CN113314640A - 一种p型钝化接触太阳能电池片的扩散方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法包括先后进行的正面磷扩散与背面硼扩散；所述正面磷扩散包括依次进行的扩磷预处理、扩磷前氧化、第一次通磷源、磷推进、第一次扩磷降温、第二次通磷源、第二次扩磷降温、第三次通磷源与扩磷后氧化；所述背面硼扩散包括依次进行的扩硼预处理、扩硼升温、第一次通硼源、第一次硼推进、第一次扩硼降温、第二次通硼源、第二次硼推进、第二次扩硼降温与扩硼后氧化。本发明提供的扩散方法实现了硅片中较为均匀的方阻分布，进一步减少了硅片表面的“死层”，降低了少子的复合损失，从而延长了少子的寿命。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种钝化接触太阳能电池片，尤其涉及一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法。
背景技术
随着太阳能电池的不断进步，高效降本已经成为当前太阳能电池产业化发展的重要方向，高效结构设计和提高制造良率是实现这一目标的关键。目前，为了提高电池效率，多种电池结构被开发，如PERC、HIT、IBC及TOPCon等，其中TOPCon电池即钝化接触电池，其结构是在硅表面制备一层超薄氧化硅层和高掺杂的多晶硅层，利用氧化硅的化学钝化和多晶硅层的场钝化作用可以显著降低硅表面的少子复合速率，同时高掺杂的多晶硅层可以显著改善多子的导电性能，有利于提高电池的开路电压和填充系数。
对于P型钝化接触电池，经制绒后进行磷扩散形成正面发射极，后道工序需在背面制备隧穿氧化层及多晶硅薄膜，并在多晶硅薄膜层掺杂硼以实现其场钝化作用。由于硼扩散工艺温度较高，导致正面会产生磷的二次扩散，结深增大，方阻降低，正面金属半导体接触变差，从而产生较大的正面接触电阻，最终影响太阳能电池的转换效率。另外，磷扩散方阻的进一步降低，不利用后续工序增加选择性发射极以实现栅线处的重掺杂与栅线间的轻掺杂以进一步提升开压及短路电流。
CN 111029438A公开了一种N型钝化接触太阳能电池的制备方法，依次包括对N型晶体硅基体进行双面抛光、背面依次生长隧穿氧化层与本征非晶硅层、本征非晶硅层掺杂处理、背面沉积氮化硅薄膜、对前表面进行制绒、硼扩散、去除正面及绕扩到背面的硼硅玻璃层、正面制备钝化减反膜、背面印刷银浆及正面印刷银铝浆与烧结等步骤，以完成N型钝化接触太阳能电池的制备。然而所述制备方法并不适用于P型钝化接触太阳能电池，应用范围有限。
CN 106856215A公开了一种太阳能电池片扩散方法，包括对太阳能电池片依次进行中低温进舟处理、中低温稳定处理、中低温沉积处理、边升温边推进处理、高温沉积处理、高温推进处理、边降温边推进处理、退火吸杂处理与中低温出舟处理。所述发明在现有工艺的基础上将电池转换效率提升了0.05％，延长了高温处理时间并适当升高了扩散温度，缩短了扩散工艺时间，达到了降本增效的目的，然而并未实现硅片中方阻的均匀分布，且少子寿命较短，仍需进一步优化。
由此可见，如何提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，实现硅片中较为均匀的方阻分布，进一步减少硅片表面的“死层”以降低少子的复合损失，从而延长少子寿命，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法实现了硅片中较为均匀的方阻分布，进一步减少了硅片表面的“死层”，降低了少子的复合损失，从而延长了少子的寿命。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法包括先后进行的正面磷扩散与背面硼扩散。
所述正面磷扩散包括依次进行的扩磷预处理、扩磷前氧化、第一次通磷源、磷推进、第一次扩磷降温、第二次通磷源、第二次扩磷降温、第三次通磷源与扩磷后氧化。
所述背面硼扩散包括依次进行的扩硼预处理、扩硼升温、第一次通硼源、第一次硼推进、第一次扩硼降温、第二次通硼源、第二次硼推进、第二次扩硼降温与扩硼后氧化。
本发明中，P型钝化接触太阳能电池片的制作工艺流程包括依次进行的制绒、正面磷扩散、刻蚀、背面镀氧化硅及多晶硅膜、背面硼扩散、镀氮化硅膜、金属化、测试及分选，其中，除了正面磷扩散与背面硼扩散，其余工艺均采用常规的技术手段，只要能实现制备P型钝化接触太阳能电池片的目的即可，故在此不做特别限定。
本发明通过合理调整P型钝化接触太阳能电池片制作工艺中的正面磷扩散条件及背面硼扩散条件，在不同温度下改进通源及推进的方式，使得硅片中实现了较为均匀的方阻分布，并且进一步减少了硅片表面的“死层”，降低了少子的复合损失，从而延长了少子的寿命。正面磷扩散后方阻值较高，可以匹配后续制作选择性发射极及增加金属和半导体直接接触，进一步提升P型钝化接触电池的转换效率。
优选地，所述正面磷扩散的具体步骤为：
(1)扩磷预处理：送入电池片，抽真空并进行检漏；
(2)扩磷前氧化：在第一温度下通入第一流量的氧气，保持第一时间段；
(3)第一次通磷源：在第二温度下通入携带磷源的氮气，保持第二时间段；
(4)磷推进：在第三温度下进行磷的推进，保持第三时间段；
(5)第一次扩磷降温：在第四时间段内降温至第四温度；
(6)第二次通磷源：在第五温度下通入携带磷源的氮气，保持第五时间段；
(7)第二次扩磷降温：在第六时间段内降温至第六温度；
(8)第三次通磷源：在第七温度下通入携带磷源的氮气，保持第七时间段；
