CN108511563A - 一种pn结的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PN结的制作方法，通过依次对硅片进行第一次恒定源扩散、第一次限定源扩散、第二次限定源扩散、第二次恒定源扩散，从而使得制备得到的PN结的表面磷杂质浓度低，结深较浅且掺杂浓度梯度分布均匀，结区有效掺杂增加，有助于提高方阻的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池的制备工艺技术领域，尤其涉及一种PN结的制作方法。
背景技术
光伏发电是当前利用太阳能的主要方式之一，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。因此，深入研究和利用太阳能资源，对缓解资源危机、改善生态环境具有十分重要的意义。
然而，近些年光伏行业竞争激烈，降本提效是晶硅电池发展的必然趋势，市场倒逼企业技术升级已迫在眉睫，背钝化PERC技术已被广泛应用，而在背钝化PERC电池技术上叠加激光掺杂SE技术，能收到较好的效果，开压将有8-10mv的提升，效率增益也有0.2％以上，SE电池的特点是在收集电流的栅线电极以下采用局域的发射极重掺杂，以得到较低的接触电阻，而在产生光电子的太阳电池受光区域采用发射极轻掺杂，防止少数载流子的复合。均匀发射极的掺杂浓度的高低是这一矛盾的折中水平，该结构可以同时改善电池的开路电压、短路电流和串联电阻，最终提高电池的转换效率。PN结本身是太阳能电池的核心部分，然而基于激光掺杂SE技术下的PN结的质量更是重中之重，因此扩散质量的好坏直接影响电池的质量和效率。
发明内容
本发明提出了一种PN结的制作方法，以提高PN结的质量，使其更适于激光掺杂SE技术下的太阳能电池制备。
为了解决上述问题，本发明提供如下技术方案：
一种PN结的制作方法，包括以下步骤：
S1:将织构化的N型硅片置于扩散炉内，在第一温度条件下通入氧气，对硅片进行氧化处理并维持第一时间；
S2：维持第一温度条件，向扩散炉内通入磷源，对硅片进行第一次恒定源扩散并维持第二时间；
S3：将扩散炉快速升温至第二温度并保持该温度，向扩散炉内通入氧气，对硅片进行第一次限定源扩散，并持续推进第三时间；
S4：将扩散炉快速升温至第三温度并保持该温度，向扩散炉内通入氧气，对硅片进行第二次限定源扩散，并持续推进第四时间；
S5：维持第三温度条件，向扩散炉内通入磷源，对硅片进行第二次恒定源扩散并维持第五时间；
S6：将扩散炉的温度降低至第四温度，以对硅片进行降温稳定；
S7：将扩散炉的温度降低至第五温度，将硅片从扩散炉取出，完成PN结制作。
在本发明的一个实施例中，所述第一温度为760℃-800℃。
在本发明的一个实施例中，步骤S1中的氧气的流量为1000sccm-2000sccm，第一时间为5min-15min。
在本发明的一个实施例中，步骤S2中通入的磷源的流量为700sccm-1500sccm，第二时间为10min-20min。
在本发明的一个实施例中，所述第二温度为800℃-840℃。
在本发明的一个实施例中，步骤S3中的氧气的流量为1000sccm-2000sccm，第三时间为8min-15min。
在本发明的一个实施例中，所述第三温度为825℃-865℃，步骤S4中的氧气的流量为1000sccm-2000sccm，第四时间为10min-1520min。
在本发明的一个实施例中，步骤S5中的磷源的流量为1000sccm-2000sccm，第五时间为8min-15min。
在本发明的一个实施例中，步骤S5中在通入磷源的同时对扩散炉进行降温。
在本发明的一个实施例中，所述第四温度为700℃-800℃，步骤S6中对硅片进行降温稳定保持的时间为8min-15min；所述第五温度为650℃-700℃。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，存在以下的优点和积极效果：
本发明提供的PN结的制作方法，通过依次对硅片进行第一次恒定源扩散、第一次限定源扩散、第二次限定源扩散、第二次恒定源扩散，从而使得制备得到的PN结的表面磷杂质浓度低，结深较浅且掺杂浓度梯度分布均匀，结区有效掺杂增加，有助于提高方阻的均匀性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的PN结的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的PN结的制作方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，如图1所示，本发明实施例提供的PN结的制作方法，包括以下步骤：
S1:将织构化的N型硅片置于扩散炉内，在第一温度条件下通入氧气，对硅片进行氧化处理并维持第一时间。
其中，第一温度为760℃-800℃，氧气的流量为1000sccm-2000sccm，第一时间为5min-15min。
S2：维持第一温度条件，向扩散炉内通入磷源，对硅片进行第一次恒定源扩散并维持第二时间。
其中，该步骤中通入的磷源的流量为700sccm-1500sccm，第二时间为10min-20min。也即在恒定的磷源条件下对硅片进行磷扩散。
S3：将扩散炉快速升温至第二温度并保持该温度，向扩散炉内通入氧气，对硅片进行第一次限定源扩散，并持续推进第三时间，使得磷向硅片内部扩散。
其中，第二温度为800℃-840℃。该步骤S3中的氧气的流量为1000sccm-2000sccm，第三时间为8min-15min。由于步骤S2结束后，硅片表面的磷源及扩散炉内的磷源的量就固定了，因而该步骤为限定磷源扩散。
S4：将扩散炉快速升温至第三温度并保持该温度，向扩散炉内通入氧气，对硅片进行第二次限定源扩散，并持续推进第四时间，使得磷进一步向硅片内部扩散。
其中，第三温度为825℃-865℃，该步骤中的氧气的流量为1000sccm-2000sccm，第四时间为10min-1520min。
