CN113257953A - N型硅片的吸杂方法和磷吸杂设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种N型硅片的吸杂方法和磷吸杂设备，包括在硅片的至少一个表面上形成磷浆层；对形成有磷浆层的硅片进行链式扩散退火，链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，升温阶段和降温阶段均分别包含具有不小于30℃/mi n的温度骤变度，使得磷浆层与硅片中的杂质互溶而形成磷硅吸杂层；去除磷硅吸杂层。本发明使用磷浆层喷涂叠加链式扩散退火炉技术进行磷吸杂，磷浆层的喷涂与链式扩散退火炉集成在一起，通过更优温度条件和强光辐射下扩散实现快速磷重掺杂，同时使用快速退火技术，使得金属杂质固定并析出在磷硅吸杂层，扩散温度更高工艺时间更短，可以大幅缩短工艺时间，吸杂效果更加明显，便于进行规模化量产。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制备技术领域，尤其涉及一种N型硅片的吸杂方法和设备，更具体地涉及一种应用于异质结电池硅片的N型硅片的吸杂方法和磷吸杂设备。
背景技术
在硅片单晶拉制过程中，由于硅料中存在一定比例的金属杂质，这些金属杂质在硅片中很容易形成深能级缺陷，极大的影响硅片的少子寿命。在将硅片应用于太阳能电池的制备时，硅片中的金属杂质会对太阳能电池的效率造成一定的影响。特别地，异质结太阳能电池的制备工艺温度都在200℃以下，不像同质结晶体硅太阳能电池的制备过程中有磷扩散工艺，该磷扩散工艺本身就具有吸杂作用。一旦具有较高金属含量的N型硅片用于制备异质结电池时就会造成效率低下。
目前的吸杂方式包括铝吸杂和磷吸杂，由于硅片杂质分布的原因，目前吸杂效果均不好；同时，大量的技术主要是利用管式退火炉，工艺时间非常长，生产效率低下，导致目前吸杂难以实现量产。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种N型硅片的吸杂方法，至少部分解决现有技术中存在的问题。
本发明提供了一种N型硅片的吸杂方法，包括步骤：
在硅片的至少一个表面上形成磷浆层；以及
对形成有所述磷浆层的所述硅片进行链式扩散退火，其中所述链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，所述升温阶段和所述降温阶段均分别包含具有不小于30℃/min的温度骤变度，以使得所述磷浆层与所述硅片中的杂质互溶而形成磷硅吸杂层；
去除所述磷硅吸杂层。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，在升温阶段还采用或辅以光照，光照采用白光，光强范围为1sun-100sun。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述升温阶段包括第一升温阶段和第二升温阶段，其中：
所述第一升温阶段将温度升至500℃-700℃，所述第一升温阶段的时间范围为2min-6min；所述第二升温阶段使得温度升至800℃-1000℃，所述第二升温阶段的升温时间范围为2min-6min；
优选的是，所述第一升温阶段将温度升温至700℃，时间为4min；
所述第二升温阶段将温度升温至925℃，时间为4min。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述降温阶段包括第一降温阶段、第二降温阶段和第三降温阶段，所述第二降温阶段的降温陡度大于所述第一降温阶段和所述第三降温阶段的降温陡度。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述第一降温阶段使得峰值温度降低至800℃-850℃，所述第一降温阶段的时间范围为2min-5min；所述第二降温阶段使得温度降低至650℃-750℃，降温速率50-100℃/min，所述第二降温阶段的降温时间范围为2min-10min；所述第三降温阶段使得温度降低至40℃-100℃，所述第三降温阶段的降温时间范围为2min-10min；
