專利名稱：：晶體硅太陽(yáng)能電池的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及太陽(yáng)電池的生產(chǎn)方法，具體地說是一種晶體硅太陽(yáng)電池的熱處理方法。技術(shù)背景通過在P型硅片表面摻雜N型雜質(zhì)，從而形成P-N結(jié)的過程，稱之為擴(kuò)散。通過氮?dú)鈹y帶POCl3，并同時(shí)通入氧氣，使加熱爐管中的硅片表面生成含磷的氧化層，在高溫下，磷從氧化層擴(kuò)散到硅中，從而在P型硅片表面形成一層薄的重?fù)诫s的N型區(qū)。這個(gè)擴(kuò)散過程就是熱處理過程，在整個(gè)制作工藝中極為重要。傳統(tǒng)的擴(kuò)散方法如表一表一<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>這是一種常規(guī)的恒溫?cái)U(kuò)散程序，要防止高溫下進(jìn)出舟時(shí)硅片容易碎裂，采用較慢的進(jìn)出舟速度，N型區(qū)的雜質(zhì)分布是遵循常規(guī)的余誤差分布。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種晶體硅太陽(yáng)能電池的熱處理方法，該方法獲得一種太陽(yáng)電池合適的N區(qū)磷雜質(zhì)分布，并兼有部份的退火吸雜效應(yīng)，以適應(yīng)不同硅片材料的加工，同時(shí)不增加原有的工藝時(shí)間。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，晶體硅太陽(yáng)能電池的熱處理方法，其特征是a、進(jìn)舟將一批硅片，豎插入石英舟中，置于擴(kuò)散爐的硅碳漿上，將硅片推入有高溫度的擴(kuò)散爐管溫區(qū)中，擴(kuò)散爐管溫區(qū)的爐溫為860900°C;b、回溫進(jìn)舟時(shí)推入的硅片、石英舟、硅碳漿是室溫的，會(huì)引起擴(kuò)散爐管高溫區(qū)溫度的下降，需要一個(gè)時(shí)間，使擴(kuò)散爐管溫區(qū)溫度恢復(fù)至86090(TC;C、通源在擴(kuò)散爐溫度達(dá)到穩(wěn)定后，通入含磷的氣體源，在硅片上生成含磷的磷硅玻璃氧化層，繼而使含磷雜質(zhì)擴(kuò)散入硅片中；所述通源是指通入含磷的氣體源；d、再擴(kuò)在不通源的情況下，將磷硅玻璃內(nèi)和進(jìn)入硅片中的含磷雜質(zhì)進(jìn)一步向硅片內(nèi)部擴(kuò)散，起到雜質(zhì)再分布和結(jié)深推進(jìn)作用；e、降溫然后將擴(kuò)散爐管溫區(qū)的爐溫由86090(TC降低到73077(rC。f、出舟將裝有擴(kuò)散好硅片的石英舟拉出擴(kuò)散溫區(qū)，到達(dá)室溫區(qū)停留。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用二步變溫?cái)U(kuò)散，第一次通源溫度較低，結(jié)區(qū)雜質(zhì)梯度分布較緩，也改善了硅片的表面態(tài)，從而一定程度上提高了太陽(yáng)電池有源區(qū)硅片的少數(shù)載流子壽命。結(jié)深也比原工藝淺，有利于太陽(yáng)電池的效率提高。對(duì)某些硅片中由氧的熱施主形成的缺陷(如高電阻率)，通過750。C降溫段的降溫和出舟過程的速冷，穩(wěn)定了硅片的電阻率。低溫進(jìn)出舟，舟速設(shè)定為200厘米/分，8分鐘完成進(jìn)出舟，硅片不裂不碎，加上20分鐘的降溫時(shí)間，總擴(kuò)散時(shí)間縮短到1.5小時(shí)，從而也提高了工效。本方法平均提高了電池片的轉(zhuǎn)換率0.45%，達(dá)到平均轉(zhuǎn)換率大于16.2%的先進(jìn)水平。圖l為本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施方式1、進(jìn)舟將一批(如300片)硅片，豎插入石英舟中，置于擴(kuò)散爐的硅碳漿上，按一定的速度，將硅片推入有高溫度的擴(kuò)散爐管溫區(qū)中；擴(kuò)散爐管溫區(qū)的爐溫為860900°C。2、回溫進(jìn)舟時(shí)推入的硅片、石英舟、硅碳漿是室溫的，會(huì)引起擴(kuò)散爐管高溫區(qū)溫度的下降，需要一個(gè)時(shí)間，使擴(kuò)散爐管溫區(qū)溫度恢復(fù)至86090(TC。3、通源在擴(kuò)散爐溫度達(dá)到穩(wěn)定后，通入含磷的氣體源，在硅片上生成含磷的氧化層(磷硅玻璃)，繼而磷雜質(zhì)擴(kuò)散入硅片中。