CN104393112B - 一种解决硼扩散后表面浓度低的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳电池制造领域，内容为一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，该方法步骤为：（1）将制绒或则抛光后的N型硅片利用硼源高温扩散得到P+发射极；（2）在5%～20%氢氟酸溶液常温下反应5～15mins去除表面的硼硅玻璃；（3）将硅片放入氢氟酸/硝酸/水混合液体系的刻蚀溶液中反应0.5～2mins，将方阻提升10～20ohm/sq；（4）再将硅片放入碱溶液中常温下反应5～20s；（5）将硅片放入混酸溶液中清洗1～5mins到表面完全疏水；（6）用去离子水清洗并烘干。这样就可以解决硼扩散后由于二氧化硅吸硼作用造成的表面浓度低与PN结较深的问题。

Description

一种解决硼扩散后表面浓度低的方法
技术领域：
本发明涉及一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，属于太阳能电池硼扩散工艺领域。
技术背景：
太阳能电池可将太阳能直接转化成电能，是利用太阳能资源的有效方式，在使用中不会产生任何有害物质，是一种环保的无污染产品。所以，近几年来太阳能电池在解决能源与环境问题方面倍受青睐，有着极好的市场前景。太阳能也被誉为是最理想的能源，是解决人类社会赖以生存和发展的重要资源。
目前主流的太阳能电池材料是用P型硅做衬底，通过高温磷扩散来形成P-N结。然而P型晶硅电池受体内硼氧对的影响存在光致衰减的现象，而N型硅材料相对于P型硅材料来说，由于其对金属杂质和许多非金属缺陷不敏感同时体内较少的硼氧对，所以在性能的稳定性上要高于P型晶硅电池。同时N型电池的少子寿命更高，这为制备更高效的太阳电池奠定了基础。
对N型硅片普遍采用高温硼扩散的方法来形成P-N结，然而由于在高温扩散过程中在硅片表面会形成一层二氧化硅，二氧化硅具有吸硼排磷的性质，这就导致硼扩散后硅片表面硼原子的浓度低，从而造成接触电阻的升高，另一个方面高温硼扩散后结深较深，有可能加剧结区的俄歇复合，我们采用这种方法一方面可以是硅片表面与金属形成欧姆接触的硼原子浓度升高，另一方面降低扩散后结深，从而有助于提升电池效率。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种解决硼扩散后表面浓度低的方法。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，包括以下步骤：
1）将制绒或抛光后的硅片利用硼源高温扩散得到P+扩散层；
2）在5%～20%氢氟酸溶液常温下反应5～15mins去除表面的硼硅玻璃；
3）将硅片放入氢氟酸/硝酸/水混合液体系的刻蚀溶液中反应0.5～2mins，将方阻提升10～20ohm/sq；
4）再将硅片放入碱溶液中常温下反应5～20s；
5）将硅片放入混酸溶液中清洗1～5mins到表面完全疏水；
6）用去离子水清洗并烘干。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤1）中硼扩散后方阻为30～90ohm/sq。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤2）中去氢氟酸溶液的浓度为5～20%,反应时间为5～15mins。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤3）中刻蚀液为氢氟酸/硝酸/水混合液体系，其中所述氢氟酸的重量百分含量为0.01～3%，所述硝酸的重量百分含量为85～95%，余下的重量为水。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤3）中刻蚀液为氢氟酸/硝酸/水混合液体系，其中所述氢氟酸的重量百分含量为0.1～0.5%，所述硝酸的重量百分含量为90～95%，余下的重量为水。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤3）中氢氟酸是指浓度为40%-49%的氢氟酸溶液，硝酸是指浓度为68-72%的硝酸溶液。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤3）中反应时间为0.5～2mins，方阻提升10～20ohm/sq。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤3）中硅片在刻蚀液中反应温度为5～40℃。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤4）中碱溶液为氢氧化钠或者氢氧化钾，溶液的浓度为0.1～1%，反应时间为5～20s。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤5）中混酸溶液为氢氟酸/盐酸混合液，清洗时间为1～5mins。
本发明的有益效果是：本发明所述的一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，可以保证方阻均匀性的前提下一方面可以使硅片表面与金属形成欧姆接触区域的硼原子浓度升高，另一方面降低扩散后结深，从而有助于提升电池效率。
附图说明
图1为使用此方法后不同时间的ECV曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例：
实施例1为对比组：
(1)将制绒或则抛光后的N型硅片利用硼源高温扩散得到P+发射极，方阻为70ohm/sq;
(2)在15%氢氟酸溶液常温下反应10mins去除表面的硼硅玻璃；
(3)将硅片放入混酸溶液中清洗3mins到表面完全疏水；
(4)用去离子水清洗并烘干。
实施例2：
(1)将制绒或则抛光后的N型硅片利用硼源高温扩散得到P+发射极，方阻为50ohm/sq;
(2)在15%氢氟酸溶液常温下反应10mins去除表面的硼硅玻璃；
(3)将硅片放入氢氟酸/硝酸/水混合液体系比例为0.1/90.9/9的刻蚀溶液中反应2mins，将方阻提升20ohm/sq;
(4)再将硅片放入碱溶液中常温下反应10s；
(5)将硅片放入混酸溶液中清洗3mins到表面完全疏水；
(6)用去离子水清洗并烘干。
实施例3：
(1) 将制绒或则抛光后的N型硅片利用硼源高温扩散得到P+发射极，方阻为60ohm/sq;
(2) 在20%氢氟酸溶液常温下反应5mins去除表面的硼硅玻璃；
(3) 将硅片放入氢氟酸/硝酸/水混合液体系比例为0.5/90.5/9的刻蚀溶液中反应0.5mins，将方阻提升10ohm/sq;
(4) 再将硅片放入碱溶液中常温下反应5s；
(5) 将硅片放入混酸溶液中清洗3mins到表面完全疏水；
(6) 用去离子水清洗并烘干。
实施例4：
(1) 将制绒或则抛光后的N型硅片利用硼源高温扩散得到P+发射极，方阻为55ohm/sq;
(2) 在5%氢氟酸溶液常温下反应20mins去除表面的硼硅玻璃；
(3) 将硅片放入氢氟酸/硝酸/水混合液体系比例为0.3/90.7/9的刻蚀溶液中反应0.5mins，将方阻提升15ohm/sq;
(4) 再将硅片放入碱溶液中常温下反应20s；
(5) 将硅片放入混酸溶液中清洗3mins到表面完全疏水；
(6) 用去离子水清洗并烘干。
通过对比可得在使用此方法后方阻升高10ohm/sq左右，但是片内均匀性几乎没有变化，通过图1可得硅片表面浓度明显升高，结深明显降低。

