CN104409339A - 一种硅片的p扩散方法和太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硅片的P扩散方法，将制绒后的硅片进行P扩散，在所述P扩散的过程中，依次进行第一升温、第一沉积、第一推进、第二升温、第二沉积、第二推进、第三升温、第三沉积、第三推进、降温和吸杂，通过上述分部沉积和推进过程，以及吸杂过程的进行，使得到的包含有PN结的硅片方阻均匀性提高，降低了表面浓度以及结深，从而有效提高了太阳能电池的转换效率。而且，本发明提供的方法不会降低现有的产线产量，具有较好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及清洁能源技术领域，尤其涉及一种硅片的P扩散方法和太阳能电池的制备方法。
背景技术
近几年随着传统能源的日益消耗及其所造成的环境问题日益严重，光伏行业因其无污染和永不枯竭等特点得到了快速的发展。太阳能电池是光伏行业中技术最核心及消耗成本最多部分，因此关于太阳能电池的研究是光伏产业最重要的课题。
太阳能电池的制备主要包括清洗制绒、P扩散、刻蚀、PECVD、丝网印刷及烧结等工序。太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换，在太阳能电池的制备工序中，P扩散的目的是为了制备太阳能电池最核心部件—PN结。
现有技术中，比较普遍的太阳能电池P扩散方法主要以N2、O2及POCl3等为原料，在高温下通过原料间的化学反应得到P，并在高温下推进进入P型硅片中，制备出PN结。P扩散工艺的主要步骤包括低温进舟、快速升温、高温稳定、高温沉积、高温推进和氧化、快速降温以及低温出舟等步骤，其中最关键的步骤是P源的预沉积及后续的推进，其决定P扩散的深度以及P掺杂的浓度。现有技术的产线为了综合考虑产量及效率等因素，其P扩散工艺中得到每一管内硅片方阻会有较大的波动，不利于提高电池的转换效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅片的P扩散方法和太阳能电池的制备方法，本发明提供的方法在硅片中形成PN，使最终得到的太阳能电池具有较高的转化效率。
本发明提供了一种太阳能电池中PN结的制备方法，包括以下步骤：
将制绒后的硅片进行P扩散，所述P扩散具体包括：
在包括N2的气氛下，以第一升温速率进行第一升温，将P扩散环境温度升至第一温度，所述第一升温速率≥6℃/min，所述第一温度为800℃～820℃；
在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将制绒后的硅片在不高于所述第一温度的条件下，进行第一沉积；
在包括N2和O2的气氛下，将所述第一沉积后的硅片在不高于所述第一温度的条件下，进行第一推进；
在包括N2的气氛下，以第二升温速率进行第二升温，将P扩散环境温度升至第二温度，所述第二升温速率≥6℃/min，所述第二温度为820℃～835℃；
在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将第一推进后的硅片在不高于所述第二温度的条件下，进行第二沉积；
在包括N2和O2的气氛下，将所述第二沉积后的硅片在不高于所述第二温度的条件下，进行第二推进；
在包括N2的气氛下，以第三升温速率进行第三升温，将P扩散环境温度升至第三温度，所述第三升温速率≥6℃/min，所述第三温度为820℃～850℃；
在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将所述第二推进后的硅片在不高于所述第三温度的条件下，进行第三沉积；
在包括N2和O2的气氛下，将所述第三沉积后的硅片在不高于所述第三温度的条件下，进行第三推进；
完成所述第三推进后，在包括N2的气氛下，将P扩散环境温度以第四速率降温至第四温度，所述第四速率≥6℃/min，所述第四温度为780℃～810℃；
在不高于所述第四温度的条件下，将所述第三推进后的硅片在N2气氛下吸杂，得到包含有PN结的硅片。
优选的，所述P扩散在扩散炉中进行；
在N2气氛下，所述制绒后的硅片进入所述扩散炉进行P扩散；
所述制绒后的硅片进入所述扩散炉的温度为760℃～790℃。
优选的，所述第一升温速率为6℃/min～20℃/min；
所述第一温度为805℃～815℃；
在所述第一升温中，所述N2的流量为5L/min～15L/min。
优选的，所述第一沉积的时间为5min～20min；
在所述第一沉积中，所述N2的流量为5L/min～10L/min，所述O2的流量为500mL/min～800mL/min，所述N2-POCl3的流量为800mL/min～1000mL/min。
优选的，所述第一推进的时间为1min～15min；
在所述第一推进中，所述N2的流量为5L/min～20L/min，所述O2的流量为600mL/min～1000mL/min。
优选的，所述第二升温速率为6℃/min～20℃/min；
所述第二温度为825℃～830℃；
在所述第二升温中，所述N2的流量为5L/min～15L/min。
