專利名稱：：一種選擇性發(fā)射極太陽電池制造過程中的重?cái)U(kuò)散和輕擴(kuò)散工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于太陽能電池制造領(lǐng)域，具體涉及一種選擇性發(fā)射極太陽能電池制造過程中的重?cái)U(kuò)散和輕擴(kuò)散工藝。
背景技術(shù)：
：單晶硅太陽電池規(guī)模化生產(chǎn)中廣泛使用了傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷工藝，其主要生產(chǎn)流程是使用常規(guī)的管式擴(kuò)散爐高溫?cái)U(kuò)散工藝制作發(fā)射極，然后在發(fā)射極上鍍一層減反射膜和印刷正面金屬電極，背接觸電極去完成光電轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷太陽電池制造過程中高溫?cái)U(kuò)散工藝是一步擴(kuò)散，其發(fā)射極區(qū)域表面方塊電阻分布在40-50Q/口，這一電阻范圍意味著發(fā)射極區(qū)域有較高的接觸電阻和比較嚴(yán)重的死層問題。僅僅通過調(diào)整傳統(tǒng)一步擴(kuò)散工藝的溫度，氣流量和反應(yīng)時(shí)間是無法既解決死層問題(Deadlayer),同時(shí)又降低接觸電阻，因此傳統(tǒng)的擴(kuò)散工藝限制了短路電流，開路電壓，填充因子和效率的提高。選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)是晶體硅太陽能電池生產(chǎn)工藝中實(shí)現(xiàn)高效率的方法之一。選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)有兩個(gè)特征1)在電極柵線下及其附近形成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)；2)在其他區(qū)域形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)。這兩個(gè)特征既解決了死層問題，又減少了硅片表面和金屬電極之間的接觸電阻。從而提高了開路電壓，短路電流，填充因子和效率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種選擇性發(fā)射極太陽電池制造過程中的重?cái)U(kuò)散和輕擴(kuò)散工藝，通過該兩步擴(kuò)散工藝可以使得發(fā)射極電極柵線區(qū)域和非電極柵線區(qū)域形成不同的摻雜濃度區(qū)，減少死層效應(yīng)，降低接觸電阻，提高太陽能電池的開路電壓、短路電流和填充因子并獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種選擇性發(fā)射極太陽電池制造過程中的重?cái)U(kuò)散和輕擴(kuò)散工藝，其特征在于，重?cái)U(kuò)散工藝應(yīng)用在電極柵線下及其附近，使這些區(qū)域形成高慘雜深擴(kuò)散區(qū)；輕擴(kuò)散工藝應(yīng)用在非電極柵線區(qū)域，使這些區(qū)域形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)；所述的重3擴(kuò)散工藝和輕擴(kuò)散工藝均包括以下步驟(1)進(jìn)舟(Loading):把裝載硅片的石英舟推進(jìn)擴(kuò)散爐管中；(2)溫度穩(wěn)定(Temperaturestable):使得擴(kuò)散爐管內(nèi)的溫度完全穩(wěn)定；(3)擴(kuò)散/再分布(Doping/Drivingin):把三氯氧磷通過小流量的氮?dú)鈳霐U(kuò)散爐管進(jìn)行擴(kuò)散；(4)退舟(Loading):把裝載擴(kuò)散后的硅片的石英舟從擴(kuò)散爐管中退出。對于重?cái)U(kuò)散工藝(1)進(jìn)舟過程的時(shí)間控制在6-12分鐘，溫度設(shè)定在865-920攝氏度，這一溫度比傳統(tǒng)工藝一步擴(kuò)散工藝溫度高，從而有更多的能量驅(qū)動(dòng)更多的磷源進(jìn)入硅片去獲得更低的表面方塊電阻;為了有利于擴(kuò)散，氧氣需要被注入到擴(kuò)散爐管內(nèi)，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘；(2)溫度穩(wěn)定過程的時(shí)間控制在15-20分鐘，溫度設(shè)定在865-920攝氏度；為了有利于擴(kuò)散，氧氣需要被注入到管內(nèi)，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘；(3)擴(kuò)散/再分布過程溫度設(shè)定在865-920攝氏度，為了達(dá)到重?cái)U(kuò)散的特點(diǎn)，特定流量的小流量氮?dú)庑枰辉O(shè)定，氮?dú)饬髁看笥?5000立方厘米/分鐘；為了有利于擴(kuò)散，氧氣需要被注入到擴(kuò)散爐管內(nèi)，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘；(4)退舟過程的時(shí)間控制在6-12分鐘，溫度設(shè)定在865-920攝氏度。