[发明专利]一种降低硅片体内复合的新型扩散工艺

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池组件技术领域，具体涉及一种降低硅片体内复合的新型扩散工艺。

背景技术

多晶硅电池片的工艺制造流程一般是清洗制作绒面，然后扩散制作PN结、腐蚀去磷硅玻璃、PECVD镀膜、丝网印刷电极烧结，最后测试包装。PN结是采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结（英语：PN junction）。PN结具有单向导电性，是电子技术中许多器件所利用的特性，例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。

通过扩散在硅片上形成PN结是制造太阳能电池的核心工艺。但现有的扩散工艺一般采用两步通源，再进行恒温扩散推结，形成内部掺杂浓度低，表面掺杂浓度高的PN结，导致硅片的体内复合速度大，降低了太阳能电池的开路电压，所以如何在p型硅片表面获得低浓度的n型发射极是各种扩散工艺考虑的重要问题。

发明内容

本发明提供了一种降低硅片体内复合的新型扩散工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种降低硅片体内复合的新型扩散工艺，包括如下步骤，

S1、将硅片放入扩散炉中，升温到750℃—800℃，炉中通入2L/min的吹扫氮气；

S2、氧化：通入氧气和吹扫氮气，持续时间5-10分钟，在硅片表面形成一层氧化层；

S3、通源：在扩散炉管中通入吹扫氮气，所述吹扫氮气的通量为8L/min-15L/min，并通入扩散氮气和氧气的混合气体，保持温度是750℃—800℃，持续时间10-25分钟；

S4、升温推结：通入氧气和吹扫氮气，升温至850℃—860℃之间，持续时间是10-15分钟；

S5、降温冷却：保持通入氧气和吹扫氮气，温度降到750℃—800℃之间，持续时间是20—35分钟；

S6、出炉，出炉温度设定为750℃，炉中通入2L/min的吹扫氮气。

优选的，所述S2中氧气的通量为0.05 L /min—0.1 L /min ，吹扫氮气的通量为8L/min-15L/min。

优选的，所述S3中扩散氮气和氧气体积比为3：5。

优选的，所述S4中氧气的通量为1L/min—2L/min，所述吹扫氮气的通量为8L/min—15L/min；

优选的，所述S5中氧气通量为1L/min—2L/min，所述吹扫氮气通量为8L/min—15L/min。

本发明的有益效果体现在：改变了扩散工艺控制多晶硅扩散的杂质浓度，降低了硅片的体内复合速度，同时，可以降低太阳能电池的饱和暗电流，提高开路电压。

具体实施方式

以下结合实施例具体阐述本发明的技术方案，本发明揭示了一种降低硅片体内复合的新型扩散工艺，包括如下步骤，

S1、将硅片放入扩散炉中，升温到750℃—800℃，炉中通入2L/min的吹扫氮气；

S2、氧化：通入氧气和吹扫氮气，持续时间5-10分钟，在硅片表面形成一层氧化层；所述氧气的通量为0.05 L /min—0.1 L /min ，吹扫氮气的通量为8L/min-15L/min。

S3、通源：在扩散炉管中通入吹扫氮气，所述吹扫氮气的通量为8L/min-15L/min，并通入扩散氮气和氧气的混合气体，保持温度是750℃—800℃，持续时间10-25分钟；所述扩散氮气和氧气体积比为3：5。采用恒定表面源扩散，在硅片表面扩散一定数量的磷源，低温可以减缓磷源的反应速率，使硅片表面扩散的更均匀。本申请中温度750℃—800℃为低温，一般现有技术中均采用高于850℃温度进行。

S4、升温推结：通入氧气和吹扫氮气，升温至850℃—860℃之间，持续时间是10-15分钟；所述氧气的通量为1L/min—2L/min，所述吹扫氮气得通量为8L/min—15L/min；升温后的高温推结，将第三步扩散的磷源在较高温度下迅速扩散进入硅片基体内，同时再进行氧化生成二氧化硅层。

S5、降温冷却：保持通入氧气和吹扫氮气，温度降到750℃—800℃之间，持续时间是20—35分钟；所述氧气通量为1L/min—2L/min，所述吹扫氮气通量为8L/min—15L/min。温度降到750℃—800℃进行低温冷却，利用杂质在较低温度时，硅中的溶解度低于二氧化硅中的溶解度，利用浓度差将硅中的杂质扩散进入二氧化硅中，降低硅片的表面的杂质浓度，减少体内复合，提高短路电流。