CN105304753A - N型电池硼扩散工艺 - Google Patents

N型电池硼扩散工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN105304753A
CN105304753A CN201510620799.9A CN201510620799A CN105304753A CN 105304753 A CN105304753 A CN 105304753A CN 201510620799 A CN201510620799 A CN 201510620799A CN 105304753 A CN105304753 A CN 105304753A
Authority
CN
China
Prior art keywords
boron
type cell
diffusion
boron diffusion
diffusion technology
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.)
Pending
Application number
CN201510620799.9A
Other languages
English (en)
Inventor
汪已琳
刘良玉
杨晓生
曹骞
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.)
CETC 48 Research Institute
Original Assignee
CETC 48 Research Institute
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 CETC 48 Research Institute filed Critical CETC 48 Research Institute
Priority to CN201510620799.9A priority Critical patent/CN105304753A/zh
Publication of CN105304753A publication Critical patent/CN105304753A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/223Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a gaseous phase
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明公开了一种N型电池硼扩散工艺,包括以下步骤:(1)抽气:将清洗制绒后的硅片置于扩散炉炉管内,抽气至管内呈负压状态;(2)硼扩散沉积:将温度升至硼扩散沉积温度设定值后,通入氮气、硼源和氧气进行硼扩散沉积;(3)推阱:停止硼源和干氧的通入,继续通入氮气,将温度升至推阱温度设定值进行推阱;(4)取样:升压降温,取样,完成扩散过程。本发明的N型电池硼扩散工艺,能得到结深浅、方块电阻值为75Ω/□~85Ω/□和方阻均匀性较好的硼扩散pn结。

Description

N型电池硼扩散工艺
技术领域
本发明属于晶体硅太阳能电池制造领域,尤其涉及一种N型电池硼扩散工艺。
背景技术
扩散炉在在太阳能光伏行业中主要用于太阳能电池pn结的制备,通过在高温条件下对半导体晶圆进行掺杂,即将元素磷、硼扩散入硅片,从而改变和控制半导体内杂质的类型、浓度和分布,形成不同的电特性区域。目前传统的太阳能生产线主要采用P型硅片,通过磷扩散制备n型层,从而形成pn结,构成太阳电池的主体结构。
随着太阳能电池光电转换效率的要求越来越高,扩散工艺正向两方面发展。一是对磷扩散工艺进行改进,使P型太阳电池向浅结高方阻方向发展;二是对硼扩散工艺的探索,由于P型电池效率进一步提升的局限性,市场上已开始瞄向N型电池,未来以N型硅片为主的高效电池将极有可能成为光伏市场的主导产品。N型电池的制备需要对N型硅片进行硼掺杂工艺,以制备p型掺杂层,从而形成pn结。采用硼扩散制结是N型电池制备的关键步骤,然而N型电池pn结的制备化学反应比较复杂,不易控制,所以对扩散工艺的优化较困难。因此,如何提供一种在N型硅片制备合格的p+层的硼扩散工艺已成为N型电池制备亟待解决的关键问题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种能得到结深浅、方块电阻值为75Ω/□~85Ω/□和方阻均匀性较好的硼扩散pn结的N型电池硼扩散工艺。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种N型电池硼扩散工艺,包括以下步骤:
(1)抽气:将清洗制绒后的硅片置于扩散炉炉管内,并抽气至管内呈负压状态;
(2)硼扩散沉积:将温度升至硼扩散沉积温度设定值后,通入氮气、硼源和氧气进行硼扩散沉积;
