专利名称：一种降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及一种降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺。
背景技术：
常规太阳能电池的基本制造流程清洗制作绒面、扩散方块电阻、边缘刻蚀、去磷硅玻璃、镀减反射膜、丝网印刷栅线、电性能测试、分选包装。扩散工序在太阳能电池制造过程中起到了非常重要的作用，是太阳能电池制造的核心工序。扩散的目的是为了形成太阳能电池的心脏PN结，PN结的结构直接影响太阳能电池片的短路电流、开路电压、暗电流等电性能参数。冶金级硅一般利用物理法提纯生产，含有大量的铁、碳、硼、氧等杂质。目前行业内一般利用太阳能级硅的扩散工艺生产冶金级硅太阳能电池，这样大量的铁、碳、硼、氧等杂质的存在会增加光载流子的复合几率，制造出来的太阳能电池一般效率较低、暗电流很大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺，该扩散工艺能够有效降低太阳能电池的暗电流，提高太阳能电池的转换效率。本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的一种降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺，含以下步骤
(1)将冶金级晶体硅片置于扩散炉中，调节扩散炉内温度为70(T75(TC，大氮流量为 10000^40000 mL/min,干氧流量为500 3000 mL/min,进行低温浓磷扩散广lOmin，进行扩散前氧化；
(2)将扩散炉内温度升至80(T85(TC，调节小氮流量为50(T3000mL/min，大氮流量为 10000^40000 mL/min，干氧流量为500 3000 mL/min，进行磷掺杂l(T60min，形成高浓度磷
掺杂；
(3)将扩散炉内温度升至90(T98(TC，调节大氮流量为1000(T40000mL/min，进行高温磷吸杂l(T60min ；
(4)调节扩散炉内温度为70(T75(TC，大氮流量为1000(T40000mL/min，进行低温推进 10 60mino本发明步骤(1)将冶金级晶体硅片置于扩散炉中前，先调节温度为70(T75(TC、大氮流量为10000 40000 mL/min，吹扫炉管广lOmin。本发明步骤O)中磷掺杂时采用的磷源为液态三氯氧磷。上述一种降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺中，磷源优选为液态三氯氧磷，液态三氯氧磷主要通过氮气携带进入扩散炉管，三氯氧磷的浓度通过氮气的流量和装载三氯氧磷的源瓶温度来控制。携带三氯氧磷的氮气定义为小氮，纯氮气定义为大氮，不含水分的氧气定义为干氧。
本发明步骤(4)中低温推进后，调节冶金级晶体硅片的方块电阻为2(Γ80Ω/ 口。本发明步骤中进行低温推进和调节冶金级晶体硅片的方块电阻后，调节扩散炉内温度为70(T750°C、大氮流量为1000(T40000mL/min，吹扫炉管广lOmin。通过上述步骤(3)中的高温长时间磷吸杂，在较高的温度情况下使铁、碳、硼、氧等的沉淀态杂质、替位态杂质或者其它杂质复合体释放成间隙态杂质，间隙态的杂质快速扩散到高固溶度的磷硅玻璃层中，完成了高温磷吸杂，提升了体少子寿命。通过上述步骤中低温推进，在较低的温度情况下，推进结深、并调整至工艺要求的方块电阻；并且随着温度的降低表面浓磷区域杂质固溶度降低，使间隙态的杂质转变成沉淀态、复合体等形态的杂质。与现有技术相比，本发明具有如下优点
(1)本发明通过扩散工艺的优化，有效的降低了电池的暗电流；对铁、碳、硼、氧等杂质进行了有效的吸杂，一定程度上减少了杂质对光生载流子的复合几率，提升了体少子寿命；
(2)本发明通过扩散工艺的优化，获得了更深的结深，有效的防止了太阳能电池制造过程中对PN的污染，适应更多品种的浆料和范围更大的烧结工艺窗口，一定程度上提升了太阳电池的转换效率和良品率。
具体实施例方式实施例1
本实施例提供的降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺，含以下步骤
使用P型冶金级多晶硅片，经过常规的清洗制绒后，然后进行扩散，扩散具体步骤如
下
(1)在750°C的情况下，将装载冶金级硅片的石英舟送入扩散炉；
(2)通入大氮流量为30000mL/min，吹扫炉管^iiin ；