优选的，所述第二沉积的时间为3min～15min；
在所述第二沉积中，所述N2的流量为5L/min～15L/min，所述O2的流量为500mL/min～800mL/min，所述N2-POCl3的流量为800mL/min～1000mL/min。
优选的，所述第二推进的时间为1min～15min；
在所述第二推进中，所述N2的流量为5L/min～20L/min，所述O2的流量为600mL/min～1000mL/min。
优选的，所述第三升温速率为6℃/min～20℃/min；
所述第三温度为835℃～845℃；
在所述第三升温中，所述N2的流量为5L/min～15L/min。
优选的，所述第三沉积的时间为2min～15min；
在所述第三沉积中，所述N2的流量为5L/min～15L/min，所述O2的流量为500mL/min～800mL/min，所述N2-POCl3的流量为800mL/min～1000mL/min。
优选的，所述第三推进的时间为4min～20min；
在所述第三推进中，所述N2的流量为5L/min～20L/min，所述O2的流量为600mL/min～1000mL/min。
优选的，所述第四速率为6℃～20℃/min；
所述第四温度为790℃～805℃；
在所述降温中，所述N2的流量为5L/min～20L/min。
优选的，所述吸杂的时间为5min～20min；
在所述吸杂的过程中，所述N2的流量为5L/min～20L/min。
优选的，所述吸杂后还包括：
在第五温度条件下，将所述吸杂后的硅片在N2气氛中取出；
所述第五温度为760℃～800℃。
本发明提供了一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
采用上述技术方案所述制备方法制备得到的包含有PN结的硅片进行刻蚀；
在所述刻蚀后的硅片表面沉积减反射膜；
在所述沉积有减反射膜的硅片正面印刷银浆作为正电极，在所述沉积有减反射膜的硅片背面印刷铝浆作为背电场，在所述沉积有减反射膜的硅片背面印刷银铝浆作为背电极；
将印刷有所述正电极、背电场和背电极的硅片进行烧结，得到太阳能电池。
本发明提供了一种硅片的P扩散方法，将制绒后的硅片进行P扩散，在所述P扩散的过程中，依次进行第一升温、第一沉积、第一推进、第二升温、第二沉积、第二推进、第三升温、第三沉积、第三推进、降温和吸杂，通过上述分部沉积和推进过程，以及吸杂过程的进行，使得到的包含有PN结的硅片方阻均匀性提高，降低了表面浓度以及结深，从而有效提高了太阳能电池的转换效率。而且，本发明提供的方法不会降低现有的产线产量，具有较好的经济效益。
具体实施方式
本发明提供了一种硅片的P扩散方法，包括以下步骤：
将制绒后的硅片进行P扩散，所述P扩散具体包括：
在包括N2的气氛下，以第一升温速率进行第一升温，将P扩散环境温度升至第一温度，所述第一升温速率≥6℃/min，所述第一温度为800℃～820℃；
在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将制绒后的硅片在不高于所述第一温度的条件下，进行第一沉积；
在包括N2和O2的气氛下，将所述第一沉积后的硅片在不高于所述第一温度的条件下，进行第一推进；
在包括N2的气氛下，以第二升温速率进行第二升温，将P扩散环境温度升至第二温度，所述第二升温速率≥6℃/min，所述第二温度为820℃～835℃；
在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将第一推进后的硅片在不高于所述第二温度的条件下，进行第二沉积；
在包括N2和O2的气氛下，将所述第二沉积后的硅片在不高于所述第二温度的条件下，进行第二推进；
在包括N2的气氛下，以第三升温速率进行第三升温，将P扩散环境温度升至第三温度，所述第三升温速率≥6℃/min，所述第三温度为820℃～850℃；
在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将所述第二推进后的硅片在不高于所述第三温度的条件下，进行第三沉积；
在包括N2和O2的气氛下，将所述第三沉积后的硅片在不高于所述第三温度的条件下，进行第三推进；
完成所述第三推进后，在包括N2的气氛下，将P扩散环境温度以第四速率降温至第四温度，所述第四速率≥6℃/min，所述第四温度为780℃～810℃；
在不高于所述第四温度的条件下，将所述第三推进后的硅片在N2气氛下吸杂，得到包含有PN结的硅片。
本发明提供的方法在所述P扩散的过程中，依次进行第一升温、第一沉积、第一推进、第二升温、第二沉积、第二推进、第三升温、第三沉积、第三推进、降温和吸杂，通过上述分部沉积和推进过程，以及吸杂过程的进行，使得到的包含有PN结的硅片方阻均匀性提高，降低了表面浓度以及结深，从而有效提高了太阳能电池的转换效率。而且，本发明提供的方法不会降低现有的产线产量，具有较好的经济效益。
