CN107993930A - 磷扩散均匀性的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种磷扩散均匀性的修复方法，包括氧化、第一次沉积、第二次沉积、第三次沉积、推结五个步骤，且五个步骤于不相同的温度条件下完成。通过将传统的单步磷扩散过程变为多步扩散过程，同时将传统的恒温磷扩散过程变成了变温磷扩散过程，克服了传统的磷扩散方法在界面区域容易扩散不均匀的弊端，增加多步变温磷扩散处理，可以使磷扩散沉积的界面的均匀性得到比较好的修复，提高磷扩散的均匀性的同时，提升晶硅电池的转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造领域，尤其涉及一种磷扩散均匀性的修复方法。
背景技术
太阳能电池的心脏是一个PN结。制作太阳能电池的硅片是P型的，也就是说在制造硅片时，已经掺进了一定量的硼（B）元素，使之成为P型的硅片。硅晶体的特点是原子之间靠共价键连接在一起，硅原子的4个价电子和它相邻的4个原子组成4对共有电子对。这种共有电子对就称为“共价键”。硅片掺进硼后，由于硼原子的最外层有3个价电子，必有一个价键上因缺少一个电子而形成一个空位，我们称这个空位叫“空穴”。这种依靠空穴导电的半导体称为空穴型半导体，简称P型半导体。同样，磷（P）原子的最外层有五个价电子，只有四个参加共价键，另一个不在价键上，成为自由电子，掺入磷的半导体起导电作用的，主要是磷所提供的自由电子，这种依靠电子导电的半导体称为电子型半导体，简称N型半导体，如果我们把这种P型硅片放在一个石英炉管内，加热到一定温度，并引入含磷的化合物在硅片表面分解出磷，覆盖在硅片的表面，并向硅片内部渗透扩散。在有磷渗透的一面就形成了N型，在没有渗透的一面是原始P型的，在硅片内部形成了所要的PN结，即为扩散，扩散的目的是制作PN结。
综上，太阳能电池的扩散过程是就是形成P-N结的过程，传统的磷扩散过程，制造出来的方块电阻差异很大，实际上也就是磷扩散的均匀性不好，这样就会导致电池片的效率低下，同时也容易出现烧结不良的现象。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种增强晶硅太阳能电池的磷扩散均匀性的磷扩散均匀性的修复方法。
本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：一种磷扩散均匀性的修复方法，包括氧化、第一次沉积、第二次沉积、第三次沉积、推结五个步骤，且上述五个步骤于不相同的温度条件下完成。
特别地，该氧化步骤的方法是：将硅片放入扩散石英炉管中，保持载舟温度750-780℃，以10-15℃/min的速率升温至800℃进行氧化，按照氧气流量2000sccm，氮气流量6000sccm的条件进行氧化，氧化时间180s。
特别地，该第一次沉积步骤的方法是，按照温度800℃，氮气流量6000sccm，氧气流量800sccm，磷源流量780sccm的条件进行沉积，沉积时间300s。
特别地，该第二次沉积步骤的方法是，按照温度850℃，氮气流量6000sccm，氧气流量900sccm，磷源流量850sccm的条件进行沉积，沉积时间510s。
特别地，该第三次沉积步骤的方法是，按照温度850℃，氮气流量6000sccm，氧气流量650sccm，磷源流量780sccm的条件进行沉积，沉积时间480s。
特别地，该推结步骤的方法是，按照温度835℃，氮气流量7000sccm，氧气流量2500sccm的条件进行沉积，推进时间540s。
相较于现有技术，本发明的磷扩散均匀性的修复方法，通过将传统的单步磷扩散过程变为多步扩散过程，同时将传统的恒温磷扩散过程变成了变温磷扩散过程，克服了传统的磷扩散方法在界面区域容易扩散不均匀的弊端，增加多步变温磷扩散处理，可以使磷扩散沉积的界面的均匀性得到比较好的修复，提高磷扩散的均匀性的同时，提升晶硅电池的转换效率。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本发明的磷扩散均匀性的修复方法，通过将传统的单步磷扩散过程变为多步扩散过程，同时将传统的恒温磷扩散过程变成了变温磷扩散过程，本实施例的具体流程如下：
