專利名稱：一種晶體硅太陽能電池的氧化處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽能電池的氧化處理工藝，屬于晶體硅太陽能電池制 造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，常規(guī)能源的持續(xù)使用帶來了能源緊缺以及環(huán)境惡化等一系列經(jīng)濟(jì)和 社會(huì)問題，發(fā)展太陽能電池是解決上述問題的途經(jīng)之一。因此，世界各國都在積極開發(fā) 太陽能電池，而高轉(zhuǎn)換效率、低成本是太陽能電池發(fā)展的主要趨勢，也是技術(shù)研究者追 求的目標(biāo)。
目前，在各類太陽能電池中，晶體硅太陽能電池占了 90%的市場份額，其中單 晶硅電池的轉(zhuǎn)化效率超過了 17%，多晶硅電池轉(zhuǎn)化效率也超過16%。如何在成本追加 不太多的前提下，較大幅度提高光電轉(zhuǎn)化效率是大家關(guān)注的目標(biāo)。其中，選擇性發(fā)射結(jié) Selective Emitter)是一個(gè)非常好的選擇，其具體結(jié)構(gòu)是(1)在電極柵線以下及其附近區(qū) 域形成重?fù)诫s區(qū)，以提高開路電壓，降低接觸電阻，提高填充因子；(2)在非柵線區(qū)域 形成淺摻雜區(qū)，以獲得較好的表面鈍化效果，提高短波響應(yīng)和載流子收集率，從而提高 短路電流。
現(xiàn)有的晶體硅太陽能電池選擇性發(fā)射結(jié)的制備方法主要是兩次擴(kuò)散工藝。兩次 擴(kuò)散工藝主要是先在晶體硅片絨面上生長擴(kuò)散掩膜，再蝕刻開槽出電極柵線區(qū)域，然后 通過兩次熱擴(kuò)散(重?cái)U(kuò)散和輕擴(kuò)散)形成重?fù)诫s和淺摻雜的結(jié)構(gòu)。其中，在晶體硅片絨 面上生長擴(kuò)散掩膜一般采用干氧氧化工藝，即在硅片表面制備一層二氧化硅膜作為選擇 性擴(kuò)散的掩蔽膜。對于干氧氧化工藝，氧分子以擴(kuò)散的方式通過氧化層到達(dá)二氧化硅一 硅表面，與硅發(fā)生反應(yīng)，生成一定厚度的二氧化硅層。
然而，現(xiàn)有的干氧氧化速率很慢，需要在氧化管內(nèi)高溫900 1200°C持續(xù)2小時(shí) 以上，同時(shí)大流量的通入干氧，才能得到所需的工藝厚度。顯然，這種長時(shí)間的氧化處 理工藝不僅耗費(fèi)了大量電、氣等資源，增加了生產(chǎn)成本，而且還相對降低了生產(chǎn)產(chǎn)能。 此外，上述工藝方法制得的氧化膜均勻性(片內(nèi)膜厚差異)和重復(fù)性(片間膜厚差異)比較差。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種晶體硅太陽能電池的氧化處理工藝，以縮短處理時(shí)間， 并獲得具有良好均勻性和重復(fù)性的氧化膜。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種晶體硅太陽能電池的氧化處 理工藝，包括如下步驟
(1)升溫干氧預(yù)氧化將硅片推入氧化管中，升溫至850 900°C，通入干氧， 進(jìn)行氧化反應(yīng)，在硅片表面生成一層二氧化硅層；反應(yīng)時(shí)間為100 600s，干氧流量為 8 30L/min ；
( 高溫?fù)铰妊趸^續(xù)通入干氧，升溫至900 950°C，通入三氯乙烷，攜帶 三氯乙烷的氮?dú)饬髁繛?.5 2.5L/min，干氧流量為8 30L/min，持續(xù)1500 2500s ；
(3)恒溫推進(jìn)氧化保持步驟( 的溫度，停止通三氯乙烷，繼續(xù)通入干氧，持 續(xù)300 800s ；干氧流量為8 30L/min ；
(4)降溫，停止通干氧，將硅片退出氧化管。
本發(fā)明將氧化工藝分為升溫干氧預(yù)氧化、高溫?fù)铰妊趸?、恒溫推進(jìn)氧化三步進(jìn) 行；即首先在溫度上升的情況下，采用干氧氧化，確定一定厚度的二氧化硅膜厚，然后 在預(yù)定溫度下，通入三氯乙烷和干氧，能夠有效加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，最后在 恒溫的情況下，通入一定時(shí)間的干氧，以使得膜厚更加均勻，屏蔽效果更佳。
