專利名稱：制造太陽能電池的磷擴散方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造太陽能電池的擴散制結(jié)工藝，具體涉及一種制造太陽能電池 的磷擴散方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池是一種將光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，由于其清潔、無污染，取之不 盡，用之不竭，逐漸成為一種重要的發(fā)電方式。其原理是利用PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)將光能 轉(zhuǎn)化成電能。目前廣泛采用的是硅太陽能電池，其制造工藝也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，主要步驟為化學(xué)清 洗及表面結(jié)構(gòu)化處理(制絨)_擴散制結(jié)-周邊刻蝕_沉積減反射膜-印刷電極-燒結(jié)。其 中，擴散制結(jié)(通常是磷擴散制結(jié))步驟是一個關(guān)鍵步驟，其質(zhì)量會直接影響到電池的光電 轉(zhuǎn)換效率。在工業(yè)化生產(chǎn)中，典型的磷擴散制結(jié)工藝為兩步第一步是有源擴散，即用氮氣通 過液態(tài)的P0C13，將所需要的雜質(zhì)用載流氣體輸運至高溫半導(dǎo)體材料表面，雜質(zhì)擴散深度約 為幾百個納米，該步驟的持續(xù)時間通常為20 30min ；第二步是無源推進，通常持續(xù)10 15min,使預(yù)淀積在表面的雜質(zhì)原子繼續(xù)向基體深處擴散，這樣就形成了一個N+/N層，這樣 的結(jié)構(gòu)有利于后續(xù)電極的制備。然而，在實際生產(chǎn)中，有源擴散步驟的持續(xù)時間一般較推進步驟長(前者為20 30min，而后者為10 15min)，由于有源擴散時硅片表面的磷濃度較高，其表面會形成一層 死層；在這層死層中，少子壽命非常低，限制了太陽能電池的開路電壓和短路電流，最終影 響到轉(zhuǎn)換效率。因此，開發(fā)一種能減少上述這種死層的磷擴散工藝，在保證不影響磷擴散效 果的前提下，提高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率，具有現(xiàn)實的積極意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種制造太陽能電池的磷擴散方法，以提高太陽能電池的光電 轉(zhuǎn)換效率。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種制造太陽能電池的磷擴散方法， 包括如下步驟(1)將待處理硅片放于擴散爐中，升溫至750 900°C，爐內(nèi)環(huán)境為氮氣氣氛，氮氣 流量8 30L/min ；(2)待溫度穩(wěn)定后，同時通入攜磷源氣體和干氧進行擴散，擴散時間為10 20min，爐內(nèi)環(huán)境為氮氣氣氛，氮氣流量8 30L/min，所述攜磷源氣體的流量為0. 8 2L/ min，干氧的流量為0. 4 2. 5L/min ；(3)停止通入攜磷源氣體源和干氧，進行20 40min推進，爐內(nèi)環(huán)境為氮氣氣氛， 氮氣流量8 30L/min ；所述步驟(3)的推進時間大于等于步驟(2)的擴散時間；
(4)降溫出舟，完成擴散過程。優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(1)中氮氣流量為8 20L/min。本發(fā)明的工作機理是由于擴散后硅片表面磷濃度的降低，擴散層的少子壽命較 高，從而有利于電池的開壓和電流的提高；填充因子由于表面濃度的降低稍有損失，但電流 開壓的提高大于填充因子的降低，從而轉(zhuǎn)換效率較高。由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點1、本發(fā)明把擴散時間縮短為10 20min，并相應(yīng)延長了推進時間，并且推進時間 大于等于擴散時間，從而大大提高了太陽能電池的電性能①開路電壓更高由于長時間的推進，使擴散后硅片的表面濃度更低，死層更少， 開路電壓更高；②短路電流更高由于死層的減少，表面N型區(qū)域的少子壽命和擴散長度更高，更 有利于電流的收集，短路電流更高；由于短路電流和開路電壓提高較大，在保證填充因子(FF)損失較小的情況下，太 陽能電池的轉(zhuǎn)換效率更高。2、本發(fā)明工藝步驟分明，工藝調(diào)節(jié)余地大，有利于調(diào)整控制，方便根據(jù)需要做工藝 優(yōu)化；3、本發(fā)明無須增添任何設(shè)備工裝，很大程度上節(jié)約了成本；4、本發(fā)明既適用于不同檔次的多種設(shè)備，又適用于各種規(guī)格的常規(guī)片和UMG片， 適于推廣使用。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述實施例一一種制造太陽能電池的磷擴散方法，包括如下步驟(1)將待處理硅片放于擴散爐中，升溫至800°C，爐內(nèi)環(huán)境為氮氣氣氛，氮氣流量 20L/min ；(2)待溫度穩(wěn)定后，同時通入攜磷源氣體和干氧進行擴散，擴散時間為15min，爐 內(nèi)環(huán)境為氮氣氣氛，氮氣流量20L/min，所述攜磷源氣體的流量為lL/min，干氧的流量為 2L/min ；(3)停止通入攜磷源氣體源和干氧，進行30min推進，爐內(nèi)環(huán)境為氮氣氣氛，氮氣 流量 20L/min ；(4)降溫出舟，完成擴散過程。采用一批常規(guī)多晶硅片用上述方法進行磷擴散。在AMI. 5、溫度25°C條件下測量 其開路電壓Voc、短路電流Isc、填充因子FF和轉(zhuǎn)換效率EFF，結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種制造太陽能電池的磷擴散方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將待處理硅片放于擴散爐中，升溫至750 900°C，爐內(nèi)環(huán)境為氮氣氣氛，氮氣流量 8 30L/min ；(2)待溫度穩(wěn)定后，同時通入攜磷源氣體和干氧進行擴散，擴散時間為10 20min，爐 內(nèi)環(huán)境為氮氣氣氛，氮氣流量8 30L/min，所述攜磷源氣體的流量為0. 8 2L/min，干氧 的流量為0. 4 2. 5L/min ；(3)停止通入攜磷源氣體源和干氧，進行20 40min推進，爐內(nèi)環(huán)境為氮氣氣氛，氮氣 流量8 30L/min ；所述步驟(3)的推進時間大于等于步驟(2)的擴散時間；(4)降溫出舟，完成擴散過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造太陽能電池的磷擴散方法，其特征在于所述步驟(1) 中氮氣流量為8 20L/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造太陽能電池的磷擴散方法，包括如下步驟(1)將待處理硅片放于擴散爐中，升溫至750～900℃；(2)待溫度穩(wěn)定后，同時通入攜磷源氣體和干氧進行擴散，擴散時間為10～20min；(3)停止通入攜磷源氣體源和干氧，進行20～40min推進；所述步驟(3)的推進時間大于等于步驟(2)的擴散時間；(4)降溫出舟，完成擴散過程。本發(fā)明把擴散時間縮短為10～20min，并相應(yīng)延長了推進時間，并且推進時間大于等于擴散時間，大大提高了太陽能電池的電性能，一定程度上提升了太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01L31/18GK102005501SQ20101050765
公開日2011年4月6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, 章靈軍, 辛國軍, 黃清 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