[发明专利]晶体硅太阳能电池的浅浓度扩散工艺

说明书

技术领域：

本发明专利涉及一种常规晶体硅太阳能电池扩散工艺，特别涉及一种晶体硅太阳能电池的浅浓度扩散工艺，本发明专利经一次氧化，一次沉积，一次恒温三个步骤，得到电池的P-N结，在沉积和恒温推进过程中控制降低扩散浓度，减少扩散步骤，从而减少扩散后结的死层，增大P-N结与浆料的契和度。

背景技术：

目前晶体硅电池制造的常规工艺已经进入标准化，其各道工序工艺过程及目的如下：

(1)表面结构及清洗：即制绒清洗，在表面形成大小均匀、完全覆盖的金字塔结构或小坑，利用折射或陷光原理来增强光的吸收，降低电池表面的反射率；

(2)扩散：在以P型硅片为衬底的材料上沉积一层磷，进而形成P-N结，使太阳能电池在光照的情况下产生光伏效应；

(3)刻蚀：去掉电池片边缘P-N结避免太阳电池短路；

(4)沉积减反射膜SixNy：镀氮化硅薄膜，折射率在2.0-2.15，可将硅片表面反射率降低到3％左右；其还具有卓越的抗氧化和绝缘性能，同时具有良好的阻挡钠离子、掩蔽金属和水蒸汽扩散的能力；它的化学稳定性也很好，除氢氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外，其它酸与它基本不起作用；

(5)印刷电极：将太阳电池转换的电能输出；

(6)烧结：将印刷的电极与电池片形成良好的欧姆接触，半导体材料与金属接触时没有形成整流接触，欧姆接触具有线形和对称的V-I特性，且接触时的电阻远小于材料电阻的一种接触，因此当电流通过时，良好的欧姆接触不会产生显著的压降和功耗；

(7)测试分选及包装：将制作完成的电池片测试，并按相应的条件分档，达到相应的数目后按要求进行包装。

根据目前生产工序上的工艺情况：硅片表面参杂浓度应在5×10e¹⁹atom/cm³左右，且同一深度原子浓度相同。参杂浓度过大会使P-N结带宽急剧收缩，导致反向饱和电流增大，致使开路电压降低；同时，表面浓度过高会在表面形成死层，大量的光生载流子将会被复合。

发明内容：

本发明专利的目的在于提供一种通过减少扩散步骤，从而减少扩散后结的死层，增大P-N结与浆料的契和度的晶体硅太阳能电池的浅浓度扩散工艺。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

晶体硅太阳能电池的浅浓度扩散工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：

A、采用导电类型为P型的硅片原料，制备绒面、清洗并甩干；

B、氧化：在温度780℃-785℃条件下通入流量为8-10slm的N₂及3-5slm的O₂，并将清洗干净的硅片进入到扩散管中进行氧化，得到20-25nm厚的氧化层，即SiO₂；

C、沉积：待氧化完成后，继续通入流量为8-10slm的N₂、1.2-1.5slm的O₂及0.5-0.6slm携带有扩散源-POCl₃的N₂的混合气体进行P沉积，硅片在温度780-785℃气氛中与O₂、POCl₃发生化学反应，生产磷、五氯化磷、五氧化二磷、氯气，时间为300-360s，主要反应方程式如下：

Si+O₂＝SiO₂

5POCl₃＝P₂O₅+3PCl₅(高温)

4PCl₅+5O₂＝2P₂O₅+10Cl₂(高温)

2P₂O₅+5Si＝4P+5SiO₂

D、恒温推进：温度提升到805℃，继续通入流量为8-10slm的N₂、1.2-1.5slm的O₂及0.5-0.6slm携带有扩散源-POCl₃的N₂的混合气体进行推进，使之前沉积的P更均匀地分布在硅片上，推进时间为20-30min，注意整个扩散工艺过程中，控制携源N₂的流量不超过0.6slm，化学反应原理同C；