(9)扩磷后氧化：在第八温度下通入第二流量的氧气，保持第八时间段。
优选地，所述背面硼扩散的具体步骤为：
(10)扩硼预处理：送入电池片，抽真空并进行检漏；
(11)扩硼升温：在第九时间段内升温至第九温度；
(12)第一次通硼源：在第十温度下通入携带硼源的氮气，保持第十时间段；
(13)第一次硼推进：在第十一温度下进行硼的推进，保持第十一时间段；
(14)第一次扩硼降温：在第十二时间段内降温至第十二温度；
(15)第二次通硼源：在第十三温度下通入携带硼源的氮气，保持第十三时间段；
(16)第二次硼推进：在第十四温度下进行硼的推进，保持第十四时间段；
(17)第二次扩硼降温：在第十五时间段内降温至第十五温度；
(18)扩硼后氧化：在第十六温度下通入第三流量的氧气，保持第十六时间段。
本发明中，所述正面磷扩散与背面硼扩散之间还包括常规的刻蚀与背面镀氧化硅及多晶硅膜过程，在此不做特别限定。
优选地，步骤(1)所述抽真空的绝对真空度为1-10Pa，例如可以是1Pa、2Pa、3Pa、4Pa、5Pa、6Pa、7Pa、8Pa、9Pa或10Pa，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述第一温度为780-790℃，例如可以是780℃、781℃、782℃、783℃、784℃、785℃、786℃、787℃、788℃、789℃或790℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述第一流量为500-700sccm，例如可以是500sccm、520sccm、540sccm、560sccm、580sccm、600sccm、620sccm、640sccm、660sccm、680sccm或700sccm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述第一时间段为5-7min，例如可以是5min、5.2min、5.4min、5.6min、5.8min、6min、6.2min、6.4min、6.6min、6.8min或7min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述第二温度为780-790℃，例如可以是780℃、781℃、782℃、783℃、784℃、785℃、786℃、787℃、788℃、789℃或790℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述氮气的流量为600-800sccm，例如可以是600sccm、620sccm、640sccm、660sccm、680sccm、700sccm、720sccm、740sccm、760sccm、780sccm或800sccm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述第二时间段为2-6min，例如可以是2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min、5min、5.5min或6min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(4)所述第三温度为850-860℃，例如可以是850℃、851℃、852℃、853℃、854℃、855℃、856℃、857℃、858℃、859℃或860℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(4)所述第三时间段为15-22min，例如可以是15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min或22min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(5)所述第四温度为800-820℃，例如可以是800℃、802℃、804℃、806℃、808℃、810℃、812℃、814℃、816℃、818℃或820℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(5)所述第四时间段为12-16min，例如可以是12min、12.5min、13min、13.5min、14min、14.5min、15min、15.5min或16min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(6)所述第五温度为800-820℃，例如可以是800℃、802℃、804℃、806℃、808℃、810℃、812℃、814℃、816℃、818℃或820℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(6)所述氮气的流量为600-800sccm，例如可以是600sccm、620sccm、640sccm、660sccm、680sccm、700sccm、720sccm、740sccm、760sccm、780sccm或800sccm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(6)所述第五时间段为3-5min，例如可以是3min、3.2min、3.4min、3.6min、3.8min、4min、4.2min、4.4min、4.6min、4.8min或5min