CN103715300A - 一种扩散后低方阻硅片返工的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种扩散后低方阻硅片返工的方法,该方法包括:将待返工硅片置于扩散炉中;向所述扩散炉中通入保护气体;在650℃~740℃的温度下,对所述待返工硅片进行保温;对所述待返工硅片进行出炉操作。采用本发明提供的返工方法,可以在不重新进行制绒的情况下,对方阻低于正常值的不合格硅片进行返工,使其方阻值提升至正常水平。本发明的方法节省了步骤,工艺简单易操作,可显著提高低方阻硅片的返工效率,并显著提高后续制造的太阳能电池的光电转换效率。

Description

一种扩散后低方阻硅片返工的方法
技术领域
本发明属于太阳能电池制造领域,具体地说涉及一种扩散后低方阻硅片返工的方法。
背景技术
在晶体硅太阳能电池中,P-N结的品质好坏直接影响太阳能电池的性能好坏。因此,在太阳能电池制造工艺中,P-N结的制造一直是生产的重点。扩散制结对太阳能电池的转化效率起着关键性作用,其中扩散工艺直接影响着P-N结的品质。
扩散制备P-N结的过程中,当扩散工艺异常时,可能会造成硅片的方阻过小而造成后续制备的太阳能电池的光电转换效率的降低。因此,扩散后方阻过小的硅片基本上不能用于后续太阳能电池的制备,需要对其进行返工处理。目前,对于扩散后硅片的返工主要是重新制绒,将P-N结全部刻蚀,然后进行再次扩散。这种传统的返工方法需要从制绒开始,不仅耗时较多而且成本较高;另外,在刻蚀P-N结时会造成硅片减薄而增大碎片率,同时二次制绒也将会影响后续制备的太阳能电池的光电转换效率。
通过上述分析可以看出,在现有技术中,针对扩散制结后,造成的硅片方阻过低的问题只能通过重新制绒的方式来实施。这种方法复杂、耗时多且会影响太阳能电池的产量和光电转换效率,因此急需一种既能够提高扩散后硅片的方阻值,又不至于从制绒开始返工的方法。
发明内容
为了解决现有技术中,当扩散工艺异常造成硅片方阻较低时需要从制绒开始进行返工,导致工艺复杂而且周期长,成本高的问题,本发明提供了一种可以不通过重新制绒直接通过扩散提高硅片方阻的返工方法。
根据本发明的一个方面,提供一种扩散后低方阻硅片返工的方法,包括如下步骤:
步骤S101,将待返工硅片置于扩散炉中;
步骤S102,向所述扩散炉中通入保护气体;
步骤S103,在650℃~740℃的温度下,对所述待返工硅片进行保温;
步骤S104,对所述待返工硅片进行出炉操作。
根据本发明的一个具体实施方式,所述待返工硅片为经过一次扩散后,方阻异常并低于合格硅片方阻的不合格硅片。
根据本发明的另一个具体实施方式,所述待返工硅片的方阻比合格硅片的方阻低5Ω/□~20Ω/□。
根据本发明的又一个具体实施方式,所述保护气体包括:氮气和氧气。
根据本发明的又一个具体实施方式,所述保护气体中的氧气含量为0~30%。
根据本发明的又一个具体实施方式,所述保护气体的通量在5slm~15slm的范围内。
根据本发明的又一个具体实施方式,所述步骤S103的执行时间为20min~40min。
根据本发明的又一个具体实施方式,在所述步骤S104之后还包括步骤:
步骤S105,对所述待返工硅片的方阻进行检测,当所述待返工硅片的方阻低于合格硅片的方阻时,再次对其顺序执行步骤S101~步骤S104。
本发明提供的低方阻返工的方法,不需要从制绒返工。在实际操作过程中,将需要返工的硅片直接放置在扩散炉中,进行二次高温处理即可提高方阻,同时也将会提高太阳能电池的光电转换效率。由于采用本发明提供的方法省去了制绒的步骤,直接进行短时高温处理,工艺时间明显得到了节省,其采用的时间比正常扩散工艺时间减少50%以上。不用制绒,可以有效减小材料的消耗量,节约生产成本。由于制绒会造成硅片变薄,易破碎,而采用本方法不会导致硅片变薄,因此也就避免了再次制绒造成的碎片率增大的问题。除此之外,采用本发明的方法得到的扩散返工硅片,由于经过特定温度下退火处理,硅片表面的掺杂原子会向氧化层(磷硅玻璃层)扩散转移,使得硅片表面掺杂浓度减小而使载流子的表面复合速率降低,这样,后续制造的太阳能电池的光电转换效率也会有明显的提高。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为根据本发明的一种扩散后低方阻硅片返工的方法的一种具体实施方式的流程示意图;
图2为根据本发明的一种扩散后低方阻硅片返工的方法的另一种具体实施方式的流程示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
参考图1,图1为根据本发明的一种扩散后低方阻硅片返工的方法的一种具体实施方式的流程示意图。
步骤S101,将待返工硅片置于扩散炉中。所述待返工硅片为经过一次扩散后,方阻低于合格硅片的方阻的不合格硅片。