在這些電極柵線下的高攙雜區(qū)域，方塊電阻分布在15Q/口到25Q/口，這是為了降低與金屬電極接觸處的接觸電阻去獲得更好的印刷電極效果。對于輕擴(kuò)散工藝(1)進(jìn)舟過程的時(shí)間控制在6-12分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，這一溫度比傳統(tǒng)工藝中的一步擴(kuò)散工藝溫度低從而減少磷源進(jìn)入硅片，這一目的是為了獲得硅片表層高方塊電阻；為了有利于擴(kuò)散，氧氣需要被注入到管內(nèi)，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘,-(2)溫度穩(wěn)定過程的時(shí)間控制在15-20分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度；為了有利于擴(kuò)散，氧氣需要被注入到管內(nèi)，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘；(3)擴(kuò)散/再分布過程的時(shí)間控制在60-85分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度；為了達(dá)到輕擴(kuò)散的特點(diǎn)，特定流量的小流量氮?dú)庑枰辉O(shè)定，氮?dú)饬髁看笥?0000立方厘米/分鐘；為了有利于擴(kuò)散，氧氣需要被注入到管內(nèi)，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘；(4)退舟過程的時(shí)間控制在6-12分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度。在這些非電極柵線下的輕攙雜區(qū)域，方塊電阻高于50Q/口，這是為了降低死層效應(yīng)帶來的負(fù)作用。選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)是晶體硅太陽電池制造工藝中實(shí)現(xiàn)高效率的方法之一。選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)有兩個(gè)特征l)在電極柵線下及其附近形成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)；2)在非電極柵線區(qū)域形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)。本發(fā)明提供的重?cái)U(kuò)散和輕擴(kuò)散兩步工藝可以實(shí)現(xiàn)這一要求。具體來說兩步擴(kuò)散工藝是調(diào)整1)前后兩次擴(kuò)散工藝的溫度，2)前后兩次擴(kuò)散工藝的氣流量，3)前后兩次擴(kuò)散工藝時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)在硅片發(fā)射極不同區(qū)域中形成不同的摻雜濃度和擴(kuò)散深度從而降低接觸電阻，死層效應(yīng)和提高開路電壓，短路電流，填充因子和效率。具體實(shí)施例方式以下列舉具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。需要指出的是，實(shí)施例只用于對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，不代表本發(fā)明的保護(hù)范圍，其他人根據(jù)本發(fā)明的提示做出的非本質(zhì)的修改和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例l本發(fā)明提供的選擇性發(fā)射極太陽電池制造過程中的重?cái)U(kuò)散工藝應(yīng)用在電極柵線下及其附近，使這些區(qū)域形成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)；輕擴(kuò)散工藝應(yīng)用在非電極柵線區(qū)域，使這些區(qū)域形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)；重?cái)U(kuò)散工藝和輕擴(kuò)散工藝均包括以下步驟(1)進(jìn)舟(Loading):把裝載硅片的石英舟推進(jìn)擴(kuò)散爐管中；(2)溫度穩(wěn)定(Temperaturestable):使得擴(kuò)散爐管內(nèi)的溫度完全穩(wěn)定；(3)擴(kuò)散/再分布(Doping/Drivingin):把三氯氧磷通過小流量的氮?dú)鈳霐U(kuò)散爐管進(jìn)行擴(kuò)散；(4)退舟(Loading):把裝載擴(kuò)散后的硅片的石英舟從擴(kuò)散爐管中退出。5對于重?cái)U(kuò)散工藝(1)進(jìn)舟過程的時(shí)間控制在6分鐘，溫度設(shè)定在865攝氏度，氧氣流量控制在890立方厘米/分鐘；(2)溫度穩(wěn)定過程的時(shí)間控制在15分鐘，溫度設(shè)定在865攝氏度，氧氣流量控制在890立方厘米/分鐘；(3)擴(kuò)散/再分布過程溫度設(shè)定在865攝氏度，氮?dú)饬髁?6000立方厘米/分鐘，氧氣流量控制在890立方厘米/分鐘；(4)退舟過程的時(shí)間控制在6分鐘，溫度設(shè)定在865攝氏度。