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(7)所述第六温度为780-810℃，例如可以是780℃、785℃、790℃、795℃、800℃、805℃或810℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(7)所述第六时间段为7-10min，例如可以是7min、7.5min、8min、8.5min、9min、9.5min或10min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(8)所述第七温度为800-820℃，例如可以是800℃、802℃、804℃、806℃、808℃、810℃、812℃、814℃、816℃、818℃或820℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(8)所述氮气的流量为800-1000sccm，例如可以是800sccm、820sccm、840sccm、860sccm、880sccm、900sccm、920sccm、940sccm、960sccm、980sccm或1000sccm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(8)所述第七时间段为5-8min，例如可以是5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min或8min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(9)所述第八温度为780-790℃，例如可以是780℃、781℃、782℃、783℃、784℃、785℃、786℃、787℃、788℃、789℃或790℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(9)所述第二流量为700-900sccm，例如可以是700sccm、720sccm、740sccm、760sccm、780sccm、800sccm、820sccm、840sccm、860sccm、880sccm或900sccm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(9)所述第八时间段为1-3min，例如可以是1min、1.2min、1.4min、1.6min、1.8min、2min、2.2min、2.4min、2.6min、2.8min或3min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(3)所述第一次通磷源的温度、步骤(4)所述磷推进的温度、步骤(6)所述第二次通磷源的温度与步骤(8)所述第三次通磷源的温度均需保持在合理范围内。当温度低于各自规定的温度范围时，正面磷扩散所形成的方阻分布均匀性降低，影响电池片效率；当温度高于各自规定的温度范围时，又会造成扩散成本不必要的升高。
优选地，步骤(10)所述抽真空的绝对真空度为1-10Pa，例如可以是1Pa、2Pa、3Pa、4Pa、5Pa、6Pa、7Pa、8Pa、9Pa或10Pa，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(11)所述第九温度为950-1000℃，例如可以是950℃、955℃、960℃、965℃、970℃、975℃、980℃、985℃、990℃、995℃或1000℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(11)所述第九时间段为10-20min，例如可以是10min、11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min或20min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(12)所述第十温度为950-1000℃，例如可以是950℃、955℃、960℃、965℃、970℃、975℃、980℃、985℃、990℃、995℃或1000℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(12)所述氮气的流量为500-700sccm，例如可以是500sccm、520sccm、540sccm、560sccm、580sccm、600sccm、620sccm、640sccm、660sccm、680sccm或700sccm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(12)所述第十时间段为6-10min，例如可以是6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min、9.5min或10min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(13)所述第十一温度为950-1000℃，例如可以是950℃、955℃、960℃、965℃、970℃、975℃、980℃、985℃、990℃、995℃或1000℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(13)所述第十一时间段为40-60min，例如可以是40min、42min、44min、46min、48min、50min、52min