在现有技术中,经常使用扩散法来制造P-N结,当扩散工艺出现异常或者存在外界异常因素时,常会使扩散后的硅片方阻达不到预定值,换句话说,也就是扩散后的硅片为方阻低于合格硅片的方阻的不合格硅片。所述待返工硅片的方阻比合格硅片的方阻低5Ω/□~20Ω/□。
为了使这些方阻虽然低于正常值,但是又不是非常低的不合格硅片能够合格,可对其进行退火处理,以降低掺杂浓度,进而提高硅片的方阻值。首先将待返工硅片置于扩散炉中,然后执行步骤S102,向所述扩散炉中通入保护气体。
优选的,所述保护气体包括:氮气(N2)和氧气(O2)。可选的,在所述保护气体中的氧气含量为0~30%,例如:0,15%或者30%。优选的,所述保护气体的通量在5slm~15slm的范围内,例如:5slm,10slm或者15slm。
通入保护气体后,需要执行步骤S103,在650℃~740℃的温度下,对所述待返工硅片进行保温。优选的,步骤S103的执行温度为650℃~740℃,例如650℃,680℃,740℃。在该温度区间(650℃~740℃)内,氧化层对于扩散原子的固溶度大于硅基体对于扩散原子的固溶度,也即在此温度区间,掺杂原子在氧化层中的扩散系数大于在硅中的扩散系数。因此,在此温度区间,掺杂原子将由硅基体向氧化层扩散,而使得硅片中的掺杂原子的浓度降低而使总掺杂量减小,从而使方阻增大。
优选的,步骤S103的执行时间为20min~40min,例如:20min,30min或者40min。当执行时间达到设定值时,执行步骤S104,即对所述待返工硅片执行出炉操作。经过高温退火后的硅片的方阻值能够提高5Ω/□~20Ω/□,达到合格硅片的方阻值。
参考图2,优选的,在步骤S104之后,还包括步骤S105,即对所述待返工硅片的方阻进行检测,当所述待返工硅片的方阻低于合格硅片的方阻时,再次对其顺序执行步骤S101~步骤S104。方阻的测量可以使用方阻计等本领域技术人员熟知的各种测试装置来执行,优选的,采用四探针方阻计。
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明,应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下,可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子,本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时,工艺步骤的次序可以变化。
此外,本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容,作为本领域的普通技术人员将容易地理解,对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤,其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果,依照本发明可以对它们进行应用。因此,本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (8)

1.一种扩散后低方阻硅片返工的方法,其特征在于,包括如下步骤:
a)将待返工硅片置于扩散炉中;
b)向所述扩散炉中通入保护气体;
c)在650℃~740℃的温度下,对所述待返工硅片进行保温;
d)对所述待返工硅片进行出炉操作。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述待返工硅片为经过一次扩散后方阻异常并低于合格硅片方阻的不合格硅片。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述待返工硅片的方阻比合格硅片的方阻低5Ω/□~20Ω/□。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述保护气体包括:氮气和氧气。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述保护气体中的氧气含量为0~30%。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述保护气体的通量在5slm~15slm的范围内。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤c)的执行时间为20min~40min。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤d)之后还包括步骤:
e)对所述待返工硅片的方阻进行检测,当所述待返工硅片的方阻低于合格硅片的方阻时,再次对其顺序执行步骤a)~步骤d)。
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