优选的是，所述第一降温阶段使得峰值温度降低至825℃，时间为3min；所述第二降温阶段使得温度降低至720℃，时间为1.5min；所述第三降温阶段使得温度降低至50℃，时间为6min。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述恒温阶段的峰值温度为800℃-1000℃，所述恒温阶段的时间范围为3min-10min；
优选的是，所述恒温阶段的峰值温度为925℃，时间为7min。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述磷硅吸杂层包括磷硅玻璃层和磷硅扩散层，去除所述硅片表面的磷硅玻璃层的方式包括：
采用质量比为2％-10％的HF水溶液，温度范围控制在20℃-30℃，去除所述磷硅玻璃层
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述磷硅吸杂层包括磷硅玻璃层和磷硅扩散层，去除所述磷硅扩散层的方式包括：
采用体积比为1:3-1:9的HF/HNO3混合水溶液腐蚀所述硅片50s-150s；
或者，采用质量比为2％-12％的KOH溶液或NaOH溶液，温度范围控制在70℃-90℃，对所述磷硅玻璃层进行腐蚀，腐蚀厚度大于1μm。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，形成所述磷浆层的方式包括液体状喷涂、或者是采用超声雾化磷浆后喷涂，形成的所述磷浆层的厚度为2μm-10μm。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，在所述硅片的至少一个表面上形成所述磷浆层的步骤之前，所述方法还包括：
采用质量比为2％-15％的KOH溶液，将温度范围控制在70℃-90℃，对所述硅片的单面进行腐蚀，并去除被腐蚀层；
或者，采用体积比为1:3-1:9的HF/HNO3混酸溶液，将温度范围控制在5℃-15℃，对所述硅片的单面进行腐蚀，并去除被腐蚀层；
优选的是，所述被腐蚀层的厚度大于1.5μm。
本发明还提供了一种磷吸杂设备，所述磷吸杂设备包括：
磷浆层形成装置，用于在所述硅片的至少一个表面上形成磷浆层；以及
链式扩散退火装置，用于对形成有所述磷浆层的所述硅片进行链式扩散退火，其中所述链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，所述升温阶段和所述降温阶段均分别包含具有不小于30℃/min的温度骤变度，以使得所述磷浆层与所述硅片中的杂质互溶而形成磷硅吸杂层；
优选的是，所述链式扩散退火炉采用陶瓷辊道式退火炉。
本发明针对现有管式扩散型磷吸杂技术存在的工艺时间过长，生产成本高，工艺复杂，产能不高等问题，提出使用磷浆层叠加链式扩散退火炉技术对N型单晶硅片进行磷吸杂。该方案中将磷浆层的喷涂与链式扩散退火炉集成在一起，通过更优温度条件下的强光辐照使得硅片表面磷原子快速扩散实现快速磷重掺杂，使得金属杂质固定并析出在磷硅吸杂层。本发明采用链式扩散退火炉工艺简单，同时扩散温度更高工艺时间更短，可以大幅缩短工艺时间，吸杂效果更加明显，便于进行规模化量产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例1的N型硅片的吸杂方法的流程图；
图2A和图2B为发明实施例1的N型硅片的吸杂方法的实施流程结构示意图；
图3为本发明实施例1的链式扩散退火的流程图；
图4为实施本发明实施例1的N型硅片的吸杂方法的磷吸杂设备；
图5为本发明实施例2的N型硅片的吸杂方法的流程图；
图6为包括损伤层的硅片的结构示意图；
附图标识中：
10-硅片；11-磷浆层；12-磷硅吸杂层；121-磷硅玻璃层；122-磷硅扩散层；13-损伤层；
