一種改善太陽能電池片均勻性的磷擴(kuò)散方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改善太陽能電池片均勻性的磷擴(kuò)散方法，通過改變氮?dú)饬髁亢蛪毫砀纳茢U(kuò)散均勻性，有效地控制其爐管內(nèi)部氣氛場狀態(tài)及摻雜氣體流動(dòng)速度，從而達(dá)到擴(kuò)散工藝的穩(wěn)定性及重復(fù)性，使得整管均勻性及單片均勻性都得到一定改善，從而電性能得到一定改善。
【專利說明】一種改善太陽能電池片均勻性的磷擴(kuò)散方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改善太陽能電池片均勻性的磷擴(kuò)散方法，屬于多晶硅太陽能電池領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽能電池領(lǐng)域中，太陽能電池片制備過程已形成標(biāo)準(zhǔn)，主要步驟為制絨(表面織構(gòu)化和表面化學(xué)清理處理)——擴(kuò)散(形成P N結(jié))——邊緣刻蝕——鍍膜(減反射膜)——絲網(wǎng)印刷——燒結(jié)。而這些步驟中擴(kuò)散形成P N結(jié)是核心步驟，它是在P型襯底的情況下，使用磷進(jìn)行擴(kuò)散，從而形成P N結(jié)，在N型襯底的情況下，使用硼擴(kuò)散，從而形成
PN結(jié)。
[0003]現(xiàn)多數(shù)都為P型襯底，使用磷擴(kuò)散，重點(diǎn)步驟為:第一步使用氮?dú)鈹y帶液態(tài)磷三氯氧磷(P0CL3),和其他氣體(氮，氧)，一起進(jìn)入爐管，在低溫800度左右進(jìn)行沉積擴(kuò)散,從而形成幾百納米的擴(kuò)散深度；第二步通過高溫進(jìn)行高溫推進(jìn)再分布，使表面殘余的磷進(jìn)一步向硅片里面擴(kuò)散，從而形成穩(wěn)定均勻N層。
[0004]擴(kuò)散爐Tempress相對于其他擴(kuò)散爐來說,穩(wěn)定性較好，但因?yàn)閿U(kuò)散爐的摻雜氣體都是從管尾流進(jìn)，通過尾氣抽風(fēng)從管口流出(壓力)從而導(dǎo)致爐管內(nèi)氣氛場存在差異；其次因?yàn)槠淇販販囟榷际鞘褂眉訜峤z圍繞在爐壁，由幾個(gè)加熱絲分段同時(shí)控溫，在工藝確定的情況下，各溫區(qū)控制區(qū)域擴(kuò)散后效果存在差異，從而導(dǎo)致太陽能電池片光電轉(zhuǎn)換效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種改善太陽能電池片均勻性的磷擴(kuò)散方法，通過改變氮?dú)饬髁亢蛪毫砀纳茢U(kuò)散均勻性，有效地控制其爐管內(nèi)部氣氛場狀態(tài)及摻雜氣體流動(dòng)速度，從而達(dá)到擴(kuò)散工藝的穩(wěn)定性及重復(fù)性，使得整管均勻性及單片均勻性都得到一定改善，從而電性能得到一定改善。
[0006]一種改善太陽能電池片均勻性的磷擴(kuò)散方法，使用的硅片是電阻率為l_3ohm.cm的156mmX 156mm規(guī)格的P型多晶硅片，常規(guī)酸制絨后具體步驟如下:
1、準(zhǔn)備階段:荷蘭TEMPRESS擴(kuò)散爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力5pa；
2、進(jìn)舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力5pa,持續(xù)時(shí)間8min；
3、出舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力_30pa，持續(xù)時(shí)間8min；
4、檢漏階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?.5slm，壓力-200pa，持續(xù)時(shí)間2min ；
5、加熱階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?3.5slm，壓力10pa，持續(xù)時(shí)間15min ；
6、預(yù)氧化階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間2min；
7、擴(kuò)散階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力12pa，持續(xù)時(shí)間15min，溫度780°C-820°C ；
8、后氧化階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間7min；
9、推進(jìn)階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間6min；
10、擴(kuò)散階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力12pa，持續(xù)時(shí)間2min，溫度850°C-870°C ； 11、推進(jìn)階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間6min；
12、冷卻階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?2slm，壓力12pa，持續(xù)時(shí)間15min；
13、進(jìn)舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)鈒Oslm，壓力_30pa，持續(xù)時(shí)間8min；
14、出舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)鈒Oslm，壓力5pa，持續(xù)時(shí)間8min。
[0007]本發(fā)明對擴(kuò)散工藝步驟進(jìn)行相關(guān)參數(shù)調(diào)整，使得產(chǎn)生ECV曲線和現(xiàn)有工藝無差異，得到能提高整管均勻性和片內(nèi)均勻性的擴(kuò)散工藝，同時(shí)獲得良好的光電轉(zhuǎn)換效率。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例:
一種改善太陽能電池片均勻性的磷擴(kuò)散方法，使用的硅片是電阻率為l-3ohm.cm的156mm X 156mm規(guī)格的P型多晶娃片,常規(guī)酸制絨后具體步驟如下:
1、準(zhǔn)備階段:荷蘭TEMPRESS擴(kuò)散爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力5pa；
2、進(jìn)舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力5pa,持續(xù)時(shí)間8min；
3、出舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力_30pa，持續(xù)時(shí)間8min；
4、檢漏階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?.5slm，壓力-200pa，持續(xù)時(shí)間2min ；
5、加熱階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?3.5slm，壓力10pa，持續(xù)時(shí)間15min ；
6、預(yù)氧化階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間2min；
7、擴(kuò)散階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力12pa，持續(xù)時(shí)間15min，溫度780°C-820°C ；
8、后氧化階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間7min；
9、推進(jìn)階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間6min；