本发明将制绒后的硅片进行P扩散。在本发明中，所述硅片优选为多晶硅片，更优选为P型多晶硅片。本发明对所述硅片的尺寸没有特殊的限制，采用本领域技术人员常用尺寸的硅片即可，如可以为156cm×156cm。本发明对硅片的制绒方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的硅片制绒技术方案即可。在本发明的实施例中，可以采用酸制绒的技术方案对硅片表面进行制绒，形成制绒面。
完成硅片的制绒后，本发明将所述制绒后的硅片进行P扩散，首先在包括N2的气氛下，以第一升温速率进行第一升温，将P扩散环境温度升至第一温度，所述第一升温速率≥6℃/min，所述第一温度为800℃～820℃。在本发明中的实施例中，所述P扩散可以在扩散炉中进行，具体的，所述扩散炉优选管式扩散炉，将待扩散的硅片装入扩散炉中。本发明优选在N2气氛下，将所述制绒后的硅片进入所述扩散炉中进行P扩散，所述制绒后的硅片进入所述扩散炉的温度优选为760℃～790℃，更优选为770℃～785℃，最优选为750℃～780℃；所述N2的流量优选为6L/min～14L/min，更优选为8L/min～10L/min。
所述硅片进入扩散炉后，本发明在包括N2的气氛下，以第一升温速率进行第一升温，将P扩散环境温度升至第一温度，所述第一升温速率≥6℃/min，所述第一温度为800℃～820℃。在本发明中，所述第一温度优选为805℃～815℃，更优选为810℃；所述第一升温速率优选为6℃/min～20℃/min，更优选为10℃/min～15℃/min。在所述第一升温过程中，所述N2的流量优选为5L/min～20L/min，更优选为8L/min～15L/min。
P扩散环境温度升至第一温度后，本发明在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将制绒后的硅片在不高于所述第一温度的条件下，进行第一沉积。在本发明中，所述第一沉积的温度优选≤810℃，更优选为750℃～810℃，最优选为780℃～800℃；所述第一沉积的时间优选为5min～20min，最优选为8min～15min。在所述第一沉积中，所述N2的流量优选为5L/min～10L/min，更优选为6.5L/min～8.5L/min，最优选为7.5L/min；所述O2的流量优选为500mL/min～800mL/min，更优选为550mL/min～700mL/min，最优选为600mL/min～650mL/min；所述N2-POCl3的流量优选为800mL/min～1000mL/min，更优选为850mL/min～950mL/min，最优选为900mL/min。在本发明中，所述N2-POCl3气流中，N2和POCl3体积比优选为(8～15):1，更优选为(9～12):1，最优选为10:1。
完成所述第一沉积后，本发明在包括N2和O2的气氛下，将所述第一沉积后的硅片在不高于所述第一温度的条件下，进行第一推进。在本发明中，所述第一推进的温度优选为750℃～810℃，最优选为780℃～800℃；所述第一推进的时间优选为1min～15min，更优选为5min～10min。在所述第一推进中，所述N2的流量优选为5L/min～20L/min，更优选为8L/min～15L/min，最优选为9L/min～12L/min；所述O2的流量优选为600mL/min～1000mL/min，更优选为700mL/min～900mL/min，最优选为750mL/min～850mL/min。
完成所述第一推进后，本发明在包括N2的气氛下，以第二升温速率进行第二升温，将P扩散环境温度升至第二温度，所述第二升温速率≥6℃/min，所述第二温度为820℃～835℃。在本发明中，所述第二温度优选为825℃～830℃；所述第二升温速率优选为6℃/min～20℃/min，更优选为10℃/min～15℃/min。在所述第二升温过程中，所述N2的流量优选为5L/min～20L/min，更优选为8L/min～15L/min。
P扩散环境温度升至第二温度后，本发明在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将所述第一推进后的硅片在不高于所述第二温度的条件下，进行第二沉积。在本发明中，所述第二沉积的温度优选≤825℃，更优选为800℃～825℃，最优选为810℃～820℃；所述第二沉积的时间优选为3min～15min，更优选为6min～10min。在所述第二沉积中，所述N2的流量优选为5L/min～15L/min，更优选为8L/min～11L/min；所述O2的流量优选为500mL/min～800mL/min，更优选为550mL/min～700mL/min，最优选为600mL/min～650mL/min；所述N2-POCl3的流量优选为800mL/min～1000mL/min，更优选为850mL/min～950mL/min，最优选为900mL/min。在本发明中，所述N2-POCl3气流中，N2和POCl3体积比优选为(8～15):1，更优选为(9～12):1，最优选为10:1。