步骤（1）：氧化，该氧化步骤的方法是：将硅片放入扩散石英炉管中，保持载舟温度750-780℃，以10-15℃/min的速率升温至800℃进行氧化，按照氧气流量2000sccm，氮气流量6000sccm的条件进行氧化，氧化时间180s；
步骤（2）：第一次沉积，该第一次沉积步骤的方法是，按照温度800℃，氮气流量6000sccm，氧气流量800sccm，磷源流量780sccm的条件进行沉积，沉积时间300s；
步骤（3）：第二次沉积，该第二次沉积步骤的方法是，按照温度850℃，氮气流量6000sccm，氧气流量900sccm，磷源流量850sccm的条件进行沉积，沉积时间510s；
步骤（4）：第三次沉积，该第三次沉积步骤的方法是，按照温度850℃，氮气流量6000sccm，氧气流量650sccm，磷源流量780sccm的条件进行沉积，沉积时间480s；
步骤（5）：推结，该推结步骤的方法是，按照温度835℃，氮气流量7000sccm，氧气流量2500sccm的条件进行沉积，推进时间540s。
上述（1）~（5）步骤工艺结束后，降温卸载硅片。
下表为运用传统扩散工艺与新扩散工艺所生产的电池片均匀性及效率及参数的对比：
| 项目 | 片内极差均值（%） | 片间极差（%） |
| 传统磷扩散工艺 | 10.9 | 15.6 |
| 新磷扩散工艺 | 3.2 | 1.6 |
从上表的对比数值可以看出：本发明的磷扩散工艺的扩散均匀性较传统的磷扩散工艺片内极差均匀性提高了7.7%，片内极差提高了14%，所生产电池片效率提高约有 0.10%，各项参数（开路电压与短路电流）指标也相应提高，反映了电池品质的提升，因此，本发明通过对磷扩散生产工艺的调节，通过多步磷扩散沉积，优化了磷扩散工艺，对提高晶硅电池转换效率起到了明显效果，能够达成本发明的目的。
本领域的技术人员应理解，上述描述中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (6)
1.一种磷扩散均匀性的修复方法，其特征在于，该方法依次包括如下步骤：
（1）氧化；
（2）第一次沉积；
（3）第二次沉积；
（4）第三次沉积；
（5）推结；
且上述步骤（1）~（5）于不相同的温度条件下完成。
2.根据权利要求1所述的磷扩散均匀性的修复方法，其特征在于，该氧化步骤的方法是：将硅片放入扩散石英炉管中，保持载舟温度750-780℃，以10-15℃/min的速率升温至800℃进行氧化，按照氧气流量2000sccm，氮气流量6000sccm的条件进行氧化，氧化时间180s。
3.根据权利要求1所述的磷扩散均匀性的修复方法，其特征在于，该第一次沉积步骤的方法是，按照温度800℃，氮气流量6000sccm，氧气流量800sccm，磷源流量780sccm的条件进行沉积，沉积时间300s。
4.根据权利要求1所述的磷扩散均匀性的修复方法，其特征在于，该第二次沉积步骤的方法是，按照温度850℃，氮气流量6000sccm，氧气流量900sccm，磷源流量850sccm的条件进行沉积，沉积时间510s。
5.根据权利要求1所述的磷扩散均匀性的修复方法，其特征在于，该第三次沉积步骤的方法是，按照温度850℃，氮气流量6000sccm，氧气流量650sccm，磷源流量780sccm的条件进行沉积，沉积时间480s。
6.根据权利要求1所述的磷扩散均匀性的修复方法，其特征在于，该推结步骤的方法是，按照温度835℃，氮气流量7000sccm，氧气流量2500sccm的条件进行沉积，推进时间540s。
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