CN108389933A - 一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法，方法包括如下步骤：步骤1、第一次预沉积；步骤2、第一次升温；步骤3、第二次预沉积；步骤4、第二次升温；步骤5、推进；步骤6、降温；步骤7、第三次预沉积。本发明中，采用多步扩散的方法，减小通源时间、增大通源流量、快速升温推进改进了常规扩散方法，获得高杂质浓度PSG的同时实现均匀性优良的高方阻，保证后续工艺实现更理想的SE结构，最终最大限度提升电池转换效率，且与常规产线兼容度很高，不需要改进设备或者添置新设备等，实用性很好。
Description
技术领域
本发明属于晶硅太阳能电池生产制造技术领域，具体涉及一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法。
背景技术
常规单晶硅电池扩散工艺所得方块电阻值和表面PSG杂质浓度，在叠加SE技术下，即选择性发射极，电池转换效率提升不明显，不能显示出SE结构的优势。但是在高方阻、高表面浓度杂质PSG前提下，可以明显显示出SE结构的优势，提高电池最终转换效率，实现提效的目的。
现在常规单晶硅电池扩散工艺技术和其他相关技术匹配的前提下，扩散方阻只有保持在80±5Ω时才能获得最大效率，但是在常规扩散工艺上采用SE技术却不能实现显著提高效率的目的。若在SE技术的支撑下实现显著的效率提升就需要改变扩散工艺，配合SE技术，使SE技术所得结构发挥最大的优势，实现最大限度效率提升。因此迫切需要一种获得高杂质浓度PSG的同时实现均匀性优良的高方阻的扩散方法，才能满足SE技术的要求，最终实现大幅度提升电池效率的目的。
发明内容
本发明的目的在于：解决目前单晶硅电池扩散工艺，在叠加SE技术下不能实现大幅度提高电池转换效率的问题，提供了能实现大幅度提升电池效率的一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法，方法包括如下步骤：
步骤1、第一次预沉积，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量后，通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为700-1000sccm，氧气流量为500-700sccm；
步骤2、第一次升温，步骤1第一次预沉积完成后，石英管扩散炉内停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管升温至预定温度，持续时间为4-6min；
步骤3、第二次预沉积，步骤2第一次升温完成后，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量后，继续通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为700-900sccm，氧气流量为900-1100sccm；
步骤4、第二次升温，步骤3第二次预沉积完成后，石英管扩散炉内停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管升温至预定温度，持续时间为8-12min；
步骤5、推进，步骤4第二次升温完成后，石英管扩散炉稳定在预设温度与预设氮气流量后，停止通入携带三氯氧磷的氮气，继续通入氧气；
步骤6、降温，步骤5推进完成后，石英管扩散炉停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管降温至预定温度，持续时间为6-8min；
步骤7、第三次预沉积，步骤6降温完成后，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量后，继续通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为800-1000sccm，氧气流量为900-1100sccm。
进一步，所述步骤1第一次预沉积的预设温度为783-787℃，预设氮气流量为500-700sccm；所述步骤2第一次升温的预设温度为803-807℃，预设氮气流量为1200-1400sccm；所述步骤3第二次预沉积的预设温度为803-807℃，预设氮气流量为1200-1400sccm；所述步骤4第二次升温的预设温度为858-862℃，预设氮气流量为1200-1400sccm；所述步骤7第三次预沉积的预设温度为838-842℃，预设氮气流量为500-700sccm。
进一步，所述步骤1第一次预沉积时持续时间为2-4min；所述步骤3第二次预沉积时持续时间为2-4min；所述步骤7第三次预沉积时持续时间为9-11min。
进一步，所述步骤5推进的预设温度为858-862℃，预设氮气流量为500-700sccm。
进一步，所述步骤5推进的氧气流量为600-800sccm，持续时间为6-8min。
进一步，所述步骤6降温的预设温度为838-842℃，预设氮气流量为500-700sccm。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，采用多步扩散的方法、减小通源时间、增大通源流量、快速升温推进改变常规扩散方法，获得高杂质浓度PSG的同时实现均匀性优良的高方阻，保证后续工艺实现更理想的SE结构，最终最大限度提升电池转换效率；
2、本发明中，所采用的新扩散工艺，工艺时间与常规产线基本相同，在保持常规产量前提下，可以实现稳定量产，同时与常规产线兼容度很高，不需要改进设备或者添置新设备等，实用性很好。
附图说明
图1为本发明实施例方法示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法，方法包括如下步骤：
步骤1、第一次预沉积，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量后，通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为700-1000sccm，氧气流量为500-700sccm；
步骤2、第一次升温，步骤1第一次预沉积完成后，石英管扩散炉内停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管升温至预定温度，持续时间为4-6min；
步骤3、第二次预沉积，步骤2第一次升温完成后，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量后，继续通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为700-900sccm，氧气流量为900-1100sccm；
步骤4、第二次升温，步骤3第二次预沉积完成后，石英管扩散炉内停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管升温至预定温度，持续时间为8-12min；
步骤5、推进，步骤4第二次升温完成后，石英管扩散炉稳定在预设温度与预设氮气流量后，停止通入携带三氯氧磷的氮气，继续通入氧气；
步骤6、降温，步骤5推进完成后，石英管扩散炉停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管降温至预定温度，持续时间为6-8min；
步骤7、第三次预沉积，步骤6降温完成后，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量后，继续通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为800-1000sccm，氧气流量为900-1100sccm。