完成所述第二沉积后，本发明在包括N2和O2的气氛下，将所述第二沉积后的硅片在不高于所述第二温度的条件下，进行第二推进。在本发明中，所述第二推进的温度优选≤825℃，更优选为800℃～825℃，最优选为805℃～820℃；所述第二推进的时间优选为1min～15min，更优选为5min～10min。在所述第二推进中，所述N2的流量优选为5L/min～20L/min，更优选为9L/min～15L/min；所述O2的流量为600mL/min～1000mL/min，更优选为700mL/min～900mL/min，最优选为750mL/min～850mL/min。
完成所述第二推进后，本发明在包括N2的气氛下，以第三升温速率进行第三升温，将P扩散环境温度升至第三温度，所述第三升温速率≥6℃/min，所述第三温度为820℃～850℃。在本发明中，所述第三温度优选为825℃～845℃，更优选为830℃～840℃；所述第三升温速率优选为6℃/min～20℃/min，更优选为10℃/min～15℃/min。在所述第三升温的过程中，所述N2的流量优选为5L/min～20L/min，更优选为8L/min～15L/min。
所述P扩散环境温度升至第三温度后，本发明在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将所述第二推进后的硅片在不高于所述第三温度的条件下，进行第三沉积。在本发明中，所述第三沉积的温度优选≤835℃，更优选为800℃～830℃，最优选为810℃～820℃；所述第三沉积的时间优选为2min～15min，更优选为5min～10min。在所述第三沉积中，所述N2的流量优选为5L/min～15L/min，更优选为7.5L/min～12L/min；所述O2的流量为500mL/min～800mL/min，更优选为550mL/min～700mL/min，更优选为600mL/min～650mL/min；所述N2-POCl3的流量为800mL/min～1000mL/min，更优选为850mL/min～950mL/min，最优选为900mL/min。在本发明中，所述N2-POCl3气流中，N2和POCl3体积比优选为(8～15):1，更优选为(9～12):1，最优选为10:1。
完成所述第三沉积后，本发明在包括N2和O2的气氛下，将所述第三沉积后的硅片在不高于所述第三温度的条件下，进行第三推进。在本发明中，所述第三推进的温度优选≤≤835℃，更优选为800℃～830℃，最优选为810℃～820℃；所述第三推进的时间优选为4min～20min，更优选为8min～15min。在所述第三推进中，所述N2的流量优选为5L/min～20L/min，更优选为8L/min～15L/min；所述O2的流量为600mL/min～1000mL/min，更优选为700mL/min～900mL/min，最优选为750mL/min～850mL/min。
完成所述第三推进后，本发明在包括N2的气氛下，将P扩散环境温度以第四速率降温至第四温度，所述第四速率≥6℃/min，所述第四温度为780℃～810℃。在本发明中，所述第四温度优选为790℃～805℃，更优选为795℃～800℃；所述第四速率优选为6℃/min～20℃/min，更优选为10℃/min～15℃/min。在所述降温中，所述N2的流量优选为5L/min～20L/min，更优选为8L/min～15L/min。
将所述P扩散环境温度降至第四温度后，本发明在不高于所述第四温度的条件下，将所述第三推进后的硅片在N2气氛下吸杂，得到包含有PN结的硅片。在本发明中，所述吸杂的温度优选为≤800℃，更优选为750℃～800℃，最优选为760℃～790℃；所述吸杂的时间优选为5min～20min，最优选为10min～15min。在所述吸杂的过程中，所述N2的流量优选为5L/min～20L/min，更优选为8L/min～15L/min。
完成吸杂后，本发明优选在第五温度条件下，将所述吸杂后的硅片在N2气氛中取出，得到包含有PN结的硅片。在本发明中，所述第五温度优选为760℃～800℃，更优选为770℃～790℃，最优选为780℃。本发明优选在N2气氛下取出所述硅片，所述N2的流量优选为5L/min～15L/min，更优选为8L/min～12L/min。
本发明将完成P扩散的硅片进行测试，采用四探针法测试硅片的方阻，结果显示，本发明提供的方法对硅片进行P扩散，得到的硅片方阻波动为±5Ω/sq，方阻波动较小，从而能够提高得到的太阳能电池的转换效率。
本发明还提供了一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
将上述技术方案所述制备方法制备得到的包含有PN结的硅片的背面进行刻蚀；
在所述刻蚀后的硅片的正面沉积减反射膜；
在所述沉积有减反射膜的硅片正面印刷银浆作为正电极，在所述沉积有减反射膜的硅片背面印刷铝浆作为背电场，在所述沉积有减反射膜的硅片背面印刷银铝浆作为背电极；
将印刷有所述正电极、背电场和背电极的硅片进行烧结，得到太阳能电池。
本发明按照上述技术方案所述的P扩散方法，得到包含有PN结的硅片，本发明将所述包含有PN结的硅片的背面进行刻蚀，去除硅片上的磷硅玻璃(PSG)和边缘PN结，本发明对所述刻蚀的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的刻蚀的技术方案即可，如可以采用酸液对硅片背面进行刻蚀。
