CN109037044B - 一种链式扩散工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种链式扩散工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、进片；S2、第一次喷磷酸；S3、升温初扩散；S4、第一次降温冷却；S5、第二次喷磷酸；S6、升温次扩散；S7、第二次降温冷却；S8、出片。本发明的链式扩散工艺，通过两次喷涂磷酸以及紧接着进行两步高温扩散的步骤，实现双层扩散的目的，并且配合着磷酸喷涂的流量和高温扩散的温度设置，能够很好的使得经由本发明的链式扩散工艺的太阳能电池有效提升光电转换效率，实用性很强，非常值得推广。

Description

一种链式扩散工艺
技术领域
本发明涉及扩散技术领域，具体为一种链式扩散工艺。
背景技术
目前太阳能电池制造行业中扩散工序是该行业的核心工序，扩散质量的好坏严重影响着晶硅太阳能电池的性能和转换效率，目前晶硅太阳电池制造行业内扩散工序一般都采用热扩散方式制备PN结，离子注入由于其成本高没有大范围推广，只是在一些科研性质工作方面使用，通常实现热扩散制备PN结是通过管式热扩散炉完成的，虽然管式热扩散炉可以满足产线要求，但是却存在均匀性差、产能小和能耗高等问题。
针对管式扩散缺点，现在的技术中，采用链式扩散的方式，可以显出链式扩散的均匀性好，产量高，能耗低等优势，同时连式扩散还可以直接对接刻蚀设备，减少扩散与刻蚀连接环节的对接辅助设备和人力，但是经过现有的普通链式扩散技术，经过一次喷涂磷酸和一次升温扩散，晶硅太阳能电池的电学性能参数和转换效率得不到的明显的提升，沿着影响太阳能电池制造行业的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种链式扩散工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种链式扩散工艺，包括以下步骤：
S1、进片：将待扩散硅片放置在进片区的传送带上，控制传送带的带速为1-2m/min；
S2、第一次喷磷酸：硅片放置在传送带上从进片区进入到第一次喷磷酸区，喷涂磷酸的喷雾量控制在2.5-4ml/min；
S3、升温初扩散：硅片放置在传送带上从第一次喷磷酸区进入到升温初扩散区，升温初扩散区的温度控制在950℃-1000℃，且硅片的升温初扩散时间控制在2-4min；
S4、第一次降温冷却：硅片放置在传送带上从升温初扩散区进入到第一次降温冷却区，硅片在第一次降温冷却区降温至100℃-200℃；
S5、第二次喷磷酸：硅片放置在传送带上从第一次降温冷却区进入到第二次喷磷酸区；
S6、升温次扩散：硅片放置在传送带上从第二次喷磷酸区进入到升温次扩散区；
S7、第二次降温冷却：硅片放置在传送带上从升温次扩散区进入到第二次降温冷却区，硅片在第二次降温冷却区降温至室温；
S8、出片：硅片放置在传送带上从第二次降温冷却区进入到出片区，将硅片从传送带上取下，完成扩散。
优选的，步骤S5中，喷涂磷酸的喷雾量控制在1-2.4ml/min。
优选的，步骤S6中，升温次扩散区的温度控制在850℃-900℃，且硅片的升温次扩散时间控制在1-1.5min。
优选的，步骤S2和步骤S5中，均采用超声波喷雾的方式进行磷酸的喷涂。
优选的，在硅片从进片区进入到第一次喷磷酸区前，硅片进入扫片区进行吹扫。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的链式扩散工艺，通过两次喷涂磷酸以及紧接着进行两步高温扩散的步骤，实现双层扩散的目的，并且配合着磷酸喷涂的流量和高温扩散的温度设置，能够很好的使得经由本发明的链式扩散工艺的太阳能电池有效提升光电转换效率，实用性很强，非常值得推广。
附图说明
图1为本发明工艺的流程示意框图；
图2为本发明具体实施方式中为了实现扩散工艺的扩散装置示意图。
图中：1传送带、2进片区、3第一次喷磷酸区、4升温初扩散区、5第一次降温冷却区、6第二次喷磷酸区、7升温次扩散区、8第二次降温冷却区、9出片区、10扫片区。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：
实施例一：
一种链式扩散工艺，包括以下步骤：
S1、进片：将待扩散硅片放置在进片区2的传送带1上，控制传送带1的带速为1m/min；
在硅片从进片区2进入到第一次喷磷酸区3前，硅片进入扫片区10进行吹扫；
S2、第一次喷磷酸：硅片放置在传送带1上从进片区2进入到第一次喷磷酸区3，采用超声波喷雾的方式进行磷酸的喷涂，喷涂磷酸的喷雾量控制在2.5ml/min；
S3、升温初扩散：硅片放置在传送带1上从第一次喷磷酸区3进入到升温初扩散区4，升温初扩散区4的温度控制在1000℃，且硅片的升温初扩散时间控制在2min；
S4、第一次降温冷却：硅片放置在传送带1上从升温初扩散区4进入到第一次降温冷却区5，硅片在第一次降温冷却区5降温至200℃；