进一步，所述步骤1第一次预沉积的预设温度为783-787℃，预设氮气流量为500-700sccm；所述步骤2第一次升温的预设温度为803-807℃，预设氮气流量为1200-1400sccm；所述步骤3第二次预沉积的预设温度为803-807℃，预设氮气流量为1200-1400sccm；所述步骤4第二次升温的预设温度为858-862℃，预设氮气流量为1200-1400sccm；所述步骤7第三次预沉积的预设温度为838-842℃，预设氮气流量为500-700sccm。
进一步，所述步骤1第一次预沉积时持续时间为2-4min；所述步骤3第二次预沉积时持续时间为2-4min；所述步骤7第三次预沉积时持续时间为9-11min。
进一步，所述步骤5推进的预设温度为858-862℃，预设氮气流量为500-700sccm。
进一步，所述步骤5推进的氧气流量为600-800sccm，持续时间为6-8min。
进一步，所述步骤6降温的预设温度为838-842℃，预设氮气流量为500-700sccm。
本发明中，采用多步扩散的方法，减小通源时间、增大通源流量、快速升温推进改变了常规扩散方法，获得高杂质浓度PSG的同时实现均匀性优良的高方阻，保证后续工艺实现更理想的SE结构，最终最大限度提升电池转换效率。
本发明所设计扩散工艺方案是基于目前行业标准低压扩散设备之上开发的，所采用的新扩散工艺，工艺时间与常规产线基本相同，在保持常规产量前提下，可以实现稳定量产，同时与常规产线兼容度很高，不需要改进设备或者添置新设备等，实用性很好。
实施例1
一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法，如图1中步骤6-12所示，具体为：
第一次预沉积，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量，通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为860sccm，氧气流量为680sccm，持续时间为2min，预设氮气流量为500sccm，炉内预设温度为783-787℃；
第一次升温，第一次预沉积完成后，石英管扩散炉内停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管升温至预定温度，持续时间为5min，炉内预设温度为803-807℃，预设氮气流量为1320sccm；
第二次预沉积，第一次升温完成后，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量，继续通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为850sccm，氧气流量为1000sccm，持续时间为3min，预设氮气流量为1320sccm，炉内预设温度为803-807℃；
第二次升温，步骤3第二次预沉积完成后，石英管扩散炉内停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管升温至预定温度，持续时间为10min，预设温度为858-862℃，预设氮气流量为1320sccm；
推进，步骤4第二次升温完成后，石英管扩散炉稳定在预设温度与预设氮气流量，停止通入携带三氯氧磷的氮气，继续通入氧气，氧气流量为680sccm，持续时间为7min，炉内预设温度为858-862℃，预设氮气流量为520sccm；
降温，步骤5推进完成后，石英管扩散炉停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管降温至预定温度，持续时间为7min，炉内预设温度为838-842℃，预设氮气流量为500sccm；
第三次预沉积，步骤6降温完成后，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量，继续通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为920sccm，氧气流量为1000sccm，持续时间为10min，炉内预设温度为838-842℃，预设氮气流量为500sccm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法，其特征在于：方法包括如下步骤：
步骤1、第一次预沉积，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量后，通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为700-1000sccm，氧气流量为500-700sccm；
步骤2、第一次升温，步骤1第一次预沉积完成后，石英管扩散炉内停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管升温至预定温度，持续时间为4-6min；
步骤3、第二次预沉积，步骤2第一次升温完成后，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量后，继续通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为700-900sccm，氧气流量为900-1100sccm；
步骤4、第二次升温，步骤3第二次预沉积完成后，石英管扩散炉内停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管升温至预定温度，持续时间为8-12min；
步骤5、推进，步骤4第二次升温完成后，石英管扩散炉稳定在预设温度与预设氮气流量后，停止通入携带三氯氧磷的氮气，继续通入氧气；
步骤6、降温，步骤5推进完成后，石英管扩散炉停止通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，稳定在预设氮气流量，炉管降温至预定温度，持续时间为6-8min；
步骤7、第三次预沉积，步骤6降温完成后，石英管扩散炉内稳定在预设温度与预设氮气流量后，继续通入携带三氯氧磷的氮气和氧气，携带三氯氧磷的氮气流量为800-1000sccm，氧气流量为900-1100sccm。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法，其特征在于：所述步骤1第一次预沉积的预设温度为783-787℃，预设氮气流量为500-700sccm；所述步骤2第一次升温的预设温度为803-807℃，预设氮气流量为1200-1400sccm；所述步骤3第二次预沉积的预设温度为803-807℃，预设氮气流量为1200-1400sccm；所述步骤4第二次升温的预设温度为858-862℃，预设氮气流量为1200-1400sccm；所述步骤7第三次预沉积的预设温度为838-842℃，预设氮气流量为500-700sccm。
3.根据权利要求1所述的一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法，其特征在于：所述步骤1第一次预沉积时持续时间为2-4min；所述步骤3第二次预沉积时持续时间为2-4min；所述步骤7第三次预沉积时持续时间为9-11min。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法，其特征在于：所述步骤5推进的预设温度为858-862℃，预设氮气流量为500-700sccm。
5.根据权利要求1所述的一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法，其特征在于：所述步骤5推进的氧气流量为600-800sccm，持续时间为6-8min。
6.根据权利要求1所述的一种高浓度磷硅玻璃且高方阻的扩散方法，其特征在于：所述步骤6降温的预设温度为838-842℃，预设氮气流量为500-700sccm。
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