(3)在750°C的情况下，通入大氮流量为30000mL/min，干氧流量为600mL/min，时间 lOmin，进行扩散前氧化；
(4)将扩散炉内温度升温到830°C，通入小氮流量1200mL/min，大氮流量30000 m L// min、干氧2000 mL/min,时间30min，形成高浓度磷掺杂；
(5)将扩散炉内温度升温到950°C，通入大氮流量为30000mL/min，进行高温磷吸杂 40min ；
通过步骤(5)中的高温长时间磷吸杂，在较高的温度情况下使铁、碳、硼、氧等的沉淀态杂质、替位态杂质或者其它杂质复合体释放成间隙态杂质，间隙态的杂质快速扩散到高固溶度的磷硅玻璃层中，完成了高温磷吸杂，提升了体少子寿命；
(6)降温至750°C，通入大氮30000mL/min,时间30min，进行低温推进，调整方块电阻至 20 ohm/sq ( Ω / □)；
(7)调节扩散炉内温度为700°C，通入大氮30000mL/min，吹扫炉管anin;
(8)将装载冶金级硅片的石英舟退出扩散炉即可。将扩散后的冶金级硅片经过边缘刻蚀、去磷硅玻璃、镀减反射膜、丝网印刷、电性能测试等后续工序，制备成太阳能电池片。
表1采用本实施例冶金级扩散工艺与太阳能级扩散工艺生产冶金级硅的对照
权利要求
1.一种降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺，其特征是含以下步骤(1)将冶金级晶体硅片置于扩散炉中，调节扩散炉内温度为70(T75(TC，大氮流量为 10000^40000 mL/min,干氧流量为500 3000 mL/min,进行低温浓磷扩散广lOmin，进行扩散前氧化；(2)将扩散炉内温度升至80(T85(TC，调节小氮流量为50(T3000mL/min，大氮流量为 10000"40000mL/min,干氧流量为50(T3000mL/min，进行磷掺杂l(T60min，形成高浓度磷掺杂；(3)将扩散炉内温度升至90(T98(TC，调节大氮流量为1000(T40000mL/min，进行高温磷吸杂l(T60min ；(4)调节扩散炉内温度为70(T750°C，大氮流量为1000(T40000mL/min，进行低温推进 10 60mino
2.根据权利要求1所述的降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺，其特征是步骤(1)将冶金级晶体硅片置于扩散炉中前，先调节温度为70(T75(TC、大氮流量为 10000^40000 mL/min，吹扫炉管 1 lOmin。
3.根据权利要求1所述的降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺，其特征是步骤O)中磷掺杂时采用的磷源为液态三氯氧磷。
4.根据权利要求1所述的降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺，其特征是步骤中进行低温推进后，调节冶金级晶体硅片的方块电阻为2(Γ80Ω/口。
5.根据权利要求4所述的降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺，其特征是进行低温推进和调节冶金级晶体硅片的方块电阻后，调节扩散炉内温度为70(T75(TC、大氮流量为10000 40000 mL/min，吹扫炉管1 lOmin。
全文摘要
本发明公开了一种降低冶金级硅太阳能电池暗电流的扩散工艺，第一步进行低温浓磷扩散，在较低温度下，通入高浓度磷源进行扩散，形成高浓度磷掺杂；第二步进行高温长时间磷吸杂，在较高温度下使铁、碳、硼、氧等杂质的沉淀态杂质、替位态杂质或者其它杂质复合体释放成间隙态杂质，间隙态的杂质快速扩散到高固溶度的磷硅玻璃层中，完成高温磷吸杂，提升体少子寿命；第三步低温推进，在较低温度下，推进结深、并调整至工艺要求的方块电阻；并且随着温度的降低表面浓磷区域杂质固溶度降低，使间隙态的杂质转变成沉淀态、复合体等形态的杂质。采用本发明扩散工艺对冶金级晶体硅片进行扩散，可以有效降低太阳电池的暗电流，提高太阳电池的转换效率。
文档编号H01L31/18GK102509748SQ20111038867
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者刘光, 朱生宾, 王永丰, 谢忠阳 申请人:合肥晶澳太阳能科技有限公司