專利名稱：一種制備多晶硅太陽能電池發(fā)射極的擴散方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備多晶硅太陽電池高效發(fā)射極的擴散方法，屬于太陽能電池技術領域。
背景技術：
太陽能電池是一種將光能直接轉化為電能的器件，由于其清潔、無污染，取之不盡，用之不竭的優(yōu)點，越來越受關注，成為取代傳統(tǒng)能源的最佳新能源。POCl3液態(tài)源擴散法生產效率高，得到的PN結結構均勻、平整，擴散層表面良好，同時有利于制作大面積結太陽能電池，是最主要的制結方法。所制PN結的質量會直接影響到太陽能電池的光電轉換效率。POCl3液態(tài)源擴散法原理是=POCl3被N2帶入高溫石英管內分解成P2O5和PCl5, PCl5與O2反應生成P2O5和Cl2, P2O5與硅片反應生成P和SiO2, P原子在硅片中擴散，形成N型硅，并和基片一起構成了 PN結。傳統(tǒng)的擴散工藝流程一般由進舟一升溫一穩(wěn)定一擴散一再分布一降溫一出舟完成，擴散步驟和再分布步驟采用同一溫度完成，結果是，要保證輕摻雜濃度，其POCl3 (可以分解為磷元素的液態(tài)源)源流量不能大，否則濃度會高，但這樣會導致方阻均勻性會變得較差，影響電池片電性能參數(shù)。無論是恒溫工藝還是變溫工藝，其都是基于一次通源，磷雜質在硅體內的分布一般符合高斯分布和余誤差分布。單純的通過變化溫度，濃度或者時間都很難改變其在硅片內部的摻雜曲線，優(yōu)化程度有限。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種制備多晶硅太陽能高效發(fā)射極的擴散方法，用以解決磷雜質在硅片內的摻雜濃度過高以及分布不均勻的問題。本發(fā)明采用以下方法實現(xiàn)上述目的一種制備多晶硅太陽能電池發(fā)射極的擴散方法，包括三次通源擴散
(1)使用液態(tài)POCl3磷源，溫度為760-880°C，大氮氣體流量為18-28L/min，氧氣流量為 0. 4-3. 4 L/min，小氮氣體流量為0. 3-0. 23 L/min，擴散時間為l-20min，進行第一次擴散；
(2)使用液態(tài)POCl3磷源，溫度為760-880°C，大氮氣體流量為18-28L/min，氧氣流量為 0. 4-3. 4 L/min，小氮氣體流量為0. 3-0. 23 L/min，擴散時間為l-20min，進行第二次擴散；
(3)使用液態(tài)POCl3磷源，溫度為760-880°C，大氮氣體流量為18-28L/min，氧氣流量為 0. 4-3. 4 L/min，小氮氣體流量為0. 3-0. 23 L/min，擴散時間為l-20min，進行第三次擴散。在所述第一次擴散前還包括硅片預氧化步驟將溫度升至760_88(TC，通入大氮和氧氣混合氣體對硅片表面進行氧化，控制大氮氣體流量為18-28L/min，氧氣流量為 0. 4-3. 4L/min，氧化時間為 l_20min。在所述第三次擴散后還包括恒溫推結步驟將溫度保持在760_88(TC，通入大氮和氧氣混合氣體，進行恒溫推結，大氮氣體流量為18-28L/min，氧氣流量為0. 4-3. 4L/min。其有益效果是擴散前通入大氮和氧混合氣體可以使硅片表面形成一定氧化層，以穩(wěn)定雜質的擴散速率；擴散后通入大氮和氧混合氣體，可有效地控制雜質濃度和推結過程；三次通源擴散較一次通源擴散所形成的PN結，表面雜質濃度低，雜質分布均勻，有利于電子的收集，減少了太陽能電池因復合造成的效率損失，轉換效率提高了 0. 11。本發(fā)明在現(xiàn)有生產條件下，并且未增加工藝復雜性。


圖1是一次通源擴散與三次通源擴散形成結深曲線對比圖。
具體實施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