(3)推阱:停止硼源和氧气的通入,继续通入氮气,将温度升至推阱温度设定值进行推阱;
(4)取样:升压降温,取样,完成扩散过程。
上述的N型电池硼扩散工艺,优选的,所述步骤(1)中,抽气至管内压力为180mbar~220mbar。
上述的N型电池硼扩散工艺,优选的,所述步骤(2)中,所述硼扩散沉积温度设定值为840℃~860℃,沉积时间为5min~7min。
上述的N型电池硼扩散工艺,优选的,所述步骤(3)中,所述推阱温度设定值为910℃~930℃,所述推阱的时间为8min~10min。
上述的N型电池硼扩散工艺,优选的,所述步骤(2)中,所述硼源为BBr3,所述氮气流量为2000sccm~3000sccm,所述硼源流量为600sccm~800sccm,所述氧气流量为1000sccm~1200sccm。
上述的N型电池硼扩散工艺,优选的,所述步骤(3)中,通入氮气的流量为2000sccm~3000sccm。
上述的N型电池硼扩散工艺,优选的,在步骤(1)和步骤(2)之间,还包括扩散前氧化。
上述的N型电池硼扩散工艺,优选的,所述扩散前氧化的工艺参数为:氧化温度800℃~820℃,氧化时间500s~600s,氮气流量2000sccm~3000sccm,氧气流量1000sccm~1200sccm。
上述的N型电池硼扩散工艺,优选的,在步骤(3)和步骤(4)之间,还包括扩散后氧化。
上述的N型电池硼扩散工艺,优选的,所述扩散后氧化的工艺参数为:氧化温度910℃~930℃,氧化时间400s~500s,氮气流量2000sccm~3000sccm,氧气流量1000sccm~1200sccm。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明的N型电池硼扩散工艺,在负压状态下对N型硅片进行硼扩散,扩散形成的pn结结深0.26μm~0.3μm左右,方块电阻75Ω/□~85Ω/□左右,方阻均匀性6%以内,完全符合太阳电池pn结结深与掺杂的要求,对应制备的N型单晶太阳电池效率>19%。
附图说明
图1为本发明实施例的N型电池硼扩散工艺流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1:
一种本发明的N型电池硼扩散工艺,如图1所示,包括以下步骤:
(1)清洗制绒:将N型单晶硅片进行清洗制绒处理,先通过清洗去除硅片表面机械损伤层,接着制备金字塔绒面,硅片表面损伤层单面去除6μm,所制备的金字塔绒面尺寸为3~4μm。
(2)放样:将清洗制绒的硅片置于扩散炉的炉管中,硅片垂直于石英舟放置,每管放入400片,完成样片的插片进管过程。
(3)加热抽真空:通入氮气,升温并抽气,通入氮气流量为5000sccm,抽气至180mbar,形成管内负压状态。
(4)扩散前氧化:待温度升至810℃时,氮气流量调整为2000sccm,通入干氧(干燥的氧气)进行扩散前氧化,干氧流量为1200sccm,氧化时间为600s。
(5)硼扩散:将温度升至840℃,温度稳定后,通入硼源BBr3,进行硼扩散沉积,氮气流量调整为2000sccm,硼源流量为600sccm,氧气流量调整为1000sccm,沉积7min。
(6)恒温推阱:停止硼源和干氧的通入,氮气流量调整为3000sccm,升温至910℃,待温度稳定后,进行恒温推阱,恒温推阱时间为10min;
(7)扩散后氧化:恒温推阱结束后,将氮气流量调整为2000sccm,并通入流量为1000sccm的干氧,进行扩散后氧化,氧化时间为500s;
(8)取样:通入氮气升压,并降温,待气压升至大气压且温度降为常温后取样,完成硼扩散。
通过测试发现,本实施例在N型单晶硅片上得到了较好的硼扩散pn结,结深在0.28μm左右,方块电阻80Ω/□左右,方阻均匀性5%以内,完全符合太阳电池pn结结深与掺杂的要求,将本实施例经硼扩散后的N型单晶硅片制备得到N型单晶太阳电池,所得的太阳电池效率19.158%(Voc=644.4mV,Isc=9.098A,FF=79.51)。
实施例2:
一种本发明的N型电池硼扩散工艺,如图1所示,包括以下步骤:
(1)清洗制绒:将N型单晶硅片进行清洗制绒处理,先通过清洗去除硅片表面机械损伤层,接着制备金字塔绒面,硅片表面损伤层单面去除8μm,所制备的金字塔绒面尺寸为4~6μm。
(2)放样:将清洗制绒的硅片置于扩散炉的炉管中,硅片垂直于石英舟放置,每管放入400片,完成样片的插片进管过程。
(3)加热抽真空:通入氮气,升温并抽气,通入氮气流量为5000sccm,抽气至200mbar,形成管内负压状态。
(4)扩散前氧化:待温度升至820℃时,氮气流量调整为2000sccm,通入干氧(干燥的氧气)进行扩散前氧化,氧气流量为1000sccm,氧化时间为500s。
(5)硼扩散:将温度升至860℃,温度稳定后,通入硼源BBr3,进行硼扩散沉积,氮气流量调整为3000sccm,硼源流量为800sccm,干氧流量调整为1200sccm,沉积6min。