20-磷浆层形成装置；30-链式扩散退火炉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。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。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
目前太阳电池硅片材料分为N型和P型，P型硅片的少数载流子为电子，N型硅片的少数载流子为空穴，由于空穴传输速度比较慢，硅片材料中的缺陷、金属杂质都极有可能成为少数载流子的复合点，所以N型硅片的少子寿命的要求更加苛刻。然而，采用N型硅片的高效晶体硅太阳能电池例如异质结电池，由于具有低的温度系数，无光致衰减，高转换效率的巨大优势，使得N型硅片的质量的要求也同样越来越高。
本发明针对现有磷吸杂技术存在的工艺时间长、生产成本高、工艺复杂、量产难度大等问题，提出使用磷浆层叠加链式辐照扩散退火炉技术对N型硅片进行磷吸杂。使用磷浆层叠加链式扩散退火炉技术进行磷吸杂，通过更高温度、高光强辐照条件下实现快速磷重掺杂，同时使用快速退火技术，使得金属杂质固定并析出在磷硅吸杂层，同时扩散温度更高工艺时间更短，可以大幅缩短工艺时间，吸杂效果更加明显，便于进行规模化量产，特别适合专用于采用N型硅片(尤其是N型单晶硅片)的异质结太阳电池的的大规模生产。
以下，描述本发明实施例的N型硅片的吸杂方法，该N型硅片的吸杂方法可以应用于太阳能电池硅片的N型硅片的吸杂，尤其是应用于异质结电池硅片的N型单晶硅片的吸杂。这里的N型硅片的吸杂方法主要是利用磷在高温条件、高辐照强度从硅片材料表面向内扩散，在硅片表面区域形成包括重掺杂区域的磷硅吸杂层，造成晶格畸变，从而使体内杂质向畸变处富集，最后通过去除磷硅吸杂层，可以极大的改善硅片在作为太阳能电池的硅片的质量。
实施例1
首先，参考图1，描述本发明实施例的N型硅片的吸杂方法，所述方法包括：
步骤S1：在所述硅片的至少一个表面上形成磷浆层。
在该步骤中，如图2A所示，例如采用喷涂的方式在所述硅片10的至少一个表面上形成磷浆层11。具体地，将硅片传输至喷涂设备处，通过喷淋口将磷浆均匀喷涂至硅片表面，可以通过控制喷淋口的流速来控制磷浆层11的量。特别的是采用超声雾化的方法，使得喷出的浆料更加细密。
硅片10表面的磷浆层11的厚度大于2μm，优选的为2μm-10μm，进一步优选的为2μm。如果磷浆层11厚度过小，可能出现磷源不足；如果磷浆层11厚度过大，则会造成磷浆的浪费。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述磷吸杂方法应用于N型单晶硅片的吸杂，并且所形成的磷浆层的厚度为2μm-10μm。
在本发明实施例中，磷浆成分主要为含磷溶剂、水和有机溶剂等，并且可以在硅片的一个面上形成磷浆层，也可以在硅片的两个面上均形成磷浆层，双面喷涂磷浆的效果一般会优于单面喷涂的效果。在具体实施过程中，采用何种形成方式，在此不做限定。这里可以理解的是，在硅片的两个面上均形成磷浆层的情况下，在单面喷涂磷浆层后，对该面进行烘干；然后翻转，在于另一面喷涂磷浆层，如此实现在硅片的两个面上均形成磷浆层。
在本发明实施例中，采用喷涂工艺，可以直接将喷涂设备加装在链式扩散退火炉上，操作方便，工艺简单。但是可以理解，也可以采用丝网印刷、旋涂、双面浸润等其他工艺来在硅片上形成磷浆层，在此不做限定。
S2：对形成有磷浆层的硅片进行链式扩散退火。
如图2B所示，在通过步骤S1在硅片上形成磷浆层11后，还需要对硅片进行热处理以对硅片进行磷吸杂。相比管式退火方式，采用链式退火方式最主要优势是工艺时间短、提升生产产能，而且生产工序简单，便于规模化量产。
链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，所述升温阶段和所述降温阶段均分别包含具有不小于30℃/min的温度骤变度，以使得所述磷浆层与所述硅片中的硅互溶而形成磷硅吸杂层12。具体地，例如将喷涂有磷浆层的硅片通过传输设备(例如传输带)传输进入链式扩散退火炉，首先快速升温；再经过高温恒温扩散，使得磷扩散进入硅片，在硅片表面形成磷重掺杂区；最后进行快速降温退火，将金属杂质析出在磷硅吸杂层12中。