Claims (8)

1.一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将制绒或抛光后的硅片利用硼源加热至扩散得到P+扩散层；
2）在质量百分比浓度为5%～20%氢氟酸溶液常温下反应5～15mins去除表面的硼硅玻璃；
3）将硅片放入氢氟酸/硝酸/水混合液体系的刻蚀溶液中反应0.5～2mins，将方阻提升10～20ohm/sq；
4）再将硅片放入碱溶液中常温下反应5～20s；
5）将硅片放入混酸溶液中清洗1～5mins到表面完全疏水；
6）用去离子水清洗并烘干。
2.根据权利要求1所述的一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，其特征在于：所述的步骤1）中硼扩散后方阻为30～90ohm/sq。
3.根据权利要求1所述的一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，其特征在于：所述的步骤3）中刻蚀液为氢氟酸/硝酸/水混合液体系，其中所述氢氟酸的重量百分含量为0.01～3%，所述硝酸的重量百分含量为85～95%，余下的重量为水。
4.根据权利要求1所述的一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，其特征在于：所述的步骤3）中刻蚀液为氢氟酸/硝酸/水混合液体系，其中所述氢氟酸的重量百分含量为0.1～0.5%，所述硝酸的重量百分含量为90～95%，余下的重量为水。
5.根据权利要求1所述的一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，其特征在于：所述的步骤3）中氢氟酸是指浓度为质量百分比浓度为40%-49%的氢氟酸溶液，硝酸是指质量百分比浓度为68-72%的硝酸溶液。
6.根据权利要求1所述的一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，其特征在于：所述的步骤3）中硅片在刻蚀液中反应温度为5～40℃。
7.根据权利要求1所述的一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，其特征在于：所述的步骤4）中碱溶液为氢氧化钠或者氢氧化钾，溶液的浓度为0.1～1%，反应时间为5～20s。
8.根据权利要求1所述的一种解决硼扩散后表面浓度低的方法，其特征在于：所述的步骤5）中混酸溶液为氢氟酸/盐酸混合液，清洗时间为1～5mins。
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