S5、第二次喷磷酸：硅片放置在传送带1上从第一次降温冷却区5进入到第二次喷磷酸区6，采用超声波喷雾的方式进行磷酸的喷涂，喷涂磷酸的喷雾量控制在1ml/min；
S6、升温次扩散：硅片放置在传送带1上从第二次喷磷酸区6进入到升温次扩散区7，升温次扩散区7的温度控制在900℃，且硅片的升温次扩散时间控制在1min；
S7、第二次降温冷却：硅片放置在传送带1上从升温次扩散区7进入到第二次降温冷却区8，硅片在第二次降温冷却区8降温至室温；
S8、出片：硅片放置在传送带1上从第二次降温冷却区8进入到出片区9，将硅片从传送带1上取下，完成扩散。
实施例二：
一种链式扩散工艺，包括以下步骤：
S1、进片：将待扩散硅片放置在进片区2的传送带1上，控制传送带1的带速为2m/min；
在硅片从进片区2进入到第一次喷磷酸区3前，硅片进入扫片区10进行吹扫；
S2、第一次喷磷酸：硅片放置在传送带1上从进片区2进入到第一次喷磷酸区3，采用超声波喷雾的方式进行磷酸的喷涂，喷涂磷酸的喷雾量控制在4ml/min；
S3、升温初扩散：硅片放置在传送带1上从第一次喷磷酸区3进入到升温初扩散区4，升温初扩散区4的温度控制在950℃，且硅片的升温初扩散时间控制在4min；
S4、第一次降温冷却：硅片放置在传送带1上从升温初扩散区4进入到第一次降温冷却区5，硅片在第一次降温冷却区5降温至100℃；
S5、第二次喷磷酸：硅片放置在传送带1上从第一次降温冷却区5进入到第二次喷磷酸区6，采用超声波喷雾的方式进行磷酸的喷涂，喷涂磷酸的喷雾量控制在2.4ml/min；
S6、升温次扩散：硅片放置在传送带1上从第二次喷磷酸区6进入到升温次扩散区7，升温次扩散区7的温度控制在850℃，且硅片的升温次扩散时间控制在1.5min；
S7、第二次降温冷却：硅片放置在传送带1上从升温次扩散区7进入到第二次降温冷却区8，硅片在第二次降温冷却区8降温至室温；
S8、出片：硅片放置在传送带1上从第二次降温冷却区8进入到出片区9，将硅片从传送带1上取下，完成扩散。
对比例：
采用现有技术中的常规的、一次喷涂磷酸、一次升温扩散的工艺对硅片进行扩散处理，然后与经过实施例一和实施例二的扩散工艺扩散后的硅片进行电学性能转换效率的参数数据对比，对比数据如下表1所示：
表1
工艺名称 开路电压(V) 短路电流(A) 填充因子(％) 转换效率(％)
常规扩散工艺 0.638 8.9293 80.24 18.637
实施例一工艺 0.652 8.9341 80.31 18.814
实施例二工艺 0.655 8.9340 80.33 18.816
根据上述对比数据可以清晰的看出，采用本发明中实施例一和实施例二中的工艺扩散后的硅片，电学性能参数数据和转换效率得到了明显的提升，实用性效果显著。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种链式扩散工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、进片：将待扩散硅片放置在进片区(2)的传送带(1)上，控制传送带(1)的带速为1-2m/min；
S2、第一次喷磷酸：硅片放置在传送带(1)上从进片区(2)进入到第一次喷磷酸区(3)，喷涂磷酸的喷雾量控制在2.5-4ml/min；
S3、升温初扩散：硅片放置在传送带(1)上从第一次喷磷酸区(3)进入到升温初扩散区(4)，升温初扩散区(4)的温度控制在950℃-1000℃，且硅片的升温初扩散时间控制在2-4min；
S4、第一次降温冷却：硅片放置在传送带(1)上从升温初扩散区(4)进入到第一次降温冷却区(5)，硅片在第一次降温冷却区(5)降温至100℃-200℃；
S5、第二次喷磷酸：硅片放置在传送带(1)上从第一次降温冷却区(5)进入到第二次喷磷酸区(6)；
S6、升温次扩散：硅片放置在传送带(1)上从第二次喷磷酸区(6)进入到升温次扩散区(7)，升温次扩散区(7)的温度控制在850℃-900℃，且硅片的升温次扩散时间控制在1-1.5min；
S7、第二次降温冷却：硅片放置在传送带(1)上从升温次扩散区(7)进入到第二次降温冷却区(8)，硅片在第二次降温冷却区(8)降温至室温；
S8、出片：硅片放置在传送带(1)上从第二次降温冷却区(8)进入到出片区(9)，将硅片从传送带(1)上取下，完成扩散。
2.根据权利要求1所述的一种链式扩散工艺，其特征在于：步骤S5中，喷涂磷酸的喷雾量控制在1-2.4ml/min。
3.根据权利要求1所述的一种链式扩散工艺，其特征在于：步骤S2和步骤S5中，均采用超声波喷雾的方式进行磷酸的喷涂。
4.根据权利要求1所述的一种链式扩散工艺，其特征在于：在硅片从进片区(2)进入到第一次喷磷酸区(3)前，硅片进入扫片区(10)进行吹扫。
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