在本实施例中，在升温阶段还采用或辅以光照，有光照辅助是快速扩散的一个必要条件，否则快速的升降温无法保证扩散的深度。这里的辐照可以是白光，光强范围为1sun-100sun。
链式扩散退火炉宜采用陶瓷辊道式链式扩散退火炉，一方面可以避免硅片的污染；另一方面，由于陶瓷辊道炉保温性良好，可以减小传递硅片时带走的热量，增加升降温的陡度(骤变度)。例如，升温阶段可以在5min左右很快上升到500℃-700℃，在降温阶段可以在10min内从700℃左右骤降到60℃左右。应当理解的是，在本发明实施例中，可以通过更改传输硅片的传输带的带速，来调整整体工艺时间。
接下来，参考图3描述本发明实施例中的链式扩散退火。如图3所示，本发明实施例的链式扩散退火包括：
S201：升温阶段。
对于形成磷浆层后的硅片，首先在链式扩散退火炉中进行升温，以去除磷浆层中的水分和有机溶剂。所述升温阶段包括第一升温阶段和第二升温阶段，第一升温阶段主要是烘干作用，通过加热将扩散源(即磷)中的有机物或水分挥发掉；第二升温阶段主要是使得温度上升至峰值温度，提高硅片中金属杂质的活性。
在本发明实施例中，第一升温阶段的温度设置为500℃-700℃，时间范围为2min-6min，如果第一升温温度过低、升温时间过短，则可能导致磷浆层中的水分和有机溶剂无法充分去除，使得在随后的磷扩散过程中产生气体，导致硅片出现裂纹等缺陷；如果第一升温温度过高、升温时间过长，除了导致工艺时间增加，还可能使得磷扩散与水分和有机溶剂的去除同时发生，如此由于水分和有机溶剂的挥发会产生气体，从而会使得硅片产生缺陷。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，进一步优选所述升温阶段将温度升温至700℃，时间为4min。由于700℃以下磷扩散不明显，本步骤先将温度升高，为磷扩散做准备，同时将磷浆层中的水分和有机溶剂等通过加热挥发掉，防止产生硅片缺陷。同时，上述的升温过程需要采用或辅以光照，光照采用白光，光强范围为1sun-100sun。
所述第二升温阶段使得温度升至800℃-1000℃，所述第二升温阶段的升温时间范围为2min-6min。优选的是，所述第二升温阶段将温度升温至925℃，时间为4min，促进磷扩散。
S202：恒温阶段。
在经过步骤S201去除磷浆层中的水分和有机溶剂之后，将硅片置于恒定高温氛围中，保持稳定的扩散温度，使得扩散源(即磷)扩散进入硅片，在硅片表面形成磷重掺杂区，增加对金属杂质的溶解度，使得金属杂质迁移到扩散层，即使得硅片体内的金属杂质逐步转移至磷硅吸杂层12。
在本发明实施例中，恒温阶段的峰值温度设置为800℃-1000℃，时间范围为3min-10min。如果峰值温度过低，则磷扩散过程慢，磷扩散不充分，金属杂质的溶解少，吸杂效果不明显；如果峰值温度过高，则可能在随后的降温阶段出现硅片破碎的情况。如果时间过长，则导致工艺时间增加。根据本发明实施例的一种具体实现方式，进一步优选所述恒温阶段的峰值温度为925℃，时间为7min。
S203：降温阶段。
在此阶段，使得金属杂质固定并析出在磷硅吸杂层12，该阶段同时兼具磷扩散和退火功能。所述降温阶段包括第一降温阶段、第二降温阶段和第三降温阶段，所述第二降温阶段的降温陡度大于所述第一降温阶段和第三降温阶段的降温陡度。第一降温阶段的降温过程同时包括扩散和吸杂作用，第二降温阶段的降温陡度大于第一降温阶段和第三降温阶段的陡度，将金属杂质固定析出在磷硅吸杂层12。降温陡度即在一定时间内温度下降的温度，为温度降幅与降温时间的比值，可理解为统称的降温斜度。
在本发明实施例中，第一降温阶段的峰值温度逐步降低至800℃-850℃，时间范围为2min-5min。此时仍具有磷扩散功能，可以减少单纯扩散的工艺时间，同时通过本阶段降温将金属杂质固定析出在表面的磷硅吸杂层12。如果峰值温度过低，则磷扩散效果差，不利于金属杂质的固定析出；如果峰值温度过高，则达不到退火效果，从而导致后续的退火时间增加。根据本发明实施例的一种具体实现方式，进一步优选所述第一降温阶段使得峰值温度降低至825℃，时间为3min。