、54min、56min、58min或60min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(14)所述第十二温度为900-950℃，例如可以是900℃、905℃、910℃、915℃、920℃、925℃、930℃、935℃、940℃、945℃或950℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(14)所述第十二时间段为15-20min，例如可以是15min、15.5min、16min、16.5min、17min、17.5min、18min、18.5min、19min、19.5min或20min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(15)所述第十三温度为900-950℃，例如可以是900℃、905℃、910℃、915℃、920℃、925℃、930℃、935℃、940℃、945℃或950℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(15)所述氮气的流量为400-600sccm，例如可以是400sccm、420sccm、440sccm、460sccm、480sccm、500sccm、520sccm、540sccm、560sccm、580sccm或600sccm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(15)所述第十三时间段为1-3min，例如可以是1min、1.2min、1.4min、1.6min、1.8min、2min、2.2min、2.4min、2.6min、2.8min或3min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(16)所述第十四温度为900-950℃，例如可以是900℃、905℃、910℃、915℃、920℃、925℃、930℃、935℃、940℃、945℃或950℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(16)所述第十四时间段为15-20min，例如可以是15min、15.5min、16min、16.5min、17min、17.5min、18min、18.5min、19min、19.5min或20min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(17)所述第十五温度为850-900℃，例如可以是850℃、855℃、860℃、865℃、870℃、875℃、880℃、885℃、890℃、895℃或900℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(17)所述第十五时间段为15-20min，例如可以是15min、15.5min、16min、16.5min、17min、17.5min、18min、18.5min、19min、19.5min或20min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(18)所述第十六温度为800-850℃，例如可以是800℃、805℃、810℃、815℃、820℃、825℃、830℃、835℃、840℃、845℃或850℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(18)所述第三流量为20-25slm，例如可以是20slm、20.5slm、21slm、21.5slm、22slm、22.5slm、23slm、23.5slm、24slm、24.5slm或25slm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(18)所述第十六时间段为15-20min，例如可以是15min、15.5min、16min、16.5min、17min、17.5min、18min、18.5min、19min、19.5min或20min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(12)所述第一次通硼源的温度、步骤(13)所述第一次硼推进的温度、步骤(15)所述第二次通硼源的温度与步骤(16)所述第二次硼推进的温度均需保持在合理范围内。当温度低于各自规定的温度范围时，背面硼扩散所形成的方阻分布均匀性降低，影响电池片效率；当温度高于各自规定的温度范围时，又会造成扩散成本不必要的升高。
优选地，所述磷源包括三氯氧磷。
优选地，所述磷源在氮气中的含量为0.3-0.8g/L，例如可以是0.3g/L、0.35g/L、0.4g/L、0.45g/L、0.5g/L、0.55g/L、0.6g/L、0.65g/L、0.7g/L、0.75g/L或0.8g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述硼源包括三溴化硼。
优选地，所述硼源在氮气中的含量为0.4-0.9g/L，例如可以是0.4g/L、0.45g/L、0.5g/L、0.55g/L、0.6g/L、0.65g/L、0.7g/L、0.75g/L、0.8g/L、0.85g/L或0.9g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，第一温度与第二温度相同。