完成所述刻蚀后，本发明在所述刻蚀后的硅片的正面沉积减反射膜。本发明对所述沉积减反射膜的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的沉积减反射膜的技术方案即可，如可以采用管式PECVD方法在硅片正面沉积减反射膜。在本发明中，所述减反射膜优选包括沉积在硅片正面表面的二氧化硅和沉积在所述二氧化硅表面的氮化硅。
沉积减反射膜后，本发明在所述沉积有减反射膜的硅片正面印刷银浆作为正电极，在所述沉积有减反射膜的硅片背面印刷铝浆作为背电场，在所述沉积有减反射膜的硅片背面印刷银铝浆作为背电极。本发明对所述银浆、铝浆和银铝浆的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的所述银浆、铝浆和银铝浆的市售商品即可。本发明对所述印刷银浆、印刷铝浆和印刷银铝浆的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的印刷银浆、印刷铝浆和印刷银铝浆的技术方案即可。
完成上述印刷后，本发明将印刷有正电极、背电场和背电极的硅片进行烧结，得到太阳能电池。本发明对所述烧结的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的烧结的技术方案即可。
本发明提供了一种硅片的P扩散方法，将制绒后的硅片进行P扩散，在所述P扩散的过程中，依次进行第一升温、第一沉积、第一推进、第二升温、第二沉积、第二推进、第三升温、第三沉积、第三推进、降温和吸杂，通过上述分部沉积和推进过程，以及吸杂过程的进行，使得到的包含有PN结的硅片方阻均匀性提高，降低了方阻波动，降低了表面浓度以及结深，从而有效提高了太阳能电池的转换效率。而且，本发明提供的方法不会降低现有的产线产量，具有较好的经济效益。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的硅片的P扩散方法和太阳能电池的制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
选取156cm×156cm的P型多晶硅片，在产线采用酸液进行制绒和清洗处理，形成制绒面；
采用三氯氧磷液态源，在管式扩散炉中进行P扩散：
低温进舟：将制绒后的多晶硅片装入管式扩散炉中，设置炉管温度为780℃，并向管式扩散炉中通入8L/min的N2；
第一升温：进舟后控制N2流量6L/min，炉管以12℃/min的升温速率快速升温至810℃；
第一沉积：向管式扩散炉中通入7.5L/min的N2、600mL/min的O2和900mL/min的N2-POCl3，N2-POCl3中N2和POCl3体积比为10:1，控制炉管温度为810℃，沉积8min；
第一推进：向管式扩散炉中通入9L/min的N2和800mL/min的O2，控制炉管温度为810℃，推进5min；
第二升温：控制管式扩散炉中N2流量为8L/min，炉管以12℃/min的升温速率快速升温至825℃；
第二沉积：再向管式扩散炉中通入7.5L/min的N2、600mL/min的O2和900mL/min的N2-POCl3，N2-POCl3中N2和POCl3体积比为10:1，控制炉管温度为825℃，沉积6min；
第二推进：向管式扩散炉中再通入9L/min的N2和800mL/min的O2，控制炉管温度为825℃，推进5min；
第三升温：控制管式扩散炉中N2流量为8L/min，炉管以12℃/min的速率快速升温至835℃；
第三沉积：向管式扩散炉中通入7.5L/min的N2、600mL/min的O2和900mL/min的N2-POCl3，N2-POCl3中N2和POCl3体积比为10:1，控制炉管温度为835℃，沉积5min；
第三推进：向管式扩散炉中通入9L/min的N2和800mL/min的O2，控制炉管温度为835℃，推进8min；
快速降温：控制管式扩散炉中N2的流量为8L/min，炉管以12℃/min的降温速率快速降温至800℃；
低温吸杂：控制管式扩散炉中N2的流量为8L/min，控制炉管温度为800℃，吸杂10min；
低温出舟：向管式扩散炉中通入8L/min的N2，控制炉管温度为780℃，出舟；
本发明采用四探针法测试出舟后硅片的方阻，结果为，硅片方阻平均值为88Ω/sq，方阻波动±5Ω/sq。
取出硅片，利用酸液对硅片背面进行刻蚀，去除硅片上的PSG和边缘PN结；
利用管式PECVD设备在硅片正面依次镀SiO2和氮化硅作为减反射膜；
镀膜后，在多晶硅片正表面印刷银浆作为正电极、背表面印刷铝浆作为背电场以及印刷银铝浆作为背电极，然后将得到的多晶硅片送入烧结炉进行烧结，得到太阳能电池。
本发明对得到的太阳能电池进行电性能测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例1得到的太阳能电池的电性能参数测试结果。
表1本发明实施例1得到的太阳能电池的电性能参数测试结果
由表1可以看出，本发明提供的方法制备得到的太阳能电池具有较高的转换效率及较好的Isc。
实施例2：