S5：维持第三温度条件，向扩散炉内通入磷源，对硅片进行第二次恒定源扩散并维持第五时间。
其中，该步骤中的磷源的流量为1000sccm-2000sccm，第五时间为8min-15min。并且优选地，步骤S5中在通入磷源的同时对扩散炉进行降温。
S6：将扩散炉的温度降低至第四温度，以对硅片进行降温稳定。
其中，第四温度为700℃-800℃，该步骤中对硅片进行降温稳定保持的时间为8min-15min。在实际操作中，步骤S5在通入磷源的同时就对扩散炉进行降温，若温度没有降至第四温度，则步骤S6中进一步对扩散炉进行降低，以降至700-800℃。
S7：将扩散炉的温度降低至第五温度，将硅片从扩散炉取出，完成PN结制作。
其中，第五温度为650℃-700℃。
本发明提供的PN结的制作方法，通过依次对硅片进行第一次恒定源扩散、第一次限定源扩散、第二次限定源扩散、第二次恒定源扩散，从而使得制备得到的PN结的表面磷杂质浓度低，结深较浅且掺杂浓度梯度分布均匀，结区有效掺杂增加，有助于提高方阻的均匀性。
进一步地，使用本发明的方法得到的PN结制备SE太阳能电池，其开压和电流提升明显，并且能够保障激光重掺杂时的源量充足，有助于形成n++层，进而能够获得较好的金属-半导体接触，同时能够得到较高的内建电场，实现填充因子的独立控制，使得填充因子得到明显改善，故对电池效率提升有很大的帮助。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种PN结的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:将织构化的N型硅片置于扩散炉内，在第一温度条件下通入氧气，对硅片进行氧化处理并维持第一时间；
S2：维持第一温度条件，向扩散炉内通入磷源，对硅片进行第一次恒定源扩散并维持第二时间；
S3：将扩散炉快速升温至第二温度并保持该温度，向扩散炉内通入氧气，对硅片进行第一次限定源扩散，并持续推进第三时间；
S4：将扩散炉快速升温至第三温度并保持该温度，向扩散炉内通入氧气，对硅片进行第二次限定源扩散，并持续推进第四时间；
S5：维持第三温度条件，向扩散炉内通入磷源，对硅片进行第二次恒定源扩散并维持第五时间；
S6：将扩散炉的温度降低至第四温度，以对硅片进行降温稳定；
S7：将扩散炉的温度降低至第五温度，将硅片从扩散炉取出，完成PN结制作。
2.如权利要求1所述的PN结的制作方法，其特征在于，所述第一温度为760℃-800℃。
3.如权利要求1或2所述的PN结的制作方法，其特征在于，步骤S1中的氧气的流量为1000sccm-2000sccm，第一时间为5min-15min。
4.如权利要求1所述的PN结的制作方法，其特征在于，步骤S2中通入的磷源的流量为700sccm-1500sccm，第二时间为10min-20min。
5.如权利要求1所述的PN结的制作方法，其特征在于，所述第二温度为800℃-840℃。
6.如权利要求1或5所述的PN结的制作方法，其特征在于，步骤S3中的氧气的流量为1000sccm-2000sccm，第三时间为8min-15min。
7.如权利要求1所述的PN结的制作方法，其特征在于，所述第三温度为825℃-865℃，步骤S4中的氧气的流量为1000sccm-2000sccm，第四时间为10min-1520min。
8.如权利要求1所述的PN结的制作方法，其特征在于，步骤S5中的磷源的流量为1000sccm-2000sccm，第五时间为8min-15min。
9.如权利要求1所述的PN结的制作方法，其特征在于，步骤S5中在通入磷源的同时对扩散炉进行降温。
10.如权利要求1所述的PN结的制作方法，其特征在于，所述第四温度为700℃-800℃，步骤S6中对硅片进行降温稳定保持的时间为8min-15min；所述第五温度为650℃-700℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20191030 Address after: 710100 East Chang'an Avenue, Xi'an, Shaanxi Aerospace base, No. 589 Applicant after: Xi'an Electric Power Co., Ltd. Applicant after: Huanghe hydropower Xining Solar Power Co., Ltd Applicant after: State Electricity Investment Group the Yellow River Upstream Hydropower Development Co., Ltd. Applicant after: Qinghai Huanghe Hydropower Development Co. Ltd. Address before: 710100 East Chang'an Avenue, Xi'an, Shaanxi Aerospace base, No. 589 Applicant before: Xi'an Electric Power Co., Ltd. Applicant before: State power investment group Xi'an Solar Power Co., Ltd. Xining branch Applicant before: State Electricity Investment Group the Yellow River Upstream Hydropower Development Co., Ltd. Applicant before: Qinghai Huanghe Hydropower Development Co. Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180907 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |