專利名稱：一種太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池加工領(lǐng)域，尤其是涉及ー種應(yīng)用于晶體硅太陽(yáng)能電池制備的擴(kuò)
散エ藝。背景技木
公知的，太陽(yáng)能電池的制備エ藝流程一般為清洗制絨——擴(kuò)散制結(jié)——邊緣刻蝕——去磷硅玻璃——鍍氮化硅膜一一絲網(wǎng)印刷——燒結(jié)——測(cè)試；在所述的這些エ序中，擴(kuò)散制結(jié)又稱為擴(kuò)散エ藝，其一般是采用在石英管中以閉管液態(tài)源的方式進(jìn)行擴(kuò)散，即先將P型硅片安置于高溫石英管內(nèi)，然后再向石英管內(nèi)通入攜帯P0CL3的小氮以及大氮和氧氣，從而通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在娃片表面形成ー層含P的SI02層，并使P在高溫下擴(kuò)散進(jìn)娃片 中形成P — N結(jié)；由于擴(kuò)散后P — N結(jié)的好壞以及其均勻性能夠直接影響后道エ序，尤其是燒結(jié)エ序的正常生產(chǎn)，以及影響到整個(gè)太陽(yáng)能電池電性能參數(shù)的穩(wěn)定性，因此，P — N結(jié)又被稱為太陽(yáng)能電池的心臟，也就是說(shuō)，擴(kuò)散エ藝是整個(gè)電池制備エ藝的重要基礎(chǔ)；
目前，用于進(jìn)行擴(kuò)散制結(jié)的擴(kuò)散爐基本上分為普通閉管式擴(kuò)散爐和軟著陸全封閉擴(kuò)散爐兩大類，其中，由于軟著陸全封閉式擴(kuò)散爐的設(shè)備硬件相對(duì)較好，因此其封閉性及擴(kuò)散效果也都較好；而普通閉管式擴(kuò)散爐的設(shè)備硬件由于較為一般，因此在エ藝運(yùn)行過(guò)程中，因其爐門的封閉性較差，導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)的氣場(chǎng)及熱場(chǎng)不夠均勻，從而致使片內(nèi)方阻的均勻性也相對(duì)較差，進(jìn)而極易因擴(kuò)散不均勻而導(dǎo)致電池制備后續(xù)流程中的燒結(jié)エ序出現(xiàn)異常片，這就造成了多晶小于16%的低效片大大增加，因此，現(xiàn)需要ー種使普通閉管式擴(kuò)散爐也能達(dá)到較好擴(kuò)散效果的擴(kuò)散エ藝。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開(kāi)了ー種太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，所述的エ藝能夠有效的改善設(shè)備硬件一般的擴(kuò)散爐的擴(kuò)散均勻性，從而使形成的P — N結(jié)更加平整，進(jìn)而達(dá)到了在燒結(jié)エ序中有效減少異常片出現(xiàn)的目的。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，所述的エ藝步驟如下
A、進(jìn)槳將相應(yīng)的硅片送進(jìn)擴(kuò)散爐的爐管中，并同時(shí)通入15 25L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為770 810°C ;
B、溫度保持在爐門關(guān)閉后，通入5 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為770 810°C，時(shí)間為10 15min ；
C、低溫通源將I.5 2L/min且混合P0CL3的小氮通入爐內(nèi)，并同時(shí)通入I. 5 2L/min的氧氣和20 25L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為810 830°C，時(shí)間為3 5min ；
D、變溫通源將O.8 1.2L/min且混合P0CL3的小氮通往爐內(nèi)，并同時(shí)通入O. 5 IL/min的氧氣和15 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為850 870°C，時(shí)間為8 12min ；
E、高溫通源將O.8 I. 2L/min且混合P0CL3的小氮通入爐內(nèi)，并同時(shí)通入O. 5 IL/min的氧氣和15 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為850 870°C，時(shí)間為10 12min ；
F、高溫再分布在不通源的情況下，同時(shí)通入2 2.5L/min的氧氣和15 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為850 870°C，時(shí)間為3 5min ；
G、低溫再分布繼續(xù)同時(shí)通入2 2.5L/min的氧氣和15 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為820 840°C，時(shí)間為8 IOmin ；