在所述第一降温阶段之后的所述第二降温阶段，使得温度降低至650℃-750℃，降温速率50-100℃/min，所述第二降温阶段的降温时间范围为2min-10min；以进行快速降温退火，将金属杂质析出在磷硅吸杂层12中，对于第二降温阶段，如果降温陡度不够，则可能出现金属杂质随温度下降反扩散到硅片中的情况，降低吸杂效果。根据本发明实施例的一种具体实现方式，进一步优选所述第二降温阶段使得峰值温度降低至720℃，时间为1.5min，在1.5min实现105℃的温度骤降。
所述第三降温阶段使得温度降低至40℃-100℃，所述第三降温阶段的降温时间范围为2min-10min。根据本发明实施例的一种具体实现方式，进一步优选所述第三降温阶段使得温度降低至50℃，时间为6min。50℃较为接近室温，在传输过程中可以实现自然冷却至室温。
在整个降温阶段中，可以调节光照度并配合降温结构实现降温，如果降温速率不够快还可以在降温腔内壁涂以黑色，并加装水冷，也可以加装风冷扇，保证降温陡度。
在该步骤中，首先以较慢的速率降温，然后再以较快的速率降温，如此通过第一降温阶段以较慢的速度降温能够使得磷充分扩散，并且兼顾退火，接着在第二降温阶段以较快的降温速率进行退火，使得金属杂质析出并“冻结”在磷硅吸杂层12中，从而在保证磷扩散效果的同时，缩短了退火时间，进而缩短了整体工艺时间。
也就是说，该降温阶段同时兼具持续磷扩散和退火效果，与分别进行磷扩散和退火相比，可以节省工艺时间。对于降温阶段，如果降温时间过短，则磷扩散和退火效果不足，如果降温时间过长，则导致工艺时间增加。实验证明，通过本实施例的链式退火方式，大部分过渡金属(例如铁Fe、铜Cu、镍Ni、铬Cr、锰Mn)可以迁移排出到硅片的表层。
步骤S3：去除所述磷硅吸杂层12。
所述磷硅吸杂层12包括磷硅玻璃层121和磷硅扩散层122，在该步骤中，在对形成有所述磷浆层的所述硅片进行链式扩散退火的步骤之后，所述方法还包括去除磷硅吸杂层12的步骤，同时对硅片进行清洗。磷硅玻璃层121指的是在扩散过程中，磷硅吸杂层12位于外表层形成的一层磷硅玻璃层121，在磷硅玻璃层121与硅片10之间为磷硅扩散层122。
磷硅玻璃层121主要采用酸性溶液去除。例如，采用质量比为2％-10％的HF水溶液，或者2％-12％的HCl溶液去除硅片表面的磷硅玻璃层121。
在去除了磷硅玻璃层121的层覆盖作用后，需要去除磷硅扩散层122，例如，采用体积比为1：3-1：9，优选为1：5的HF/HNO3混合溶液腐蚀硅片50s-150s，优选的为100s。或者，采用质量比为2％-12％的溶液KOH溶液或NaOH溶液，温度范围控制在70℃-90℃，对硅片单面的磷硅玻璃层121进行腐蚀，腐蚀厚度大于1μm。避免吸杂后的硅片浸入金属离子造成硅片污染，从而实现彻底的去除磷硅扩散层122，最终去除整个磷硅吸杂层12。
进而，采用质量比为2％-10％的HF/HCl混合溶液，对所述硅片进行清洁，得到完成吸杂后的洁净硅片。HF溶液具有疏水性，同时进行中和作用；HCl溶液具有络合作用，把溶液中的金属离子络合去除。
本发明实施例使用磷浆层叠加链式扩散退火炉技术进行磷吸杂，链式扩散退火炉工艺简单，通过配置各个阶段的温度和时间，不仅能够实现良好的磷吸杂效果，同时扩散温度更高工艺时间更短，可以大幅缩短工艺时间，同时兼顾磷吸杂效果和缩短工艺时间，便于进行规模化量产。
特别地，表1示出了本实施例N型硅片吸杂前后以及恒温阶段不同峰值温度条件对扩散方阻、少子寿命和出炉碎片率的影响。
表1 N型硅片的扩散方阻、少子寿命、出炉碎片率的测试数据
从表1中测试数据结果可以看出，在保持其他各阶段参数不变的情况下，通过提高其峰值温度，其扩散方阻逐渐降低，但是在925℃后降低缓慢；而少子寿命则出现了先升高后降低的情况，这是因为硅片在过高温条件下经过快速退火工艺时，导致硅片出现应力性损伤，在峰值温度为1000℃时，出炉碎片率出现上升也体现了该点。如此，可以将最优的峰值温度设置为925℃，整体扩散吸杂时间控制在10-22min以内，如此能够极大的提升磷吸杂的产能。
