 一种硅片的磷吸杂工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020016051A1 (en) * 2000-06-14 2002-02-07 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method for manufacturing semiconductor device, substrate treatment method, and semiconductor manufacturing apparatus
JP2006032463A (ja) * 2004-07-13 2006-02-02 Denso Corp 半導体装置の製造方法および半導体装置
CN101667605A (zh) * 2009-09-03 2010-03-10 无锡尚品太阳能电力科技有限公司 一种硅片的磷吸杂工艺

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102719894A (zh) * 2012-05-22 2012-10-10 江苏顺风光电科技有限公司 太阳能电池硅片的磷扩散工艺
CN102691107A (zh) * 2012-06-11 2012-09-26 上海超日(洛阳)太阳能有限公司 一种太阳能电池制备扩散工艺
CN102903619A (zh) * 2012-10-31 2013-01-30 湖南红太阳光电科技有限公司 一种实现深结低表面浓度的晶体硅扩散工艺
CN102903619B (zh) * 2012-10-31 2014-11-19 湖南红太阳光电科技有限公司 一种实现深结低表面浓度的晶体硅扩散工艺
CN103346074A (zh) * 2013-07-12 2013-10-09 九州方园新能源股份有限公司 一种采用多步梯度扩散法制备晶体硅电池片的方法
CN103474509A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种晶体硅太阳能电池激光扩散方法
CN103730537A (zh) * 2013-12-26 2014-04-16 英利能源（中国）有限公司 一种多晶硅太阳能电池扩散工艺
CN106856215A (zh) * 2017-03-01 2017-06-16 东莞南玻光伏科技有限公司 太阳能电池片扩散方法
CN106856215B (zh) * 2017-03-01 2018-07-27 东莞南玻光伏科技有限公司 太阳能电池片扩散方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102347222B (zh) 2013-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102347222B (zh) 多晶硅片的磷扩散工艺
CN100573928C (zh) 一种制造太阳能电池的磷扩散方法
CN102315332B (zh) 太阳能电池片热处理工艺
CN101494251B (zh) 一种制造精炼冶金多晶硅太阳能电池的磷扩散方法
CN102719894A (zh) 太阳能电池硅片的磷扩散工艺
CN104505424B (zh) 一种减少太阳能电池光致衰减的装置及其方法
CN102810599B (zh) 一种多晶硅太阳能电池的磷扩散方法
CN104835874B (zh) 一种半电池片光伏组件的制造方法
CN107039544B (zh) P型perc双面太阳能电池及其制备方法、组件和系统
CN105185870A (zh) 一种硅片的磷吸杂扩散工艺
CN103346214B (zh) 一种硅基径向同质异质结太阳电池及其制备方法
Geerligs et al. Progress in low-cost n-type silicon solar cell technology
CN105280755A (zh) 三次连续沉积升温扩散工艺
CN102637776B (zh) N型太阳能电池片及其制造方法
CN105826416B (zh) 一种抗pid的晶体硅太阳电池组件及其制备方法
CN102828243B (zh) 太阳能电池用锗锡共掺单晶硅及其制备方法
CN107093636A (zh) P型perc双面太阳能电池及其制备方法、组件和系统
CN104300040A (zh) 一种硅片的磷吸杂工艺
CN104009114B (zh) 准单晶硅太阳能电池片的制造方法
CN103730188B (zh) 一种单晶硅太阳能电池正面电极银浆的制备方法
CN106847972A (zh) 一种太阳能电池组件及其制备方法
CN108172644B (zh) 一种磷掺杂碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法
CN107046068A (zh) P型perc双面太阳能电池及其制备方法、组件和系统
CN101777592B (zh) 基于重掺umg硅外延生成高低结的太阳电池及制备方法
CN103367482A (zh) 一种光伏组件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130102

Termination date: 20140812

EXPY Termination of patent right or utility model