[发明专利]一种高效扩散的方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体地说涉及一种高效扩散的方法。

背景技术

由于P-N结的质量直接影响着太阳能电池片的质量，因此在太阳能电池制造工艺中，P-N结的制造一直是研究的重点。为了制造出高品质的P-N结，研究人员尝试用了多种方法，例如：的制造可以采用多种方法，如合金法、扩散法、离子注入法和外延生长法等等。不同的制造工艺生产出的P-N结可以适应于不同的需要。采用扩散的方法制造P-N结是目前最广泛应用的，因此也是研究的热点所在。

扩散工艺的好坏决定了杂质分布均匀性，当硅片表面杂质浓度过高时，就会形成扩散“死层”（即含有大量的填隙原子和缺陷），这样硅片表面将会产生严重的载流子复合现象，从而在很大程度上造成太阳能电池光电转换效率的降低。在杂质掺杂量一定的情况下，降低表面杂质浓度可以相对提高太阳能电池的光电转换效率。

降低表面掺杂浓度，最常用的方法是降低磷源的通量，但这种方法会使磷源在扩散气体中混合不够充分，进而造成扩散后硅片内方阻不均匀；同时，由于磷源含量少，所以在很大程度上扩散炉的磷源进气口和排气口磷源的浓度相差较大，这种浓度差会造成扩散硅片片间方阻存在较大差异，即片间方阻均匀性变差。另外，由于磷源浓度较小，在保证所需掺杂量足够的前提下，需要增加扩散工艺时间或者提高扩散温度；而在低磷源的情况下，高温扩散将会进一步影响到方阻的均匀性。

从上述分析可以看出，采用目前的扩散技术虽然能够得到预定方阻值的硅片，但是方阻均匀性差，硅片的表面掺杂浓度高，太阳能电池的光电转换效率低。

发明内容

本发明提供一种高效扩散的方法，能够在相同掺杂量的情况下，使硅片表面浓度更低，可以有效降低硅片的表面复合，进而极大地提升后续制造的太阳能电池的光电转换效率。

根据本发明的一个方面，提供一种高效扩散的方法，该方法包括如下步骤：

步骤S101，将硅片置于扩散炉中，通入含有磷源的气体，对所述硅片进行第一次扩散；

步骤S102，对所述硅片的方阻进行检测，当所述硅片的方阻值比预定值低4Ω/□～8Ω/□时，在690℃～720℃的温度下，对所述硅片进行第二次扩散；

步骤S103，在氮气保护下，对所述硅片进行出炉操作。

根据本发明的一个具体实施方式，在执行所述步骤S102时，对所述扩散炉中通入氧气和氮气组成的保护气体。

根据本发明的另一个具体实施方式，在所述保护气体中，氧气的含量为0～30%。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S102的执行时间为20min～40min。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S101进一步为将硅片置于扩散炉中，并向扩散炉中通入含有磷源的小N₂，N₂和O₂对所述硅片进行第一次扩散。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述第一次扩散的温度为860℃～890℃。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述第一次扩散中，各气体通量范围如下：小N₂：1.8～2.3slm；N₂：15～21slm；O₂：1.1～1.4slm。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S101的执行时间为15min～20min。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S103具体为，在氮气保护下，保持温度为690℃～720℃，将所述硅片从所述扩散炉中取出。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S103中通入的氮气的通量范围为15slm～21slm。

本发明首先将硅片通过高扩散源浓度、高温扩散工艺，使扩散后方阻控制在比正常方阻值低4Ω/□～8Ω/□的范围内；然后将上述所得的较低方阻值的硅片再次放入扩散炉中，在690℃～720℃的条件下进行二次扩散；退火后，使得硅片的方阻值提高4Ω/□～8Ω/□，使之达到正常方阻值的控制范围内。采用两次扩散过程得到的硅片在掺杂量相同的情况下，硅片的表面掺杂浓度相对较低，可以有效降低表面复合，从而使后续制造的太阳能电池具有相对更高的光电转换效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为根据本发明提供的一种高效扩散的方法的一个具体实施方式的流程示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。