10、擴(kuò)散階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力12pa，持續(xù)時(shí)間2min，溫度850°C-870°C ；
11、推進(jìn)階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間6min；
12、冷卻階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?2slm，壓力12pa，持續(xù)時(shí)間15min；
13、進(jìn)舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)鈒Oslm，壓力_30pa，持續(xù)時(shí)間8min；
14、出舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)鈒Oslm，壓力5pa，持續(xù)時(shí)間8min。
[0009]對比例:
一種磷擴(kuò)散方法，使用的娃片是電阻率為l_3ohm.cm的156mm X 156mm規(guī)格的P型多晶硅片，常規(guī)酸制絨后具體步驟如下:
1、準(zhǔn)備階段:荷蘭TEMPRESS擴(kuò)散爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力5pa；
2、進(jìn)舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力5pa,持續(xù)時(shí)間8min；
3、出舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力_30pa，持續(xù)時(shí)間8min；
4、檢漏階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?.5slm，壓力-200pa，持續(xù)時(shí)間2min ；
5、加熱階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?3.5slm，壓力10pa，持續(xù)時(shí)間15min ；
6、預(yù)氧化階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?2slm,壓力IOpa,持續(xù)時(shí)間2min；
7、擴(kuò)散階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?2slm，壓力10pa，持續(xù)時(shí)間15min，溫度780°C-820°C ；
8、后氧化階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?2slm,壓力IOpa,持續(xù)時(shí)間7min；
9、推進(jìn)階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?2slm,壓力IOpa,持續(xù)時(shí)間6min；
10、擴(kuò)散階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?2slm，壓力10pa，持續(xù)時(shí)間2min，溫度850°C-870°C ；
11、推進(jìn)階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?2slm,壓力IOpa,持續(xù)時(shí)間6min；12、冷卻階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?2slm，壓力12pa，持續(xù)時(shí)間15min；
13、進(jìn)舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)鈒Oslm，壓力_30pa，持續(xù)時(shí)間8min；
14、出舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)鈒Oslm，壓力5pa，持續(xù)時(shí)間8min。
[0010] 把實(shí)施例和對比例擴(kuò)散后從一管500片中固定位置多次抽取5片進(jìn)行測試，去片內(nèi)均勻性和整管均勻性如下表所示:
注:均勻性計(jì)算方式為(最大值-最小值)/ (最大值+最小值)*100%
【權(quán)利要求】
1.一種改善太陽能電池片均勻性的磷擴(kuò)散方法，其特征為:使用的硅片是電阻率為l-3ohm.cm的156mmX 156mm規(guī)格的P型多晶娃片，常規(guī)酸制絨后具體步驟如下: I)、準(zhǔn)備階段；2)、進(jìn)舟階段；3)、出舟階段；4)、檢漏階段；5)、加熱階段； 6)、預(yù)氧化階段；7)、擴(kuò)散階段；8)、后氧化階段；9)、推進(jìn)階段；10)、擴(kuò)散階段； II)、推進(jìn)階段；12)、冷卻階段；13)、進(jìn)舟階段；14)、出舟階段。
2.一種改善太陽能電池片均勻性的磷擴(kuò)散方法，其特征為:使用的硅片是電阻率為l-3ohm.cm的156mmX 156mm規(guī)格的P型多晶娃片，常規(guī)酸制絨后具體步驟如下: 1)、準(zhǔn)備階段:荷蘭TEMPRESS擴(kuò)散爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力5pa； 2)、進(jìn)舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力5pa,持續(xù)時(shí)間8min； 3)、出舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力_30pa，持續(xù)時(shí)間8min； 4)、檢漏階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?.5slm，壓力-200pa，持續(xù)時(shí)間2min ； 5)、加熱階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?3.5slm，壓力10pa，持續(xù)時(shí)間15min ； 6)、預(yù)氧化階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間2min；7)、擴(kuò)散階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力12pa，持續(xù)時(shí)間15min，溫度780°C-820°C ； 8)、后氧化階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間7min； 9)、推進(jìn)階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間6min；10)、擴(kuò)散階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm，壓力12pa，持續(xù)時(shí)間2min，溫度850°C-870°C ； 11)、推進(jìn)階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?slm,壓力12pa,持續(xù)時(shí)間6min； 12)、冷卻階段:爐內(nèi)通入氮?dú)?2slm，壓力12pa，持續(xù)時(shí)間15min； 13)、進(jìn)舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)鈒Oslm，壓力_30pa，持續(xù)時(shí)間8min； 14)、出舟階段:爐內(nèi)通入氮?dú)鈒Oslm，壓力5pa，持續(xù)時(shí)間8min。
【文檔編號】H01L31/18GK103646999SQ201310694365
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】李戰(zhàn)輝, 李志強(qiáng), 劉謙, 王鵬, 黃治國 申請人:上饒光電高科技有限公司