优选地，第四温度与第五温度相同。
优选地，第九温度、第十温度与第十一温度相同。
优选地，第十二温度、第十三温度与第十四温度相同。
作为本发明优选的技术方案，所述扩散方法包括先后进行的正面磷扩散与背面硼扩散；
所述正面磷扩散的具体步骤为：
(1)扩磷预处理：送入电池片，抽真空至绝对真空度为1-10Pa并进行检漏；
(2)扩磷前氧化：在780-790℃下通入500-700sccm的氧气，保持5-7min；
(3)第一次通磷源：在780-790℃下通入600-800sccm携带磷源的氮气，保持2-6min；
(4)磷推进：在850-860℃下进行磷的推进，保持15-22min；
(5)第一次扩磷降温：在12-16min内降温至800-820℃；
(6)第二次通磷源：在800-820℃下通入600-800sccm携带磷源的氮气，保持3-5min；
(7)第二次扩磷降温：在7-10min内降温至780-810℃；
(8)第三次通磷源：在800-820℃下通入800-1000sccm携带磷源的氮气，保持5-8min；
(9)扩磷后氧化：在780-790℃下通入700-900sccm的氧气，保持1-3min；
其中，所述磷源为三氯氧磷，且磷源在氮气中的含量为0.3-0.8g/L；
所述背面硼扩散的具体步骤为：
(10)扩硼预处理：送入电池片，抽真空至绝对真空度为1-10Pa并进行检漏；
(11)扩硼升温：在10-20min内升温至950-1000℃；
(12)第一次通硼源：在950-1000℃下通入500-700sccm携带硼源的氮气，保持6-10min；
(13)第一次硼推进：在950-1000℃下进行硼的推进，保持40-60min；
(14)第一次扩硼降温：在15-20min内降温至900-950℃；
(15)第二次通硼源：在900-950℃下通入400-600sccm携带硼源的氮气，保持1-3min；
(16)第二次硼推进：在900-950℃下进行硼的推进，保持15-20min；
(17)第二次扩硼降温：在15-20min内降温至850-900℃；
(18)扩硼后氧化：在800-850℃下通入20-25slm的氧气，保持15-20min；
其中，所述硼源为三溴化硼，且硼源在氮气中的含量为0.4-0.9g/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过合理调整P型钝化接触太阳能电池片制作工艺中的正面磷扩散条件及背面硼扩散条件，在不同温度下改进通源及推进的方式，使得硅片中实0.现了较为均匀的方阻分布，并且进一步减少了硅片表面的“死层”，降低了少子的复合损失，从而延长了少子的寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法包括先后进行的正面磷扩散与背面硼扩散；
所述正面磷扩散的具体步骤为：
(1)扩磷预处理：送入电池片至扩散炉中，抽真空至绝对真空度为7Pa并进行检漏，保持炉管内洁净、恒压、恒温的前提条件；
(2)扩磷前氧化：在785℃下通入600sccm的氧气，保持6min；
(3)第一次通磷源：在785℃下通入700sccm携带磷源的氮气，保持4min；
(4)磷推进：在855℃下进行磷的推进，保持18min；
(5)第一次扩磷降温：在14min内降温至810℃；
(6)第二次通磷源：在810℃下通入700sccm携带磷源的氮气，保持4min；
(7)第二次扩磷降温：在8min内降温至800℃；
(8)第三次通磷源：在810℃下通入900sccm携带磷源的氮气，保持6min；
(9)扩磷后氧化：在785℃下通入800sccm的氧气，保持2min；
其中，所述磷源为三氯氧磷，且磷源在氮气中的含量为0.5g/L；
所述背面硼扩散的具体步骤为：
(10)扩硼预处理：送入电池片至扩散炉中，抽真空至绝对真空度为8Pa并进行检漏，保持炉管内洁净、恒压、恒温的前提条件；
(11)扩硼升温：在15min内升温至975℃；
(12)第一次通硼源：在975℃下通入600sccm携带硼源的氮气，保持8min；
(13)第一次硼推进：在975℃下进行硼的推进，保持50min；
(14)第一次扩硼降温：在18min内降温至925℃；
(15)第二次通硼源：在925℃下通入500sccm携带硼源的氮气，保持2min；
(16)第二次硼推进：在925℃下进行硼的推进，保持18min；
(17)第二次扩硼降温：在18min内降温至875℃；
(18)扩硼后氧化：在825℃下通入23slm的氧气，保持18min；
其中，所述硼源为三溴化硼，且硼源在氮气中的含量为0.5g/L。
本实施例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在105±10Ω，背面硼扩散所形成的方阻可维持在50±10Ω，且正面及背面的方阻分布均匀。
实施例2
本实施例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法包括先后进行的正面磷扩散与背面硼扩散；
所述正面磷扩散的具体步骤为：
(1)扩磷预处理：送入电池片至扩散炉中，抽真空至绝对真空度为8Pa并进行检漏，保持炉管内洁净、恒压、恒温的前提条件；
(2)扩磷前氧化：在780℃下通入500sccm的氧气，保持7min；
(3)第一次通磷源：在780℃下通入600sccm携带磷源的氮气，保持6min；
(4)磷推进：在850℃下进行磷的推进，保持22min；
(5)第一次扩磷降温：在12min内降温至800℃；