H、降溫將擴(kuò)散爐溫度降到770 810°C時(shí)，同時(shí)通入15 20L/min的大氮，時(shí)間為10 15min ；
I、出槳在取出硅片的同時(shí)通入15 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為770 810°C。所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，所述エ藝的步驟A中，向爐內(nèi)通入20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為800°C。所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，所述エ藝的步驟B中，向爐內(nèi)通入17L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為800°C，時(shí)間為13min。
所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，所述エ藝的步驟C中，向爐內(nèi)通入I. 7L/min且混合P0CL3的小氮，并同時(shí)通入I. 8L/min的氧氣和23L/min大氮，擴(kuò)散爐溫度為820°C，時(shí)間為4min。所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，所述エ藝的步驟D中，向爐內(nèi)通入lL/min且混合P0CL3的小氮，并同時(shí)通入O. 7L/min的氧氣和17L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為860°C，時(shí)間為IOmin。所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，所述エ藝的步驟E中，向爐內(nèi)通入O. 9L/min且混合P0CL3的小氮，并同時(shí)通入O. 7L/min的氧氣和18L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為860°C，時(shí)間為IImin。所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，所述エ藝的步驟F中，向爐內(nèi)通入2. 3L/min的氧氣和17L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為860°C，時(shí)間為4min。所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，所述エ藝的步驟G中，向爐內(nèi)通入2. 3L/min的氧氣和17L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為830°C，時(shí)間為9min。所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，所述エ藝的步驟H中，在擴(kuò)散爐溫度為800°C時(shí)，同時(shí)通入17L/min的大氮，時(shí)間為12min。所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，所述エ藝的I步驟中，緩慢的取出擴(kuò)散后的硅片，并同時(shí)通入17L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為800°C。由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝能夠有效的改善設(shè)備硬件一般的擴(kuò)散爐的擴(kuò)散均勻性，即通過(guò)改善擴(kuò)散片內(nèi)方阻的均勻性使形成的P — N結(jié)更加平整，從而達(dá)到了在后續(xù)的燒結(jié)エ序中有效減少異常片出現(xiàn)的目的；此外，由于有效降低了因燒結(jié)異常而出現(xiàn)多晶小于16%的低效片的機(jī)率，因而相應(yīng)的就増加了制備太陽(yáng)能電池的出貨良率。
具體實(shí)施方式
通過(guò)下面的實(shí)施例可以更詳細(xì)的解釋本發(fā)明，公開(kāi)本發(fā)明的目的g在保護(hù)本發(fā)明范圍內(nèi)的一切變化和改進(jìn)，本發(fā)明并不局限于下面的實(shí)施例；
所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝步驟如下
A、進(jìn)槳在擴(kuò)散爐的溫度為800°C吋，將相應(yīng)的硅片送進(jìn)擴(kuò)散爐的爐管中，并同時(shí)向爐內(nèi)通入20L/min的大氮；
B、溫度保持因?yàn)椴僮鰽步驟時(shí)，爐門打開(kāi)等原因會(huì)導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)溫度偏低，因此要在爐門關(guān)閉后的13min內(nèi)使擴(kuò)散爐的溫度保持在800°C，并同時(shí)通入17L/min的大氮；