(6)恒温推阱:停止硼源和干氧的通入,氮气流量调整为3000sccm,升温至930℃,待温度稳定后,进行恒温推阱,恒温推阱时间为8min;
(7)扩散后氧化:恒温推阱结束后,将氮气流量调整为3000sccm,并通入流量为1200sccm的干氧,进行扩散后氧化,氧化时间为400s;
(8)取样:通入氮气升压,并降温,待气压升至大气压且温度降为常温后取样,完成硼扩散。
通过测试发现,本实施例在N型单晶硅片上得到了较好的硼扩散pn结,结深在0.3μm左右,方块电阻78Ω/□左右,方阻均匀性4%以内,完全符合太阳电池pn结结深与掺杂的要求,将本实施例经硼扩散后的N型单晶硅片制备得到N型单晶太阳电池,所得的太阳电池效率为19.246%(Voc=644.3mV,Isc=9.056A,FF=80.274)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出,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的改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种N型电池硼扩散工艺,包括以下步骤:
(1)抽气:将清洗制绒后的硅片置于扩散炉炉管内,并抽气至管内呈负压状态;
(2)硼扩散沉积:将温度升至硼扩散沉积温度设定值后,通入氮气、硼源和氧气进行硼扩散沉积;
(3)推阱:停止硼源和氧气的通入,继续通入氮气,将温度升至推阱温度设定值进行推阱;
(4)取样:升压降温,取样,完成扩散过程。
2.根据权利要求1所述的N型电池硼扩散工艺,其特征在于,所述步骤(1)中,抽气至管内压力为180mbar~220mbar。
3.根据权利要求2所述的N型电池硼扩散工艺,其特征在于,所述步骤(2)中,所述硼扩散沉积温度设定值为840℃~860℃,沉积时间为5min~7min。
4.根据权利要求3所述的N型电池硼扩散工艺,其特征在于,所述步骤(3)中,所述推阱温度设定值为910℃~930℃,所述推阱的时间为8min~10min。
5.根据权利要求1~4任一项所述的N型电池硼扩散工艺,其特征在于,所述步骤(2)中,所述硼源为BBr3,所述氮气流量为2000sccm~3000sccm,所述硼源流量为600sccm~800sccm,所述氧气流量为1000sccm~1200sccm。
6.根据权利要求1~4任一项所述的N型电池硼扩散工艺,其特征在于,所述步骤(3)中,通入氮气的流量为2000sccm~3000sccm。
7.根据权利要求1~4任一项所述的N型电池硼扩散工艺,其特征在于,在步骤(1)和步骤(2)之间,还包括扩散前氧化。
8.根据权利要求7述的N型电池硼扩散工艺,其特征在于,所述扩散前氧化的工艺参数为:氧化温度800℃~820℃,氧化时间500s~600s,氮气流量2000sccm~3000sccm,氧气流量1000sccm~1200sccm。
9.根据权利要求1~4任一项所述的N型电池硼扩散工艺,其特征在于,在步骤(3)和步骤(4)之间,还包括扩散后氧化。
10.根据权利要求9述的N型电池硼扩散工艺,其特征在于,所述扩散后氧化的工艺参数为:氧化温度910℃~930℃,氧化时间400s~500s,氮气流量2000sccm~3000sccm,氧气流量1000sccm~1200sccm。
CN201510620799.9A 2015-09-25 2015-09-25 N型电池硼扩散工艺 Pending CN105304753A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510620799.9A CN105304753A (zh) 2015-09-25 2015-09-25 N型电池硼扩散工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510620799.9A CN105304753A (zh) 2015-09-25 2015-09-25 N型电池硼扩散工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105304753A true CN105304753A (zh) 2016-02-03

Family

ID=55201757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510620799.9A Pending CN105304753A (zh) 2015-09-25 2015-09-25 N型电池硼扩散工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105304753A (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108054088A (zh) * 2017-12-15 2018-05-18 浙江晶科能源有限公司 N型硅片硼扩散方法、晶体硅太阳能电池及其制作方法