對于輕擴(kuò)散工藝-(1)進(jìn)舟過程的時(shí)間控制在62分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氧氣流量控制在890立方厘米/分鐘；(2)溫度穩(wěn)定過程的時(shí)間控制在15分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氧氣流量控制在890立方厘米/分鐘；(3)擴(kuò)散/再分布過程的時(shí)間控制在60分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氮?dú)饬髁?2000立方厘米/分鐘，氧氣流量控制在890立方厘米/分鐘；(4)退舟過程的時(shí)間控制在6分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度。實(shí)施例2本發(fā)明提供的選擇性發(fā)射極太陽電池制造過程中的重?cái)U(kuò)散工藝應(yīng)用在電極柵線下及其附近，使這些區(qū)域形成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)；輕擴(kuò)散工藝應(yīng)用在非電極柵線區(qū)域，使這些區(qū)域形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)；重?cái)U(kuò)散工藝和輕擴(kuò)散工藝均包括以下步驟(1)進(jìn)舟(Loading):把裝載硅片的石英舟推進(jìn)擴(kuò)散爐管中；(2)溫度穩(wěn)定(Temperaturestable):使得擴(kuò)散爐管內(nèi)的溫度完全穩(wěn)定；(3)擴(kuò)散/再分布(Doping/Drivingin):把三氯氧磷通過小流量的氮?dú)鈳霐U(kuò)散爐管進(jìn)行擴(kuò)散；(4)退舟(Loading):把裝載擴(kuò)散后的硅片的石英舟從擴(kuò)散爐管中退出。對于重?cái)U(kuò)散工藝(1)進(jìn)舟過程的時(shí)間控制在10分鐘，溫度設(shè)定在900攝氏度，氧氣流量控制在1000立方厘米/分鐘；(2)溫度穩(wěn)定過程的時(shí)間控制在18分鐘，溫度設(shè)定在900攝氏度，氧氣流量控制在1000立方厘米/分鐘；(3)擴(kuò)散/再分布過程溫度設(shè)定在900攝氏度，氮?dú)饬髁?8000立方厘米/分鐘，氧氣流量控制在1000立方厘米/分鐘；(4)退舟過程的時(shí)間控制在IO分鐘，溫度設(shè)定在900攝氏度。對于輕擴(kuò)散工藝(1)進(jìn)舟過程的時(shí)間控制在IO分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氧氣流量控制在1000立方厘米/分鐘；(2)溫度穩(wěn)定過程的時(shí)間控制在18分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氧氣流量控制在1000立方厘米/分鐘；(3)擴(kuò)散/再分布過程的時(shí)間控制在70分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氮?dú)饬髁?5000立方厘米/分鐘，氧氣流量控制在1000立方厘米/分鐘；(4)退舟過程的時(shí)間控制在10分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度。實(shí)施例3本發(fā)明提供的選擇性發(fā)射極太陽電池制造過程中的重?cái)U(kuò)散工藝應(yīng)用在電極柵線下及其附近，使這些區(qū)域形成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)；輕擴(kuò)散工藝應(yīng)用在非電極柵線區(qū)域，使這些區(qū)域形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)；重?cái)U(kuò)散工藝和輕擴(kuò)散工藝均包括以下步驟(1)進(jìn)舟(Loading):把裝載硅片的石英舟推進(jìn)擴(kuò)散爐管中；(2)溫度穩(wěn)定(Temperaturestable):使得擴(kuò)散爐管內(nèi)的溫度完全穩(wěn)定；(3)擴(kuò)散/再分布(Doping/Drivingin):把三氯氧磷通過小流量的氮?dú)鈳霐U(kuò)散爐管進(jìn)行擴(kuò)散；(4)退舟(Loading):把裝載擴(kuò)散后的硅片的石英舟從擴(kuò)散爐管中退出。對于重?cái)U(kuò)散工藝(1)進(jìn)舟過程的時(shí)間控制在12分鐘，溫度設(shè)定在920攝氏度，氧氣流量控制在1200立方厘米/分鐘；(2)溫度穩(wěn)定過程的時(shí)間控制在20分鐘，溫度設(shè)定在920攝氏度，氧氣流量控制在1200立方厘米/分鐘；(3)擴(kuò)散/再分布過程溫度設(shè)定在920攝氏度，氮?dú)饬髁?0000立方厘米/分鐘，氧氣流量控制在1200立方厘米/分鐘；(4)退舟過程的時(shí)間控制在12分鐘，溫度設(shè)定在920攝氏度。