C、低溫通源完成B步驟后，使擴(kuò)散爐的溫度保持在820°C，并在4min內(nèi)，將I.7L/min且混合P0CL3的小氮通入爐內(nèi)，同時(shí)通入I. 8L/min的氧氣和23L/min大氮；
D、變溫通源完成C步驟后，使擴(kuò)散爐的溫度保持在860°C，并在IOmin內(nèi)，將lL/min且混合POCL3的小氮通入爐內(nèi)，同時(shí)通入O. 7L/min的氧氣和17L/min的大氮；
E、高溫通源完成D步驟后，使擴(kuò)散爐的溫度保持在860°C，并在Ilmin內(nèi)，將O.9L/min且混合POCL3的小氮通入爐內(nèi)，同時(shí)通入O. 7L/min的氧氣和18L/min的大 氮；
F、高溫再分布完成E步驟后，使擴(kuò)散爐的溫度保持在860°C，并在4min內(nèi)，同時(shí)向爐內(nèi)通入2. 3L/min的氧氣和17L/min的大氮,從而達(dá)到在不通源的情況下,利用高溫短時(shí)間使磷雜質(zhì)向硅片內(nèi)部推進(jìn)的目的；
G、低溫再分布完成F步驟后，使擴(kuò)散爐的溫度保持在830°C，并在9min內(nèi)，繼續(xù)同時(shí)向爐內(nèi)通入2. 3L/min的氧氣和17L/min的大氮,從而利用低溫長(zhǎng)時(shí)間使擴(kuò)散進(jìn)娃片內(nèi)的磷雜質(zhì)更加均勻，使形成的P — N結(jié)更加平整；
H、降溫完成G步驟后，將擴(kuò)散爐的溫度降到800°C，并在12min內(nèi)，向爐內(nèi)通入17L/min的大氮；
I、出槳完成H步驟，在擴(kuò)散爐的溫度為800°C時(shí)，將擴(kuò)散后的硅片緩慢取出，并在取出娃片的同時(shí)向爐內(nèi)通入17L/min的大氮。與現(xiàn)有的擴(kuò)散エ藝相比，本發(fā)明所述擴(kuò)散エ藝的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于1、所述エ藝采用兩步變溫再分布來(lái)改善提高片內(nèi)方阻的均勻性，這相應(yīng)有效的彌補(bǔ)了現(xiàn)有的普通閉管式擴(kuò)散爐因氣場(chǎng)及熱場(chǎng)不均勻而導(dǎo)致片內(nèi)方阻不均勻的不足，即先利用相對(duì)短時(shí)間的高溫使P雜質(zhì)快速進(jìn)入硅片內(nèi)部，由于時(shí)間較短，因此不會(huì)造成結(jié)深偏大，再利用相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的低溫使硅片內(nèi)部的磷雜質(zhì)緩慢向內(nèi)擴(kuò)散，從而不但增加擴(kuò)散的可控性，而且此時(shí)的低溫推進(jìn)過(guò)程對(duì)吸雜也起到了一定的幫助；2、由于降低了片內(nèi)均勻性超標(biāo)的數(shù)量，從而相應(yīng)減少了因片內(nèi)方阻差異較大而導(dǎo)致的返エ片數(shù)量，即有效降低了因燒結(jié)異常而出現(xiàn)多晶小于16%的低效片的機(jī)率；3、在設(shè)備硬件一般的擴(kuò)散爐中應(yīng)用時(shí)，所述的擴(kuò)散エ藝與現(xiàn)有的擴(kuò)散エ藝相比，所述的エ藝流程簡(jiǎn)單且不增加時(shí)間，同時(shí)還能達(dá)到減少低效片，増加出貨良率的目的，因此所述的エ藝更適用于規(guī)?；a(chǎn)。在普通閉管式擴(kuò)散爐進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)后，傳統(tǒng)擴(kuò)散エ藝與本發(fā)明所述擴(kuò)散エ藝的片內(nèi)方阻不均勻度見(jiàn)下表
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，其特征是所述的エ藝步驟如下 A、進(jìn)槳將相應(yīng)的硅片送進(jìn)擴(kuò)散爐的爐管中，并同時(shí)通入15 25L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為770 810°C ; B、溫度保持在爐門關(guān)閉后，通入5 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為770 810°C，時(shí)間為10 15min ； C、低溫通源將I.5 2L/min且混合POCL3的小氮通入爐內(nèi)，并同時(shí)通入I. 5 2L/min的氧氣和20 25L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為810 830°C，時(shí)間為3 5min ； D、變溫通源將O.8 1.2L/min且混合POCL3的小氮通往爐內(nèi)，并同時(shí)通入O. 5 IL/min的氧氣和15 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為850 870°C，時(shí)間為8 12min ； E、高溫通源將O.8 I. 2L/min且混合POCL3的小氮通入爐內(nèi)，并同時(shí)通入O. 