[发明专利]一种N型太阳能电池多步硼扩散工艺

说明书

本发明公开一种N型太阳能电池多步硼扩散工艺，包括如下步骤：(a)、选取N型硅片作为基底材料，在硅片表面通过碱腐蚀形成金字塔绒面；(b)、对处理后硅片表面进行RCA清洗并烘干；(c)、将烘干后N型硅片放置与扩散炉管中，通过多步硼扩散工艺在表面形成PN结；(d)、再对硅片进行后续N型电池制程处理。本发明提出一种硼扩散工艺的新方法，解决N型电池片表面PN结制备的难题，可制备出均匀性好，接触性能优良的PN结，降低电池片横向接触电阻；同时，可以通过调整携带硼源的氮气流量及驱入的时间及温度等参数的调节，得到不同表面掺杂浓度及结深，匹配不同的金属化工艺，可进一步提高N型电池的转换效率。

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池制造领域，特别涉及一种N型太阳能电池多 步硼扩散工艺。

背景技术

低成本高效太阳能电池一直是光伏行业量产追求的根本，N型硅片得益于 其达到毫秒级的超高的体少子寿命被各类高效电池研究所所青睐。根据第9版 (2018年)国际光伏技术线路(International Technology Roadmap for Photovoltaic，ITRPV)预测分析，N型硅片市场占比约为5％左右，随着市场 对高效电池的需求逐年增加，N型硅片的市场份额也在逐年增加。2014年初， Panasonic宣布其基于非晶硅钝化的异质结电池(HJT)转换效率达到25.6％， 打破UNSW持续20年的保持记录。2016年底，日本Kaneka公司更是将HJT电池 的转换效率刷新到26.6％，虽然HJT电池表现十分强劲，但工业化生产HJT电池 仍然面临巨大阻力，其生产过程所要求的高工艺清洁要求及过窄的工艺窗口， 制约着HJT技术从研究所向工业量产化的转换，但N型电池所表现出的潜力始 终吸引着各个研究所及太阳能公司对它的研究开发。2015年，德国弗劳恩霍 夫研究所的TOPCon技术已经在实验室中实现了25.1％的电池转换效率，而其 电池生产技术更趋于量产化。其中一个关键步骤即为在N型硅片表面扩散一层 PN结从而形成内建电场，达到分离电子及空穴的目的。

N型硅片材料基底的掺杂元素为磷，需要在硅片表面驱入硼元素以达到形 成PN结的目的。一般采用三溴化硼作为扩散硼源，但常温下三溴化硼为液体， 在扩散过程中容易造成液滴分布不均，从而造成形成的PN结不均匀。本发明 专利采用三氯化硼作为N型硅片的扩散源，常温下三氯化硼即为气体，通过多 步沉积硼源的工艺在硅片表面形成PN结，改善扩散均匀性，降低电池横向传 输电阻，解决N型电池PN结制备均匀性差的难题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种N型太阳能电池多步硼扩散工 艺。

为了实现上述目的，本发明提供一种N型太阳能电池多步硼扩散工艺。

一种N型太阳能电池多步硼扩散工艺，包括如下步骤：

(a)、选取N型硅片作为基底材料，在硅片表面通过碱腐蚀形成金字塔绒 面；

(b)、对处理后硅片表面进行RCA清洗并烘干；

(c)、在硅片表面制备PN结，将烘干后N型硅片放置与扩散炉管中，通过 多步硼扩散工艺在表面形成PN结；

(d)、再对硅片进行后续N型电池制程处理；

所述步骤(c)中多步硼扩散工艺步骤包括：

c1、首先检漏，在温度为850℃～870℃下稳定，升温控制温度在 871℃～890℃，再稳定，再用一定量的硼源预沉积；

c2、然后用一定量的硼源沉积一段时间后再用氧氛稳定，循环此沉积操 作M次；

c3、最后用一定量的硼源沉积、清扫，升温控制温度在900℃～980℃，高 温将硼原子驱入硅片形成PN结；

其中，3≤M≤20。

较佳地，所述该工艺选择沉积的硼源为三氯化硼。