(6)第二次通磷源：在800℃下通入600sccm携带磷源的氮气，保持5min；
(7)第二次扩磷降温：在7min内降温至780℃；
(8)第三次通磷源：在800℃下通入800sccm携带磷源的氮气，保持8min；
(9)扩磷后氧化：在780℃下通入700sccm的氧气，保持3min；
其中，所述磷源为三氯氧磷，且磷源在氮气中的含量为0.5g/L；
所述背面硼扩散的具体步骤为：
(10)扩硼预处理：送入电池片至扩散炉中，抽真空至绝对真空度为8Pa并进行检漏，保持炉管内洁净、恒压、恒温的前提条件；
(11)扩硼升温：在10min内升温至950℃；
(12)第一次通硼源：在950℃下通入500sccm携带硼源的氮气，保持10min；
(13)第一次硼推进：在950℃下进行硼的推进，保持60min；
(14)第一次扩硼降温：在15min内降温至900℃；
(15)第二次通硼源：在900℃下通入400sccm携带硼源的氮气，保持3min；
(16)第二次硼推进：在900℃下进行硼的推进，保持20min；
(17)第二次扩硼降温：在15min内降温至850℃；
(18)扩硼后氧化：在800℃下通入20slm的氧气，保持20min；
其中，所述硼源为三溴化硼，且硼源在氮气中的含量为0.5g/L。
本实施例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在110±15Ω，背面硼扩散所形成的方阻可维持在50±15Ω，且正面及背面的方阻分布均匀。
实施例3
本实施例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法包括先后进行的正面磷扩散与背面硼扩散；
所述正面磷扩散的具体步骤为：
(1)扩磷预处理：送入电池片至扩散炉中，抽真空至绝对真空度为6Pa并进行检漏，保持炉管内洁净、恒压、恒温的前提条件；
(2)扩磷前氧化：在790℃下通入700sccm的氧气，保持5min；
(3)第一次通磷源：在790℃下通入800sccm携带磷源的氮气，保持2min；
(4)磷推进：在860℃下进行磷的推进，保持15min；
(5)第一次扩磷降温：在16min内降温至820℃；
(6)第二次通磷源：在820℃下通入800sccm携带磷源的氮气，保持3min；
(7)第二次扩磷降温：在10min内降温至810℃；
(8)第三次通磷源：在820℃下通入1000sccm携带磷源的氮气，保持5min；
(9)扩磷后氧化：在790℃下通入900sccm的氧气，保持1min；
其中，所述磷源为三氯氧磷，且磷源在氮气中的含量为0.5g/L；
所述背面硼扩散的具体步骤为：
(10)扩硼预处理：送入电池片至扩散炉中，抽真空至绝对真空度为7Pa并进行检漏，保持炉管内洁净、恒压、恒温的前提条件；
(11)扩硼升温：在20min内升温至1000℃；
(12)第一次通硼源：在1000℃下通入700sccm携带硼源的氮气，保持6min；
(13)第一次硼推进：在1000℃下进行硼的推进，保持40min；
(14)第一次扩硼降温：在20min内降温至950℃；
(15)第二次通硼源：在950℃下通入600sccm携带硼源的氮气，保持1min；
(16)第二次硼推进：在950℃下进行硼的推进，保持15min；
(17)第二次扩硼降温：在20min内降温至900℃；
(18)扩硼后氧化：在850℃下通入25slm的氧气，保持15min；
其中，所述硼源为三溴化硼，且硼源在氮气中的含量为0.5g/L。
本实施例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在107±15Ω，背面硼扩散所形成的方阻可维持在50±15Ω，且正面及背面的方阻分布均匀。
实施例4
本实施例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法中除了将步骤(3)第一次通磷源的温度改为770℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在105±20Ω，背面硼扩散所形成的方阻可维持在50±10Ω，且正面及背面的方阻分布较为均匀。
实施例5
本实施例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法中除了将步骤(4)磷推进的温度改为840℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在103±18Ω，背面硼扩散所形成的方阻可维持在50±10Ω，且正面及背面的方阻分布较为均匀。
实施例6
本实施例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法中除了将步骤(6)第二次通磷源的温度改为790℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在100±20Ω，背面硼扩散所形成的方阻可维持在50±10Ω，且正面及背面的方阻分布较为均匀。
实施例7
本实施例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法中除了将步骤(8)第三次通磷源的温度改为790℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在106±20Ω，背面硼扩散所形成的方阻可维持在50±10Ω，且正面及背面的方阻分布较为均匀。