当前磷吸杂多用于多晶硅片的吸杂，但由于多晶硅片存在大量的位错缺陷，而大量的金属杂质在此处偏析，磷吸杂效果不明显。而在单晶硅片中基本无位错和缺陷，磷吸杂效果更加明显，尤其对于N型单晶硅片为硅片的异质结太阳能电池，电池工艺一直处于200℃以下的低温工艺中，硅片中的金属杂质无法消除，因此对于金属含量较高的N型硅片吸杂工艺除金属杂质更加重要。
以上，描述了本发明实施例1的磷吸杂方法，该方法使用磷浆层喷涂叠加链式扩散退火炉技术进行磷吸杂，磷浆层的喷涂与链式扩散退火炉集成在一起，通过更高温度条件下扩散实现快速磷重掺杂，同时使用快速退火技术，使得金属杂质固定并析出在磷硅吸杂层12，同时扩散温度更高工艺时间更短，可以大幅缩短工艺时间，吸杂效果更加明显，便于进行规模化量产。
参考图4，本发明的N型硅片的吸杂方法的实施过程可以采用磷吸杂设备，该磷吸杂设备包括：
磷浆层形成装置20，用于在所述硅片的至少一个表面上形成磷浆层；以及
链式扩散退火装置30，用于对形成有所述磷浆层的所述硅片进行链式扩散退火，其中所述链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，所述升温阶段和所述降温阶段均分别包含具有不小于30℃/min的温度骤变度，以使得所述磷浆层与所述硅片中的杂质互溶而形成磷硅吸杂层。
优选的是，所述链式扩散退火炉采用陶瓷辊道式退火炉。
本发明实施例的磷吸杂设备使用磷浆层喷涂叠加链式扩散退火炉技术进行磷吸杂，磷浆层的喷涂与链式扩散退火炉集成在一起，通过更高温度条件下扩散实现快速磷重掺杂，同时使用快速退火技术，使得金属杂质固定并析出在磷硅吸杂层，同时扩散温度更高工艺时间更短，可以大幅缩短工艺时间，吸杂效果更加明显，便于进行规模化量产，特别适合专用于采用N型硅片(尤其是N型单晶硅片)的异质结太阳电池的的大规模生产。
实施例2
在本发明实施例2中，在所述硅片的至少一个表面上形成磷浆层的步骤之前，所述方法还包括损伤层去除步骤。
参见图5，步骤S0，去除硅片的损伤层。
如图6所示，损伤层13主要出现在由硅棒到硅片的产生过程。具体地，可以采用混酸腐蚀或者碱腐蚀的化学方法，将通过金刚线形成硅片时造成表面的损伤层去除，并进行表面清洗。
根据一个实施例，可以采用质量比为2％-15％的KOH溶液或NaOH溶液，优选的，采用质量比为5％的KOH溶液，在将温度范围控制在70℃-90℃的情况下，对硅片的单面进行腐蚀，腐蚀深度大于1.5μm，保证由硅棒切割得到硅片时导致的损伤层去除，同时为了减少硅损耗，单面腐蚀深度范围控制在1.5μm-10μm。
或者，采用体积比为1:3-1:9(优选为1：5)的HF/HNO3混酸溶液，将温度范围控制在5℃-15℃，对所述硅片的单面进行腐蚀，并去除被腐蚀层。
此外，还采用质量比为2％-10％的HF/HCl混合溶液进行中和金属离子络合，实现硅片表面的清洁。
经过上述的清洗作用，可以继续进行实施例1的磷吸杂工艺。图3中的其他步骤对应于图1中的相应步骤，在此不再赘述。
所述磷浆层形成装置20在所述硅片的至少一个表面上形成磷浆层的过程以及在链式扩散退火装置30中进行链式扩散退火的过程，可参考实施例1中说明，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种N型硅片的吸杂方法，其特征在于，包括步骤：
在硅片的至少一个表面上形成磷浆层；以及
对形成有所述磷浆层的所述硅片进行链式扩散退火，其中所述链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，所述升温阶段和所述降温阶段均分别包含具有不小于30℃/min的温度骤变度，以使得所述磷浆层与所述硅片中的杂质互溶而形成磷硅吸杂层；
去除所述磷硅吸杂层。
2.根据权利要求1所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，在升温阶段还采用或辅以光照，光照采用白光，光强范围为1sun-100sun。