實施例將溫度升至850°C，通入大氮和氧氣混合氣體對硅片表面進行氧化，控制大氮氣體流量為26L/min，氧氣流量為2. 6L/min，氧化時間為IOmin ；將溫度保持在850°C，使用液態(tài)POCl3磷源，控制大氮氣體流量為20L/min，氧氣流量為2L/min，小氮氣體流量為1. 5L/ min，擴散時間為lOmin，進行第一次擴散；將溫度保持在850°C，使用液態(tài)？0(13磷源，控制大氮氣體流量為20L/min，氧氣流量為2L/min，小氮氣體流量為1. 5L/min，擴散時間為 lOmin，，進行第二次擴散；將溫度保持在850°C，使用液態(tài)POCl3磷源，控制大氮氣體流量為 20L/min，氧氣流量為2L/min，小氮氣體流量為1. 5L/min，擴散時間為lOmin，進行第三次擴散；將溫度保持在850(TC，通入大氮和氧氣混合氣體，進行恒溫推結，大氮氣體流量為26L/ min，氧氣流量為2. 6L/min，時間為lOmin。測得的電性能參數(shù)如表1所示，三次通源擴散較一次通源擴散得到的太陽能電池的光電轉換效率增大了 0.11。 表1電性能參數(shù)
權利要求
1.一種制備多晶硅太陽能電池發(fā)射極的擴散方法，包括三次通源擴散，其特征在于，所述三次通源擴散步驟為(1)使用液態(tài)POCl3磷源，溫度為760-880°C，大氮氣體流量為18-28L/min，氧氣流量為 0. 4-3. 4 L/min，小氮氣體流量為0. 3-2. 3 L/min，擴散時間為l-20min，進行第一次擴散；(2)使用液態(tài)POCl3磷源，溫度為760-880°C，大氮氣體流量為18-28L/min，氧氣流量為 0. 4-3. 4 L/min，小氮氣體流量為0. 3-2. 3 L/min，擴散時間為l-20min，進行第二次擴散；(3)使用液態(tài)POCl3磷源，溫度為760-880°C，大氮氣體流量為18-28L/min，氧氣流量為 0. 4-3. 4 L/min，小氮氣體流量為0. 3-2. 3 L/min，擴散時間為l-20min，進行第三次擴散。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備多晶硅太陽能電池發(fā)射極的擴散方法，其特征在于，在所述第一次擴散前還包括硅片預氧化步驟將溫度升至760-88(TC，通入大氮和氧氣混合氣體對硅片表面進行氧化，控制大氮氣體流量為18-28L/min，氧氣流量為0. 4-3. 4L/min, 氧化時間為l_20min。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的制備多晶硅太陽能電池發(fā)射極的擴散方法，其特征在于，在所述第三次擴散后還包括恒溫推結步驟將溫度保持在760-88(TC，通入大氮和氧氣混合氣體，進行恒溫推結，大氮氣體流量為18-28L/min，氧氣流量為0. 4-3. 4L/min，時間為 l_20mino
4.根據(jù)權利要求1所述的制備多晶硅太陽能電池發(fā)射極的擴散方法，其特征在于，所述大氮是為保證石英管內壓力穩(wěn)定，排除雜質氣體的大流量氮氣，氣體流量為18-28L/min， 所述小氮為攜帶液態(tài)POCl3進入石英管內的小流量氮氣，氣體流量為0. 3-2. 3L/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備多晶硅太陽能電池發(fā)射極的擴散方法，屬于太陽能電池技術領域。本發(fā)明采用液態(tài)POCl3磷源，進行三次條件相同的通源擴散使用液態(tài)POCl3磷源，溫度為760-880℃，大氮氣體流量為18-28L/min，氧氣流量為0.4-3.4L/min，小氮氣體流量為0.3-2.3L/min，擴散時間為1-20min，進行第一次擴散；在擴散后通入大氮和氧混合氣體，進行恒溫推結。采用這種擴散方法所形成的PN結，表面雜質濃度低，雜質分布均勻，有利于電子的收集，減少了太陽能電池因復合造成的效率損失，轉換效率提高了0.11，并且本發(fā)明在現(xiàn)有生產條件下，未增加工藝復雜性。
文檔編號H01L31/18GK102280373SQ20111026931
公開日2011年12月14日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權日2011年9月13日
發(fā)明者王正凱, 龔麗坤 申請人:江陰鑫輝太陽能有限公司