CN109285766A (zh) * 2018-09-27 2019-01-29 嘉兴金瑞光伏科技有限公司 低压扩散炉低压扩散工艺
CN109545893A (zh) * 2018-11-16 2019-03-29 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 一种n型太阳能电池多步硼扩散工艺
CN109755114A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 天津环鑫科技发展有限公司 一种双向tvs芯片玻钝前双面扩散工艺
CN109755118A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 天津环鑫科技发展有限公司 一种frgpp芯片玻钝前多重扩散工艺
CN110459638A (zh) * 2019-06-05 2019-11-15 国家电投集团西安太阳能电力有限公司 一种Topcon钝化的IBC电池及其制备方法
CN110518091A (zh) * 2019-08-12 2019-11-29 阜宁苏民绿色能源科技有限公司 一种硼扩后氧工艺
CN111739794A (zh) * 2020-06-30 2020-10-02 浙江晶科能源有限公司 硼扩散方法、太阳能电池及其制作方法
CN109755111B (zh) * 2017-11-01 2021-04-20 天津环鑫科技发展有限公司 一种采用印刷工艺制作双向tvs芯片的方法
CN113594299A (zh) * 2021-07-27 2021-11-02 普乐新能源科技(徐州)有限公司 一种n型硅片p++结构的制作工艺
CN113948374A (zh) * 2021-08-26 2022-01-18 普乐新能源科技(徐州)有限公司 一种n型电池硼扩se结构的制作方法
CN114203840A (zh) * 2021-11-15 2022-03-18 一道新能源科技(衢州)有限公司 一种改善硼掺杂对绒面金字塔损伤的方法及装置
CN116845142A (zh) * 2023-08-31 2023-10-03 拉普拉斯新能源科技股份有限公司 一种硼扩工艺及光伏电池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102769069A (zh) * 2012-07-16 2012-11-07 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法
WO2013173867A1 (en) * 2012-05-21 2013-11-28 Newsouth Innovations Pty Limited Advanced hydrogenation of silicon solar cells
CN103632934A (zh) * 2013-11-29 2014-03-12 英利集团有限公司 N型硅片的硼扩散方法、晶体硅太阳能电池及其制作方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013173867A1 (en) * 2012-05-21 2013-11-28 Newsouth Innovations Pty Limited Advanced hydrogenation of silicon solar cells
CN102769069A (zh) * 2012-07-16 2012-11-07 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法
CN103632934A (zh) * 2013-11-29 2014-03-12 英利集团有限公司 N型硅片的硼扩散方法、晶体硅太阳能电池及其制作方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109755111B (zh) * 2017-11-01 2021-04-20 天津环鑫科技发展有限公司 一种采用印刷工艺制作双向tvs芯片的方法
CN109755118A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 天津环鑫科技发展有限公司 一种frgpp芯片玻钝前多重扩散工艺
CN109755114A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 天津环鑫科技发展有限公司 一种双向tvs芯片玻钝前双面扩散工艺