本發(fā)明的工作機(jī)理是在氧化氣體中摻入三氯乙烷后，氧化速率及氧化層質(zhì)量 都有提高，對于氧化速率的變化(1)摻氯氧化時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物有H2O,加速氧化；(2)氯 起了氧與硅反應(yīng)的催化劑的作用；氯原子可以減少鈉離子沾污，鈍化幻02中鈉離子的活 性，抑制熱氧化缺陷，改善擊穿特性；經(jīng)過摻氯氧化的硅片少子壽命得到提高，最終電 池片效率也有所提高。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明開發(fā)了一種新的晶體硅太陽能電池的氧化處理工藝，大大縮短了整個(gè) 工藝的處理時(shí)間，避免了長時(shí)間的氧化處理帶來的浪費(fèi)資源、產(chǎn)能降低等問題，具有積 極的現(xiàn)實(shí)意義。
2.本發(fā)明的氧化處理工藝制備得到的二氧化硅氧化膜具有良好的均勻性和重復(fù) 性，具有的較好的屏蔽效果，而且，由該工藝得到的電池片制得的太陽能電池的光電轉(zhuǎn) 換效率有了進(jìn)一步的提高，取得了意料不到的效果。
3.本發(fā)明的處理工藝簡單，易于操作，適于推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實(shí)施例一
一種晶體硅太陽能電池的氧化處理工藝，包括如下步驟
(1)升溫干氧預(yù)氧化將硅片推入氧化管中，升溫至850°C，通入干氧，進(jìn)行氧 化反應(yīng)，在硅片表面生成一層二氧化硅層；反應(yīng)時(shí)間為500s，干氧流量為20L/min
( 高溫?fù)铰妊趸^續(xù)通入干氧，升溫至900°C，通入三氯乙烷，攜帶三氯乙 烷的氮?dú)饬髁繛?.5L/mte，干氧流量為20L/mte，持續(xù)1500s ；
C3)恒溫推進(jìn)氧化保持900°C，停止通三氯乙烷，繼續(xù)通入干氧，持續(xù)800s 干氧流量為20L/min ；
(4)降溫，停止通干氧，將硅片退出氧化管。
對按照上述工藝制得的電池片，用橢偏儀五點(diǎn)測試法測試其膜厚，根據(jù)公式(uniformity = max- min/max+ min)計(jì)算其不均勻度，同時(shí)，在AM1.5、光強(qiáng)1000W，溫度25°C 條件下測量了經(jīng)過該工藝處理制成的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，結(jié)果如下表所示
權(quán)利要求
1. 一種晶體硅太陽能電池的氧化處理工藝，其特征在于，包括如下步驟(1)升溫干氧預(yù)氧化將硅片推入氧化管中，升溫至850 900°C，通入干氧，進(jìn)行 氧化反應(yīng)，在硅片表面生成一層二氧化硅層；反應(yīng)時(shí)間為100 600s，干氧流量為8 30L/min ；(2)高溫?fù)铰妊趸^續(xù)通入干氧，升溫至900 950°C，通入三氯乙烷，攜帶三氯 乙烷的氮?dú)饬髁繛?.5 2.5L/min，干氧流量為8 30L/min，持續(xù)1500 2500s ；(3)恒溫推進(jìn)氧化保持步驟(2)的溫度，停止通三氯乙烷，繼續(xù)通入干氧，持續(xù) 300 800s ；干氧流量為8 30L/min ；(4)降溫，停止通干氧，將硅片退出氧化管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶體硅太陽能電池的氧化處理工藝，包括如下步驟(1)升溫干氧預(yù)氧化將硅片推入氧化管中，升溫至850～900℃，通入干氧，進(jìn)行氧化反應(yīng)，在硅片表面生成一層二氧化硅層；反應(yīng)時(shí)間為100～600s；(2)高溫?fù)铰妊趸^續(xù)通入干氧，升溫至900～950℃，通入三氯乙烷，持續(xù)1500～2500s；(3)恒溫推進(jìn)氧化保持步驟(2)的溫度，停止通三氯乙烷，繼續(xù)通入干氧，持續(xù)300～800s；(4)降溫，停止通干氧，將硅片退出氧化管。本發(fā)明氧化處理工藝大大縮短了整個(gè)工藝的處理時(shí)間，避免了長時(shí)間的氧化處理帶來的浪費(fèi)資源、產(chǎn)能降低等問題，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
文檔編號H01L31/18GK102024877SQ20101050764
公開日2011年4月20日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者黨繼東, 王虎, 章靈軍, 辛國軍 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司, 阿特斯(中國)投資有限公司