选取156cm×156cm的P型多晶硅片，在产线采用酸液进行制绒和清洗处理，形成制绒面；
采用三氯氧磷液态源，在管式扩散炉中进行P扩散：
低温进舟：将制绒后的多晶硅片装入管式扩散炉中，设置炉管温度为780℃，并向管式扩散炉中通入8L/min的N2；
第一升温：进舟后控制N2流量6L/min，炉管以12℃/min的升温速率快速升温至810℃；
第一沉积：向管式扩散炉中通入7.5L/min的N2、600mL/min的O2和950mL/min的N2-POCl3，N2-POCl3中N2和POCl3体积比为10:1，控制炉管温度为810℃，沉积10min；
第一推进：向管式扩散炉中通入9L/min的N2和800mL/min的O2，控制炉管温度为810℃，推进6min；
第二升温：控制管式扩散炉中N2流量为8L/min，炉管以12℃/min的升温速率快速升温至825℃；
第二沉积：再向管式扩散炉中通入7.5L/min的N2、600mL/min的O2和950mL/min的N2-POCl3，N2-POCl3中N2和POCl3体积比为10:1，控制炉管温度为825℃，沉积8min；
第二推进：向管式扩散炉中再通入9L/min的N2和800mL/min的O2，控制炉管温度为825℃，推进6min；
第三升温：控制管式扩散炉中N2流量为8L/min，炉管以12℃/min的速率快速升温至835℃；
第三沉积：向管式扩散炉中通入7.5L/min的N2、600mL/min的O2和950mL/min的N2-POCl3，N2-POCl3中N2和POCl3体积比为10:1，控制炉管温度为835℃，沉积6min；
第三推进：向管式扩散炉中通入9L/min的N2和800mL/min的O2，控制炉管温度为835℃，推进8min；
快速降温：控制管式扩散炉中N2的流量为8L/min，炉管以12℃/min的降温速率快速降温至800℃；
低温吸杂：控制管式扩散炉中N2的流量为8L/min，控制炉管温度为800℃，吸杂10min；
低温出舟：向管式扩散炉中通入8L/min的N2，控制炉管温度为780℃，出舟；
本发明采用四探针法测试出舟后硅片的方阻，结果为，硅片方阻平均值为85Ω/sq，方阻波动±5Ω/sq。
取出硅片，利用酸液对硅片背面进行刻蚀，去除硅片上的PSG和边缘PN结；
利用管式PECVD设备在硅片正面依次镀SiO2和氮化硅作为减反射膜；
镀膜后，在多晶硅片正表面印刷银浆作为正电极、背表面印刷铝浆作为背电场以及印刷银铝浆作为背电极，然后将得到的多晶硅片送入烧结炉进行烧结，得到太阳能电池。
本发明对得到的太阳能电池进行电性能测试，结果如表2所示，表2为本发明实施例2得到的太阳能电池的电性能参数测试结果。
表2本发明实施例2得到的太阳能电池的电性能参数测试结果
| Isc(A) | Uoc(V) | FF(％) | Eta(％) | Rs(Ω) | Rsh(Ω) | IRev2(A) |
| 8.737 | 0.6307 | 79.337 | 17.967 | 0.0023 | 638.4 | 0.127 |
由表2可以看出，本发明提供的方法得到的太阳能电池具有较高的转换效率。
实施例3
选取156cm×156cm的P型多晶硅片，在产线采用酸液进行制绒和清洗处理，形成制绒面；
采用三氯氧磷液态源，在管式扩散炉中进行P扩散：
低温进舟：将制绒后的多晶硅片装入管式扩散炉中，设置炉管温度为770℃，并向管式扩散炉中通入10L/min的N2；
第一升温：进舟后控制N2流量8L/min，炉管以15℃/min的升温速率快速升温至810℃；
第一沉积：向管式扩散炉中通入10L/min的N2、650mL/min的O2和800mL/min的N2-POCl3，N2-POCl3中N2和POCl3体积比为10:1，控制炉管温度为800℃，沉积10min；
第一推进：向管式扩散炉中通入12L/min的N2和700mL/min的O2，控制炉管温度为805℃，推进8min；
第二升温：控制管式扩散炉中N2流量为10L/min，炉管以10℃/min的升温速率快速升温至830℃；
第二沉积：再向管式扩散炉中通入8L/min的N2、550mL/min的O2和850mL/min的N2-POCl3，N2-POCl3中N2和POCl3体积比为10:1，控制炉管温度为815℃，沉积8min；
第二推进：向管式扩散炉中再通入10L/min的N2和850mL/min的O2，控制炉管温度为815℃，推进8min；
第三升温：控制管式扩散炉中N2流量为8L/min，炉管以12℃/min的速率快速升温至835℃；
第三沉积：向管式扩散炉中通入7.5L/min的N2、600mL/min的O2和900mL/min的N2-POCl3，N2-POCl3中N2和POCl3体积比为10:1，控制炉管温度为830℃，沉积8min；
第三推进：向管式扩散炉中通入12L/min的N2和750mL/min的O2，控制炉管温度为830℃，推进15min；
快速降温：控制管式扩散炉中N2的流量为10L/min，炉管以10℃/min的降温速率快速降温至790℃；
低温吸杂：控制管式扩散炉中N2的流量为10L/min，控制炉管温度为790℃，吸杂15min；
