[发明专利]一种低压扩散匹配激光SE的扩散工艺

说明书

本发明公开了一种低压扩散匹配激光SE的扩散工艺，包括以下步骤：低浓度氧化；高浓度杂质源扩散氧化沉积，使硅片表面杂质源总量大于PN结深所需的杂质源总量；高浓度杂质源升温扩散氧化沉积，使硅片表面杂质源总量大于PN结深所需的杂质源总量；升温推进；升温氧化，对杂质源进行快速增强氧化，直至硅片表面杂质源总量与PN结深所需的杂质源总量相同。本发明低压扩散匹配激光SE的扩散工艺，在不影响生产产能前提下，提高PN结深的一致性和扩散方阻的均匀性和稳定性，有利于提高池转换效率，使用价值高，应用前景好。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，涉及一种低压扩散匹配激光SE的扩散工艺。

背景技术

随着PERC电池(Passivated Emitterand Rear Cell)全称为钝化发射极及背局域接触电池技术的不断发展，采用激光掺杂形成SE(Selective Emitter)全称选择性发射电极的PERC技术已经应运而生，并已成为目前主流技术。

SE(Selective Emitter)选择性发射电极，即在晶硅电池的正面金属化栅线位置与硅片接触区进行高浓度掺杂，形成良好的欧姆接触，降低金属化与硅片的接触电阻，而在电极外的非接触区进行低浓度掺杂，提高了电池的短波响应，进一步降低了表面复合，最终实现提升开路电压和短路电流的目的。

采用SE技术，要求在表面沉积过量磷原子作为杂质源，同时要求硅片正面非金属化区域，扩散的方阻均值相对常规扩散高出20-50□Ω，而扩散方阻值更高，扩散杂质源浓度与总量所需更低，扩散方阻的均匀性越难控制，尤其在当前市场，单晶硅片尺寸不断趋向于大尺寸发展的大环境下(从156mm×156mm到210mm×210mm)，对生产产能要求越来越高，扩散工艺时间不断压缩，硅片间距不断减少，导致掺杂原子分压比小，低杂质源浓度加剧了硅片中间的掺杂浓度与边缘之差距，以及石英舟中的硅片在炉管内进气区域与排气位置浓度差异更为明显，扩散工艺质量差，扩散方阻均匀性远远达不到当前工艺技术要求。大尺寸单晶硅片扩散方阻片内均匀性，目前已成为整个光伏太阳能晶硅电池一大技术难题。

随着单晶硅高效太阳能电池技术水平的发展，由常压磷扩散发展成低压磷扩散，并且形成的PN结表面浓度不断降低，扩散方块电阻不断提高(由100□Ω左右提高至目前的150-180□Ω)，而提高扩散方阻需要降低扩散杂质源-三氯氧磷的掺杂量。

为了降低扩散杂质源-三氯氧磷的掺杂量，当前工艺参数调整主要降低扩散杂质源的浓度，或者减少扩散杂质源的低温扩散时间，而采用此工艺方法，直接导致扩散掺杂原子分压比小，低杂质源浓度加剧了硅片中间的掺杂浓度与边缘之差距，以及石英舟中的硅片在炉管内进气区域与排气位置浓度差异更为明显，扩散工艺质量差，扩散方阻均匀性远远达不到当前工艺技术要求。同一片硅片扩散后，杂质表面浓度与PN结深分布均匀，这不但影响晶硅太阳能电池的电学性能，且容易导致单晶硅太阳能电池PN结在丝网印刷后的高温烧结工序，PN结局部烧穿；单晶硅太阳能电池局部方阻过高EL测试黑团，大大降低光电转换效率和电性能良率。

而要实现高方阻，如果不采取在正常扩散方阻工艺基础上，降低掺杂浓度，降低掺杂总量，直接会导致方阻偏低，同时若不增加后续高温推进扩散时间，就会导致表面浓度过高，电池转换效率大幅度降低；若增加后续高温推进时间，虽然表面浓度降低，但扩散结深增加，同样会降低电池短波光谱响应，降低电池效率，同时，增加了工艺时间，降低生产产能。

而采用降低杂质源低温扩散时间，提高杂质源浓度，达到杂质源总量一样，这种方法由于扩散时间缩短，导致扩散方阻均匀性更加难以控制，片内方阻均匀性更差。

采用增加在扩散杂质源的低温扩散前的恒温时间，达到管内与片内，低温杂质源扩散温度更加均衡的方法，虽然一定程度上也能提高扩散方阻均匀性，但提升幅度非常有限，同时增加恒温时间，直接影响生产产能。