4、再擴(kuò)在不通源的情況下，高溫將磷硅玻璃內(nèi)和進(jìn)入硅片中的磷雜質(zhì)進(jìn)一步向硅片內(nèi)部擴(kuò)散。(起到雜質(zhì)再分布和擴(kuò)散結(jié)深推進(jìn)作用，所述擴(kuò)散結(jié)深一般指從硅中表面到擴(kuò)散層濃度等于襯底濃度處之間的距離，一般以微米為單位5、降溫將爐溫由86090(TC降低到73077(rC。6、出舟按一定的速度，將裝有擴(kuò)散好硅片的石英舟拉出擴(kuò)散溫區(qū)。到達(dá)室溫區(qū)停留。表2為一個(gè)具體實(shí)施例表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>與傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明的改進(jìn)點(diǎn)表現(xiàn)在1、完成主擴(kuò)散后，硅片在擴(kuò)散爐內(nèi)以56"/分的速度，20分鐘降溫退火，到750'C(第9、10步)。2、進(jìn)出舟在75(TC的低溫下進(jìn)行，可以采用較快的進(jìn)出舟速度(第2、11步)。3、通源2(第8步)置于再擴(kuò)散后，有利于保證表面有一個(gè)合適的N型雜質(zhì)濃度。本專利特點(diǎn)是1、在原有的工藝上改進(jìn)，毋須增加新設(shè)備、工裝和材料。2、對(duì)某些材料性能稍差的硅片，可一定程度地提高電池片轉(zhuǎn)換效率。3、對(duì)后工序絲印燒結(jié)的工藝寬容度有所增加，在較大的燒結(jié)溫度范圍內(nèi)，均能正常生本發(fā)明提高了太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換率，提高了工效，穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量?？蓮V泛應(yīng)用于民用電力通信、交通、照明、國(guó)防和海事等眾多領(lǐng)域。權(quán)利要求1、晶體硅太陽(yáng)能電池的熱處理方法，其特征是a、進(jìn)舟將一批硅片，豎插入石英舟中，置于擴(kuò)散爐的硅碳漿上，將硅片推入有高溫度的擴(kuò)散爐管溫區(qū)中，擴(kuò)散爐管溫區(qū)的爐溫為860～900℃；b、回溫進(jìn)舟時(shí)推入的硅片、石英舟、硅碳漿是室溫的，會(huì)引起擴(kuò)散爐管高溫區(qū)溫度的下降，需要一個(gè)時(shí)間，使擴(kuò)散爐管溫區(qū)溫度恢復(fù)至860～900℃；c、通源在擴(kuò)散爐溫度達(dá)到穩(wěn)定后，通入含磷的氣體源，在硅片上生成含磷的磷硅玻璃氧化層，繼而使含磷雜質(zhì)擴(kuò)散入硅片中；d、再擴(kuò)在不通源的情況下，將磷硅玻璃內(nèi)和進(jìn)入硅片中的含磷雜質(zhì)進(jìn)一步向硅片內(nèi)部擴(kuò)散，起到雜質(zhì)再分布和結(jié)深推進(jìn)作用；e、降溫然后將擴(kuò)散爐管溫區(qū)的爐溫由860～900℃降低到730～770℃。f、出舟將裝有擴(kuò)散好硅片的石英舟拉出擴(kuò)散溫區(qū)，到達(dá)室溫區(qū)停留。全文摘要本發(fā)明涉及太陽(yáng)電池的生產(chǎn)方法，具體地說是一種晶體硅太陽(yáng)電池的熱處理方法。這種方法包括a.進(jìn)舟將一批硅片，豎插入石英舟中，置于擴(kuò)散爐的硅碳漿上，將硅片推入有高溫度的擴(kuò)散爐管溫區(qū)中；b.回溫使擴(kuò)散爐管溫區(qū)溫度恢復(fù)至860～900℃；c.通源在擴(kuò)散爐溫度達(dá)到穩(wěn)定后，通入含磷的氣體源，在硅片上生成含磷的磷硅玻璃氧化層；d.再擴(kuò)在不通源的情況下，將磷硅玻璃內(nèi)和進(jìn)入硅片中的含磷雜質(zhì)進(jìn)一步向硅片內(nèi)部擴(kuò)散，起到雜質(zhì)再分布和結(jié)深推進(jìn)作用；e.降溫然后將擴(kuò)散爐管溫區(qū)的爐溫由860～900℃降低到730～770℃；f.出舟將裝有擴(kuò)散好硅片的石英舟拉出擴(kuò)散溫區(qū)，到達(dá)室溫區(qū)停留。利用該方法可獲得一種太陽(yáng)電池合適的N區(qū)磷雜質(zhì)分布，并兼有部份的退火吸雜效應(yīng)，以適應(yīng)不同硅片材料的加工，同時(shí)不增加原有的工藝時(shí)間。文檔編號(hào)H01L31/18GK101241954SQ20081001889公開日2008年8月13日申請(qǐng)日期2008年1月29日優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日發(fā)明者忠張,邵愛軍申請(qǐng)人:江陰浚鑫科技有限公司