低温出舟：向管式扩散炉中通入8L/min的N2，控制炉管温度为780℃，出舟；
本发明采用四探针法测试出舟后硅片的方阻，结果为，硅片方阻平均值为88Ω/sq，方阻波动±10Ω/sq。
取出硅片，利用酸液对硅片背面进行刻蚀，去除硅片上的PSG和边缘PN结；
利用管式PECVD设备在硅片正面依次镀SiO2和氮化硅作为减反射膜；
镀膜后，在多晶硅片正表面印刷银浆作为正电极、背表面印刷铝浆作为背电场以及印刷银铝浆作为背电极，然后将得到的多晶硅片送入烧结炉进行烧结，得到太阳能电池。
本发明对得到的太阳能电池进行电性能测试，结果如表3所示，表3为本发明实施例3得到的太阳能电池的电性能参数测试结果。
表3本发明实施例3得到的太阳能电池的电性能参数测试结果
| Isc(A) | Uoc(V) | FF(％) | Eta(％) | Rs(Ω) | Rsh(Ω) | IRev2(A) |
| 8.726 | 0.6295 | 79.235 | 17.943 | 0.0025 | 564.4 | 0.134 |
由表3可以看出，本发明提供的方法得到的太阳能电池具有较好的电性能参数及较高的转换效率。
比较例1
选取P型多晶硅片，在产线采用酸液进行制绒和清洗处理，形成制绒面；
采用三氯氧磷液态源，在管式扩散炉中进行P扩散：
低温进舟：将制绒后的多晶硅片装入管式扩散炉中，设置炉管温度为780℃，并向管式扩散炉中通入8L/min的N2；
快速升温：进舟后控制N2流量6L/min，炉管以10℃/min的升温速率快速升温至830℃；
高温沉积：向管式扩散炉中通入7.5L/min的N2、600mL/min的O2和950mL/min的N2-POCl3，控制炉管温度为830℃，沉积18min；
高温推进：向管式扩散炉中通入9L/min的N2和800mL/min的O2，控制炉管温度为805℃，推进20min；
快速降温：控制管式扩散炉中N2的流量为8L/min，炉管以12℃/min的降温速率快速降温至780℃；
低温出舟：向管式扩散炉中通入8L/min的N2，控制炉管温度为780℃，出舟；
本发明采用四探针法测试出舟后硅片的方阻，结果为，硅片方阻平均值为82Ω/sq，方阻波动12Ω/sq。
取出硅片，利用酸液对硅片背面进行刻蚀，去除硅片上的PSG和边缘PN结；
利用管式PECVD设备在硅片正面依次镀SiO2和氮化硅作为减反射膜；
镀膜后，在多晶硅片正表面印刷银浆作为正电极、背表面印刷铝浆作为背电场以及印刷银铝浆作为背电极，然后将得到的多晶硅片送入烧结炉进行烧结，得到太阳能电池。
本发明对得到的太阳能电池进行电性能测试，结果如表4所示，表4为本发明比较例1得到的太阳能电池的电性能参数测试结果。
表4本发明比较例1得到的太阳能电池的电性能参数测试结果
| Isc(A) | Uoc(V) | FF(％) | Eta(％) | Rs(Ω) | Rsh(Ω) | IRev2(A) |
| 8.726 | 0.6287 | 79.221 | 17.876 | 0.0025 | 656.4 | 0.118 |
由表4可以看出，本比较例提供的方法得到的太阳能电池转换效率较本专利提供方法低了0.06％左右。
由以上实施例可知，本发明提供了一种硅片的P扩散方法，将制绒后的硅片进行P扩散，在所述P扩散的过程中，依次进行第一升温、第一沉积、第一推进、第二升温、第二沉积、第二推进、第三升温、第三沉积、第三推进、降温和吸杂，通过上述分部沉积和推进过程，以及吸杂过程的进行，使得到的包含有PN结的硅片方阻均匀性提高，降低了表面浓度以及结深，从而有效提高了太阳能电池的转换效率。而且，本发明提供的方法不会降低现有的产线产量，具有较好的经济效益。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种硅片的P扩散方法，包括以下步骤：
将制绒后的硅片进行P扩散，所述P扩散具体包括：
在包括N2的气氛下，以第一升温速率进行第一升温，将P扩散环境温度升至第一温度，所述第一升温速率≥6℃/min，所述第一温度为800℃～820℃；
在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将制绒后的硅片在不高于所述第一温度的条件下，进行第一沉积；
在包括N2和O2的气氛下，将所述第一沉积后的硅片在不高于所述第一温度的条件下，进行第一推进；
在包括N2的气氛下，以第二升温速率进行第二升温，将P扩散环境温度升至第二温度，所述第二升温速率≥6℃/min，所述第二温度为820℃～835℃；
在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将第一推进后的硅片在不高于所述第二温度的条件下，进行第二沉积；
在包括N2和O2的气氛下，将所述第二沉积后的硅片在不高于所述第二温度的条件下，进行第二推进；
在包括N2的气氛下，以第三升温速率进行第三升温，将P扩散环境温度升至第三温度，所述第三升温速率≥6℃/min，所述第三温度为820℃～850℃；
在包括N2、O2和N2-POCl3的气氛下，将所述第二推进后的硅片在不高于所述第三温度的条件下，进行第三沉积；