3.根据权利要求1所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，所述升温阶段包括第一升温阶段和第二升温阶段，其中：
所述第一升温阶段将温度升至500℃-700℃，所述第一升温阶段的时间范围为2min-6min；所述第二升温阶段使得温度升至800℃-1000℃，所述第二升温阶段的升温时间范围为2min-6min；
优选的是，所述第一升温阶段将温度升温至700℃，时间为4min；
所述第二升温阶段将温度升温至925℃，时间为4min。
4.根据权利要求1所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，所述降温阶段包括第一降温阶段、第二降温阶段和第三降温阶段，所述第二降温阶段的降温陡度大于所述第一降温阶段和所述第三降温阶段的降温陡度；
优选的是，所述第一降温阶段使得峰值温度降低至800℃-850℃，所述第一降温阶段的时间范围为2min-5min；所述第二降温阶段使得温度降低至650℃-750℃，降温速率50-100℃/min，所述第二降温阶段的降温时间范围为2min-10min；所述第三降温阶段使得温度降低至40℃-100℃，所述第三降温阶段的降温时间范围为2min-10min；
优选的是，所述第一降温阶段使得峰值温度降低至825℃，时间为3min；所述第二降温阶段使得温度降低至720℃，时间为1.5min；所述第三降温阶段使得温度降低至50℃，时间为6min。
5.根据权利要求1所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，所述恒温阶段的峰值温度为800℃-1000℃，所述恒温阶段的时间范围为3min-10min；
优选的是，所述恒温阶段的峰值温度为925℃，时间为7min。
6.根据权利要求1所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，所述磷硅吸杂层包括磷硅玻璃层和磷硅扩散层，去除所述硅片表面的磷硅玻璃层的方式包括：
采用质量比为2％-10％的HF水溶液，温度范围控制在20℃-30℃，去除所述磷硅玻璃层。
7.根据权利要求1所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，所述磷硅吸杂层包括磷硅玻璃层和磷硅扩散层，去除所述磷硅扩散层的方式包括：
采用体积比为1:3-1:9的HF/HNO3混合水溶液腐蚀所述硅片50s-150s；
或者，采用质量比为2％-12％的KOH溶液或NaOH溶液，温度范围控制在70℃-90℃，对所述磷硅玻璃层进行腐蚀，腐蚀厚度大于1μm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，形成所述磷浆层的方式包括液体状喷涂、或者是采用超声雾化磷浆后喷涂，形成的所述磷浆层的厚度为2μm-10μm。
9.根据权利要求1-7任一项所述的N型硅片的吸杂方法，其特征在于，在所述硅片的至少一个表面上形成所述磷浆层的步骤之前，所述方法还包括：
采用质量比为2％-15％的KOH溶液，将温度范围控制在70℃-90℃，对所述硅片的单面进行腐蚀，并去除被腐蚀层；
或者，采用体积比为1:3-1:9的HF/HNO3混酸溶液，将温度范围控制在5℃-15℃，对所述硅片的单面进行腐蚀，并去除被腐蚀层；
优选的是，所述被腐蚀层的厚度大于1.5μm。
10.一种磷吸杂设备，其特征在于，所述磷吸杂设备包括：
磷浆层形成装置，用于在所述硅片的至少一个表面上形成磷浆层；以及
链式扩散退火装置，用于对形成有所述磷浆层的所述硅片进行链式扩散退火，其中所述链式扩散退火包括升温阶段、恒温阶段和降温阶段，所述升温阶段和所述降温阶段均分别包含具有不小于30℃/min的温度骤变度，以使得所述磷浆层与所述硅片中的杂质互溶而形成磷硅吸杂层；
优选的是，所述链式扩散退火炉采用陶瓷辊道式退火炉。
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