對于輕擴(kuò)散工藝(1)進(jìn)舟過程的時(shí)間控制在12分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氧氣流量控制在1200立方厘米/分鐘；(2)溫度穩(wěn)定過程的時(shí)間控制在20分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氧氣流量控制在1200立方厘米/分鐘；(3)擴(kuò)散/再分布過程的時(shí)間控制在85分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氮?dú)饬髁看笥?8000立方厘米/分鐘，氧氣流量控制在1200立方厘米/分鐘；(4)退舟過程的時(shí)間控制在12分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度。8權(quán)利要求1.一種選擇性發(fā)射極太陽電池制造過程中的重?cái)U(kuò)散和輕擴(kuò)散工藝，其特征在于，重?cái)U(kuò)散工藝應(yīng)用在電極柵線下及其附近，使這些區(qū)域形成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)；輕擴(kuò)散工藝應(yīng)用在非電極柵線區(qū)域，使這些區(qū)域形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)；所述的重?cái)U(kuò)散工藝和輕擴(kuò)散工藝均包括以下步驟(1)進(jìn)舟把裝載硅片的石英舟推進(jìn)擴(kuò)散爐管中；(2)溫度穩(wěn)定使得擴(kuò)散爐管內(nèi)的溫度完全穩(wěn)定；(3)擴(kuò)散/再分布把三氯氧磷通過小流量的氮?dú)鈳霐U(kuò)散爐管進(jìn)行擴(kuò)散；(4)退舟把裝載擴(kuò)散后的硅片的石英舟從擴(kuò)散爐管中退出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性發(fā)射極太陽電池制造過程中的重?cái)U(kuò)散和輕擴(kuò)散工藝，其特征在于，對于重?cái)U(kuò)散工藝-(1)進(jìn)舟過程的時(shí)間控制在6-12分鐘，溫度設(shè)定在865-920攝氏度，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘；(2)溫度穩(wěn)定過程的時(shí)間控制在15-20分鐘，溫度設(shè)定在865-920攝氏度，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘；(3)擴(kuò)散/再分布過程溫度設(shè)定在865-920攝氏度，氮?dú)饬髁看笥?5000立方厘米/分鐘，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘；(4)退舟過程的時(shí)間控制在6-12分鐘，溫度設(shè)定在865-920攝氏度。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選擇性發(fā)射極太陽電池制造過程中的重?cái)U(kuò)散和輕擴(kuò)散工藝，其特征在于，對于輕擴(kuò)散工藝(1)進(jìn)舟過程的時(shí)間控制在6-12分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘；(2)溫度穩(wěn)定過程的時(shí)間控制在15-20分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘；(3)擴(kuò)散/再分布過程的時(shí)間控制在60-85分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度，氮?dú)饬髁看笥?0000立方厘米/分鐘，氧氣流量控制在890-1200立方厘米/分鐘；(4)退舟過程的時(shí)間控制在6-12分鐘，相對于重?cái)U(kuò)散的溫度，輕擴(kuò)散溫度至少比其低25攝氏度。全文摘要本發(fā)明公開了一種選擇性發(fā)射極太陽電池制造過程中的重?cái)U(kuò)散和輕擴(kuò)散工藝，重?cái)U(kuò)散工藝應(yīng)用在電極柵線下及其附近，輕擴(kuò)散工藝應(yīng)用在非電極柵線區(qū)域，通過改變兩步擴(kuò)散工藝的溫度，氣流量和工藝時(shí)間使得在電極柵線下及其附近形成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)，在非電極柵線區(qū)域形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)一步擴(kuò)散工藝無法同時(shí)降低硅片表面接觸電阻和減少死層的問題，對晶體硅太陽能電池整體性能的提高有著重要的作用。文檔編號H01L31/18GK101494253SQ20091003742公開日2009年7月29日申請日期2009年2月26日優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日發(fā)明者周鵬宇,靜李申請人:晶澳(揚(yáng)州)太陽能科技有限公司