CN109755114B (zh) * 2017-11-01 2022-03-18 天津环鑫科技发展有限公司 一种双向tvs芯片玻钝前双面扩散工艺
CN108054088A (zh) * 2017-12-15 2018-05-18 浙江晶科能源有限公司 N型硅片硼扩散方法、晶体硅太阳能电池及其制作方法
CN109285766A (zh) * 2018-09-27 2019-01-29 嘉兴金瑞光伏科技有限公司 低压扩散炉低压扩散工艺
CN109545893A (zh) * 2018-11-16 2019-03-29 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 一种n型太阳能电池多步硼扩散工艺
CN110459638A (zh) * 2019-06-05 2019-11-15 国家电投集团西安太阳能电力有限公司 一种Topcon钝化的IBC电池及其制备方法
CN110518091A (zh) * 2019-08-12 2019-11-29 阜宁苏民绿色能源科技有限公司 一种硼扩后氧工艺
CN111739794A (zh) * 2020-06-30 2020-10-02 浙江晶科能源有限公司 硼扩散方法、太阳能电池及其制作方法
CN111739794B (zh) * 2020-06-30 2024-01-30 浙江晶科能源有限公司 硼扩散方法、太阳能电池及其制作方法
CN113594299A (zh) * 2021-07-27 2021-11-02 普乐新能源科技(徐州)有限公司 一种n型硅片p++结构的制作工艺
CN113594299B (zh) * 2021-07-27 2024-01-26 普乐新能源科技(泰兴)有限公司 一种n型硅片p++结构的制作工艺
CN113948374A (zh) * 2021-08-26 2022-01-18 普乐新能源科技(徐州)有限公司 一种n型电池硼扩se结构的制作方法
CN114203840A (zh) * 2021-11-15 2022-03-18 一道新能源科技(衢州)有限公司 一种改善硼掺杂对绒面金字塔损伤的方法及装置
CN116845142A (zh) * 2023-08-31 2023-10-03 拉普拉斯新能源科技股份有限公司 一种硼扩工艺及光伏电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105304753A (zh) N型电池硼扩散工艺
CN106057980B (zh) 一种晶体硅太阳能电池的磷扩散方法
CN102820383B (zh) 多晶硅太阳能电池扩散方法
CN109166794B (zh) 一种晶硅电池的分步式磷掺杂方法
CN104505427B (zh) 改善晶体硅太阳能电池片lid和pid的方法及装置
CN103632934B (zh) N 型硅片的硼扩散方法、晶体硅太阳能电池及其制作方法
CN106784153A (zh) 太阳能电池片低压扩散工艺
CN104269459A (zh) 一种制备高方阻电池片的减压扩散工艺
CN103632933B (zh) N型硅片的硼扩散方法、晶体硅太阳能电池及其制作方法
CN106057971A (zh) 一种高效晶硅perc电池的制备方法
CN104409339A (zh) 一种硅片的p扩散方法和太阳能电池的制备方法
CN108010972A (zh) 一种mcce制绒多晶黑硅硅片扩散方法
CN102637778A (zh) 一种pn结的扩散方法
CN105720135A (zh) 一种太阳能电池的降温退火工艺
CN103943719A (zh) 一种采用预氧结合低温-高温-低温的变温扩散方式对磷掺杂浓度进行控制的方法
CN104882516A (zh) 一种高温低压的硅片扩散方法
CN107293617A (zh) 一种高效低成本太阳能电池扩散工艺
CN105780127A (zh) 一种晶体硅太阳能电池的磷扩散方法
CN105070782A (zh) 一种太阳能电池硅片生产过程中的低压扩散工艺
Kumar et al. Effect of oxygen ambient during phosphorous diffusion on silicon solar cell
Bazer-Bachi et al. Co-diffusion from boron doped oxide and POCl3
CN104538485A (zh) 一种双面电池的制备方法
CN113594299B (zh) 一种n型硅片p++结构的制作工艺
CN107871660A (zh) 一种晶体硅太阳能电池发射极磷掺杂控制方法
CN103208564B (zh) 一种晶体硅太阳能电池的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160203