在包括N2和O2的气氛下，将所述第三沉积后的硅片在不高于所述第三温度的条件下，进行第三推进；
完成所述第三推进后，在包括N2的气氛下，将P扩散环境温度以第四速率降温至第四温度，所述第四速率≥6℃/min，所述第四温度为780℃～810℃；
在不高于所述第四温度的条件下，将所述第三推进后的硅片在N2气氛下吸杂，得到包含有PN结的硅片。
2.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述P扩散在扩散炉中进行；
在N2气氛下，所述制绒后的硅片进入所述扩散炉进行P扩散；
所述制绒后的硅片进入所述扩散炉的温度为760℃～790℃。
3.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述第一升温速率为6℃/min～20℃/min；
所述第一温度为805℃～815℃；
在所述第一升温中，所述N2的流量为5L/min～15L/min。
4.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述第一沉积的时间为5min～20min；
在所述第一沉积中，所述N2的流量为5L/min～10L/min，所述O2的流量为500mL/min～800mL/min，所述N2-POCl3的流量为800mL/min～1000mL/min。
5.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述第一推进的时间为1min～15min；
在所述第一推进中，所述N2的流量为5L/min～20L/min，所述O2的流量为600mL/min～1000mL/min。
6.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述第二升温速率为6℃/min～20℃/min；
所述第二温度为825℃～830℃；
在所述第二升温中，所述N2的流量为5L/min～15L/min。
7.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述第二沉积的时间为3min～15min；
在所述第二沉积中，所述N2的流量为5L/min～15L/min，所述O2的流量为500mL/min～800mL/min，所述N2-POCl3的流量为800mL/min～1000mL/min。
8.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述第二推进的时间为1min～15min；
在所述第二推进中，所述N2的流量为5L/min～20L/min，所述O2的流量为600mL/min～1000mL/min。
9.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述第三升温速率为6℃/min～20℃/min；
所述第三温度为835℃～845℃；
在所述第三升温中，所述N2的流量为5L/min～15L/min。
10.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述第三沉积的时间为2min～15min；
在所述第三沉积中，所述N2的流量为5L/min～15L/min，所述O2的流量为500mL/min～800mL/min，所述N2-POCl3的流量为800mL/min～1000mL/min。
11.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述第三推进的时间为4min～20min；
在所述第三推进中，所述N2的流量为5L/min～20L/min，所述O2的流量为600mL/min～1000mL/min。
12.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述第四速率为6℃～20℃/min；
所述第四温度为790℃～805℃；
在所述降温中，所述N2的流量为5L/min～20L/min。
13.根据权利要求1所述的P扩散方法，其特征在于，所述吸杂的时间为5min～20min；
在所述吸杂的过程中，所述N2的流量为5L/min～20L/min。
14.根据权利要求1～13任意一项所述的P扩散方法，其特征在于，所述吸杂后还包括：
在第五温度条件下，将所述吸杂后的硅片在N2气氛中取出；
所述第五温度为760℃～800℃。
15.一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
将权利要求1～14任意一项所述制备方法制备得到的包含有PN结的硅片的背面进行刻蚀；
在所述刻蚀后的硅片的正面沉积减反射膜；
在所述沉积有减反射膜的硅片正面印刷银浆作为正电极，在所述沉积有减反射膜的硅片背面印刷铝浆作为背电场，在所述沉积有减反射膜的硅片背面印刷银铝浆作为背电极；
将印刷有所述正电极、背电场和背电极的硅片进行烧结，得到太阳能电池。
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