5 IL/min的氧氣和15 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為850 870°C，時(shí)間為10 12min ； F、高溫再分布在不通源的情況下，同時(shí)通入2 2.5L/min的氧氣和15 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為850 870°C，時(shí)間為3 5min ； G、低溫再分布繼續(xù)同時(shí)通入2 2.5L/min的氧氣和15 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為820 840°C，時(shí)間為8 IOmin ； H、降溫將擴(kuò)散爐溫度降到770 810°C時(shí)，同時(shí)通入15 20L/min的大氮，時(shí)間為10 15min ； I、出槳在取出硅片的同時(shí)通入15 20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為770 810°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，其特征是所述エ藝的步驟A中，向爐內(nèi)通入20L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為800°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，其特征是所述エ藝的步驟B中，向爐內(nèi)通入17L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為800°C，時(shí)間為13min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，其特征是所述エ藝的步驟C中，向爐內(nèi)通入I. 7L/min且混合POCL3的小氮，并同時(shí)通入I. 8L/min的氧氣和23L/min大氮，擴(kuò)散爐溫度為820°C，時(shí)間為4min。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，其特征是所述エ藝的步驟D中，向爐內(nèi)通入lL/min且混合POCL3的小氮,并同時(shí)通入O. 7L/min的氧氣和17L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為860°C，時(shí)間為lOmin。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，其特征是所述エ藝的步驟E中，向爐內(nèi)通入O. 9L/min且混合POCL3的小氮，并同時(shí)通入O. 7L/min的氧氣和18L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為860°C，時(shí)間為IImin。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，其特征是所述エ藝的步驟F中，向爐內(nèi)通入2. 3L/min的氧氣和17L/min的大氮,擴(kuò)散爐溫度為860°C,時(shí)間為4min。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，其特征是所述エ藝的步驟G中，向爐內(nèi)通入2. 3L/min的氧氣和17L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為830°C，時(shí)間為9min。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，其特征是所述エ藝的步驟H中，在擴(kuò)散爐溫度為800°C時(shí)，同時(shí)通入17L/min的大氮，時(shí)間為12min。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散エ藝，其特征是所述エ藝的I步驟中，緩慢的取出擴(kuò)散后的硅片，并同時(shí)通入17L/min的大氮，擴(kuò)散爐溫度為800°C。
全文摘要
一種涉及太陽(yáng)能電池加工領(lǐng)域的太陽(yáng)能電池制備擴(kuò)散工藝，所述的工藝采用兩步變溫再分布來(lái)改善提高片內(nèi)方阻的均勻性，從而相應(yīng)有效的彌補(bǔ)了現(xiàn)有的普通閉管式擴(kuò)散爐因氣場(chǎng)及熱場(chǎng)不均勻而導(dǎo)致片內(nèi)方阻不均勻的不足，因此不但使形成的P－N結(jié)更加平整，而且還達(dá)到了在燒結(jié)工序中有效減少異常片出現(xiàn)的目的。
文檔編號(hào)C30B31/06GK102691107SQ20121019046
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者李陽(yáng), 梁冬青, 段少雷, 韓帥君 申請(qǐng)人:上海超日(洛陽(yáng))太陽(yáng)能有限公司