[发明专利]一种提效降本的太阳能电池硼扩散方法

说明书

本发明涉及一种提效降本的太阳能电池硼扩散方法，兼顾提升效率同时，改善管式硼扩散维护成本偏高的问题，具体包括：步骤一：N型硅片正面生长硼掺杂非晶硅；步骤二：非晶硅高温晶化并完成硼掺杂；本发明提高晶硅表层掺硼激活率改善效率，同时避开了常规管式硼扩散预沉积过程中，由于反应产物B₂O₃的沸点在1600℃以上，反应产物B与始终处于液态的B₂O₃，扩散过程中对石英器件的腐蚀严重，扩散结束后在恒温区外快速冷却凝固，易造成尾管堵塞，引起扩散机台石英炉门与石英炉管的粘连，造成维护成本高的问题。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种提效降本的太阳能电池硼扩散方法。

背景技术

目前P型晶硅电池占据晶硅电池市场的绝对份额。然而，不断追求效率提升和成本降低是光伏行业永恒的主题。N型单晶硅较常规的P型单晶硅具有少子寿命高、光致衰减小等优点，具有更大的效率提升空间，同时，N型单晶组件具有弱光响应好、温度系数低等优点。因此，N型单晶系统具有发电量高和可靠性高的双重优势。

硼扩散是N型电池核心工序。与磷扩散相比硼原子在硅中扩散速率要低，所以要达到预期的掺杂浓度及深度，硼扩散工艺温度更高、时间更长，在硅浅表层更易出现“死层”现象，制约着掺硼激活率，直接影响效率表现。再者在硼扩散工艺过程中由于直接作用在硅片的B₂O₃硅沸点达到1860℃，而扩散工艺温度一般在900℃～1000℃之间，B₂O₃在工艺过程中以液态的形式与太阳能电池片接触，导致太阳能电池片的工艺结果均匀性较差。另一方面，由于副产物BSG(硼硅玻璃)的存在，致使石英件存在粘黏现象，导致硼扩散设备存在维护周期短、成本高等问题严重制约着N型电池发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提效降本的太阳能电池硼扩散方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种提效降本的太阳能电池硼扩散方法，具体包括以下步骤：

步骤一：采用PECVD的方式在N型硅片上沉积掺杂非晶硅层，考虑到管式硼扩散，硼掺杂非晶硅沉积厚度在100nm-200nm，为使得硼原子均匀分布在膜层中，生长非晶硅层过程同时通入硼源；

步骤二：将步骤一后的硅片进行高温退火并完成硼掺杂：

1)将硅片送入炉管，氮气氛围下升温至900℃-1000℃，N₂流量控制在1000-3000sccm；

2)氮气氛围下掺杂非晶硅层进行高温晶化及杂质分布，温度稳定在900℃-1000℃，N₂流量控制在1000sccm-3000sccm，时间控制在30min-200min，晶化过程实现硼原子在硅中的原位掺杂，达到替位扩散效果，激活杂质硼原子，多余的硼原子以间隙/替位扩散的方式继续向硅中扩散；

3)氮、氧气氛围下掺杂晶硅层进行杂质再分布，温度稳定在900℃-1000℃，N₂流量控制在1000sccm-3000sccm，O₂流量控制在1000sccm-3000sccm，时间控制在20min-40min，降低表面杂质浓度同时实现结深要求；

4)氮气氛围下降温退火至800℃并出管，N₂流量控制在1000sccm-3000sccm。

作为一种优选方案，所述N型硅片作为衬底材料，通过清洗制绒使硅片表面产生金字塔状表面结构。

作为一种优选方案，所述正面硼掺杂非晶硅厚度在100nm-500nm，掺杂源为BH₃。