实施例8
本实施例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法中除了将步骤(12)第一次通硼源的温度改为940℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在105±10Ω，背面硼扩散所形成的方阻可维持在52±20Ω，且正面及背面的方阻分布较为均匀。
实施例9
本实施例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法中除了将步骤(13)第一次硼推进的温度改为940℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在105±10Ω，背面硼扩散所形成的方阻可维持在54±20Ω，且正面及背面的方阻分布较为均匀。
实施例10
本实施例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法中除了将步骤(15)第二次通硼源的温度改为890℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在105±10Ω，背面硼扩散所形成的方阻可维持在47±20Ω，且正面及背面的方阻分布较为均匀。
实施例11
本实施例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法中除了将步骤(16)第二次硼推进的温度改为890℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在105±10Ω，背面硼扩散所形成的方阻可维持在45±20Ω，且正面及背面的方阻分布较为均匀。
对比例1
本对比例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法中除了去除步骤(6)、步骤(7)与步骤(8)，即只进行一次通磷源，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本对比例所述正面磷扩散所形成的方阻分布极不均匀，背面硼扩散所形成的方阻可维持在50±10Ω，且硅片正面存在较多“死层”，影响少子的寿命。
对比例2
本对比例提供一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，所述扩散方法中除了去除步骤(15)、步骤(16)与步骤(17)，即只进行一次通硼源，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本对比例所述正面磷扩散所形成的方阻可维持在105±10Ω，背面硼扩散所形成的方阻分布极不均匀，且硅片背面存在较多“死层”，影响少子的寿命。
由此可见，本发明通过合理调整P型钝化接触太阳能电池片制作工艺中的正面磷扩散条件及背面硼扩散条件，在不同温度下改进通源及推进的方式，使得硅片中实现了较为均匀的方阻分布，并且进一步减少了硅片表面的“死层”，降低了少子的复合损失，从而延长了少子的寿命。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种P型钝化接触太阳能电池片的扩散方法，其特征在于，所述扩散方法包括先后进行的正面磷扩散与背面硼扩散；
所述正面磷扩散包括依次进行的扩磷预处理、扩磷前氧化、第一次通磷源、磷推进、第一次扩磷降温、第二次通磷源、第二次扩磷降温、第三次通磷源与扩磷后氧化；
所述背面硼扩散包括依次进行的扩硼预处理、扩硼升温、第一次通硼源、第一次硼推进、第一次扩硼降温、第二次通硼源、第二次硼推进、第二次扩硼降温与扩硼后氧化。
2.根据权利要求1所述的扩散方法，其特征在于，所述正面磷扩散的具体步骤为：
(1)扩磷预处理：送入电池片，抽真空并进行检漏；
(2)扩磷前氧化：在第一温度下通入第一流量的氧气，保持第一时间段；
(3)第一次通磷源：在第二温度下通入携带磷源的氮气，保持第二时间段；
(4)磷推进：在第三温度下进行磷的推进，保持第三时间段；
(5)第一次扩磷降温：在第四时间段内降温至第四温度；
(6)第二次通磷源：在第五温度下通入携带磷源的氮气，保持第五时间段；
(7)第二次扩磷降温：在第六时间段内降温至第六温度；
(8)第三次通磷源：在第七温度下通入携带磷源的氮气，保持第七时间段；
(9)扩磷后氧化：在第八温度下通入第二流量的氧气，保持第八时间段。
3.根据权利要求2所述的扩散方法，其特征在于，所述背面硼扩散的具体步骤为：
(10)扩硼预处理：送入电池片，抽真空并进行检漏；
(11)扩硼升温：在第九时间段内升温至第九温度；
(12)第一次通硼源：在第十温度下通入携带硼源的氮气，保持第十时间段；
(13)第一次硼推进：在第十一温度下进行硼的推进，保持第十一时间段；
(14)第一次扩硼降温：在第十二时间段内降温至第十二温度；
(15)第二次通硼源：在第十三温度下通入携带硼源的氮气，保持第十三时间段；
(16)第二次硼推进：在第十四温度下进行硼的推进，保持第十四时间段；
(17)第二次扩硼降温：在第十五时间段内降温至第十五温度；
(18)扩硼后氧化：在第十六温度下通入第三流量的氧气，保持第十六时间段。
4.根据权利要求2所述的扩散方法，其特征在于，步骤(1)所述抽真空的绝对真空度为1-10Pa；
优选地，步骤(2)所述第一温度为780-790℃，第一流量为500-700sccm，第一时间段为5-7min；
优选地，步骤(3)所述第二温度为780-790℃，氮气的流量为600-800sccm，第二时间段为2-6min；
优选地，步骤(4)所述第三温度为850-860℃，第三时间段为15-22min；
优选地，步骤(5)所述第四温度为800-820℃，第四时间段为12-16min；
优选地，步骤(6)所述第五温度为800-820℃，氮气的流量为600-800sccm，第五时间段为3-5min；
优选地，步骤(7)所述第六温度为780-810℃，第六时间段为7-10min；
优选地，步骤(8)所述第七温度为800-820℃，氮气的流量为800-1000sccm，第七时间段为5-8min；
优选地，步骤(9)所述第八温度为780-790℃，第二流量为700-900sccm，第八时间段为1-3min。
5.根据权利要求3所述的扩散方法，其特征在于，步骤(10)所述抽真空的绝对真空度为1-10Pa；
优选地，步骤(11)所述第九温度为950-1000℃，第九时间段为10-20min；
优选地，步骤(12)所述第十温度为950-1000℃，氮气的流量为500-700sccm，第十时间段为6-10min；
优选地，步骤(13)所述第十一温度为950-1000℃，第十一时间段为40-60min；
优选地，步骤(14)所述第十二温度为900-950℃，第十二时间段为15-20min；
优选地，步骤(15)所述第十三温度为900-950℃，氮气的流量为400-600sccm，第十三时间段为1-3min；
优选地，步骤(16)所述第十四温度为900-950℃，第十四时间段为15-20min；
优选地，步骤(17)所述第十五温度为850-900℃，第十五时间段为15-20min；
优选地，步骤(18)所述第十六温度为800-850℃，第三流量为20-25slm，第十六时间段为15-20min。
6.根据权利要求2或4所述的扩散方法，其特征在于，所述磷源包括三氯氧磷；
优选地，所述磷源在氮气中的含量为0.3-0.8g/L。
7.根据权利要求3或5所述的扩散方法，其特征在于，所述硼源包括三溴化硼；
优选地，所述硼源在氮气中的含量为0.4-0.9g/L。
8.根据权利要求2、4或6任一项所述的扩散方法，其特征在于，第一温度与第二温度相同；
优选地，第四温度与第五温度相同。
9.根据权利要求3、5或7任一项所述的扩散方法，其特征在于，第九温度、第十温度与第十一温度相同；
优选地，第十二温度、第十三温度与第十四温度相同。
10.根据权利要求1-9任一项所述的扩散方法，其特征在于，所述扩散方法包括先后进行的正面磷扩散与背面硼扩散；
所述正面磷扩散的具体步骤为：
(1)扩磷预处理：送入电池片，抽真空至绝对真空度为1-10Pa并进行检漏；
(2)扩磷前氧化：在780-790℃下通入500-700sccm的氧气，保持5-7min；
(3)第一次通磷源：在780-790℃下通入600-800sccm携带磷源的氮气，保持2-6min；
(4)磷推进：在850-860℃下进行磷的推进，保持15-22min；
(5)第一次扩磷降温：在12-16min内降温至800-820℃；
(6)第二次通磷源：在800-820℃下通入600-800sccm携带磷源的氮气，保持3-5min；
(7)第二次扩磷降温：在7-10min内降温至780-810℃；
(8)第三次通磷源：在800-820℃下通入800-1000sccm携带磷源的氮气，保持5-8min；
(9)扩磷后氧化：在780-790℃下通入700-900sccm的氧气，保持1-3min；
其中，所述磷源为三氯氧磷，且磷源在氮气中的含量为0.3-0.8g/L；
所述背面硼扩散的具体步骤为：
(10)扩硼预处理：送入电池片，抽真空至绝对真空度为1-10Pa并进行检漏；
(11)扩硼升温：在10-20min内升温至950-1000℃；
(12)第一次通硼源：在950-1000℃下通入500-700sccm携带硼源的氮气，保持6-10min；
(13)第一次硼推进：在950-1000℃下进行硼的推进，保持40-60min；
(14)第一次扩硼降温：在15-20min内降温至900-950℃；
(15)第二次通硼源：在900-950℃下通入400-600sccm携带硼源的氮气，保持1-3min；
(16)第二次硼推进：在900-950℃下进行硼的推进，保持15-20min；
(17)第二次扩硼降温：在15-20min内降温至850-900℃；
(18)扩硼后氧化：在800-850℃下通入20-25slm的氧气，保持15-20min；
其中，所述硼源为三溴化硼，且硼源在氮气中的含量为0.4-0.9g/L。
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Denomination of invention: A Diffusion Method for P-type Passivation Contact Solar Cells Granted publication date: 20230210 Pledgee: Dongyang Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: HENGDIAN GROUP DMEGC MAGNETICS Co.,Ltd. Registration number: Y2024330000516 |
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