升温推结扩散工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种升温推结扩散工艺。
【背景技术】
[0002] 目前，太阳能电池的生产工艺主要包括清洗制绒、扩散、刻蚀、PECVD、丝网印刷以 及烧结等。在太阳能电池的主要制造工艺中，扩散后的硅片表面浓度、结深以及方阻均匀 性直接影响太阳能电池的电性能，其作用是在已经干净有绒面的P型硅片掺杂磷原子，形 成PN结，PN结是太阳能电池的核心，对光伏转换效率起着至关重要的作用。目前使用的恒 温扩散工艺虽然对磷扩散时制备PN结具有较好的效果，但是对于基片的吸杂效果不是特 别显著。这是因为磷吸杂过程中杂质的释放和扩散要求较高的温度，较低的温度不利于基 片中杂质的溶解和扩散，而基片在吸杂时的驱动力即杂质的分凝又要求较低的吸杂温度， 过高的温度则不利于杂质分凝到吸杂区域，因此利用不同温度进行扩散更有利于吸杂的进 行，而目前使用的扩散工艺则属于恒温扩散。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种升温推结扩散工艺，属于变温扩散工艺， 在较低温度下进行升温扩散，然后再在较高温度下推结，形成深结，从而使方阻均匀，转换 效率提升〇. 2%以上，不仅能够保证较好的磷扩散效果，还能够提高磷扩散时的吸杂能力， 且促进了其转换效率的提升。
[0004] 升温推结扩散工艺，扩散设备采用荷兰TEMPRESS扩散炉，具体步骤如下： (1)开始。时间5~20 s，温度760~790 °C，大氮流量4~12 L/min。
[0005] (2)进舟。时间600~1000 s，温度760~790 °C，大氮流量4~12 L/min，进舟速度 300-700 mm/min〇
[0006] (3)快速升温。时间300~1000 s，温度760~790 °C，大氮流量6~25 L/min，升温速 率彡 10 cC /min〇
[0007] (4)前氧化。时间200~800 s，温度760~790 °C，大氮流量6~25 L/min，氧气流量 1~5 L/min〇
[0008] (5)升温沉积。时间800~2000 s，温度790~810 °C，大氮流量6~25 L/min，小氮流 量 0.8~3 L/min，氧气流量 0.3~3 L/min，升温速率^lO °C/min。
[0009] (6)升温推结。时间400~1300 s，温度830~880 °C，大氮流量6~25 L/min，氧气流 量0~2 L/min，升温速率彡10 °C/min。
[0010] (7)冷却。时间300~2000 S，温度700~800 °C，大氮流量6~25 L/min，氧气流量 1~5 L/min〇
[0011] (8)出舟。时间700~1200 S，温度700~800 °C，大氮流量4~12 slm，进舟速度 200-500 mm/min。
[0012] (9)结束。时间5~20 s，温度760~800 °C，大氮流量4~12 L/min。采用四探针法 测试硅片的方阻，平均值65~85 Ω /Sq。
[0013] 升温推结扩散工艺，其中，所述步骤（1)至（4)的设置温度相同。
[0014] 升温推结扩散工艺，其中，所述步骤（5)比步骤（4)的温度高10~30 °C。
[0015] 升温推结扩散工艺，其中，所述步骤（6)比步骤（5)的温度高30~70 °C。
[0016] 升温推结扩散工艺，其中，所述步骤（3)至（7)的工艺气体流量总和不变。
[0017] 本发明的有益效果是：在保证太阳能电池的磷扩散基础上提高其吸杂能力，利用 氮气、氧气及三氯氧磷为主要原料，通过控制扩散过程中的炉内各区域温度、保温时间以及 气体流量等，达到优化磷扩散工艺的目的。本发明不仅能够保证良好的磷扩散，还能够提高 扩散过程中对基片内吸杂作用。
【具体实施方式】
[0018] 以下所述的仅是本发明所公开的升温推结扩散工艺的优选实施方式，应当指出， 对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所创造构思的前提下，还可以做出若干 变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
[0019] 实施例1， 升温推结扩散工艺，具体步骤如下： (1)开始。时间10 S，温度780 °C，大氮流量8 L/min。
[0020] (2)进舟。时间650 s，温度780 °C，大氮流量8 L/min，进舟速度400 mm/min。
[0021] (3)升温。时间600 s，温度780°C，大氮流量18 L/min。
[0022] (4)前氧化。时间500 s，温度780 °C，大氮流量16 L/min，氧气流量2 L/min。
[0023] (5)沉积。时间1000 s，温度790~810 °C，大氮流量15. 9 L/min，小氮流量I. 4 L/ min，氧气流量 0.7 L/min〇
[0024] (6)推结。时间 600 s，温度 830~860 °C，大氮流量 18 L/min。
[0025] (7)冷却。时间1200 s，温度750 °C，大氮流量13 L/min，氧气流量5 L/min。
[0026] (8)出舟。时间1000 s，温度780 °C，大氮流量8 L/min，进舟速度200mm/min。
[0027] (9)结束。时间10 s，温度780 °C，大氮流量8 L/min。
[0028] 实施例2， 升温推结扩散工艺，具体步骤如下： (1)开始。时间5 s，温度780 °C，大氮流量8 L/min。
[0029] (2)进舟。时间700 s，温度780 °C，大氮流量8 L/min，进舟速度300 mm/min。
[0030] (3)升温。时间700 s，温度780 °C，大氮流量20 L/min。
[0031] (4)前氧化。时间500 s，温度780 °C，大氮流量18 L/min，氧气流量2 L/min。
[0032] (5)沉积。时间1000 s，温度790~810 °C，大氮流量17 L/min，小氮流量I. 5 L/ min，氧气流量 1.5 L/min〇
[0033] (6)推结。时间 600 s，温度 830~860 °C，大氮流量 20 L/min。
[0034] (7)冷却。时间600 s，温度750 °C，大氮流量15 L/min，氧气流量5 L/min。
[0035] (8)出舟。时间1000 s，温度780 °C，大氮流量8 L/min，进舟速度200 mm/min。
[0036] (9 )结束。时间5 s，温度780 °C，大氮流量8 L/min。
[0037] 对比例，具体步骤如下： (1)开始。时间10 S，温度800~820 °C，大氮流量18 L/min。
[0038] (2)进舟。时间800 s，温度800~820 °C，大氮流量18 L/min，进舟速度300 mm/ min〇
[0039] (3)升温。时间 500 s，温度 800~820 °C，大氮流量 18 L/min。
[0040] (4)前氧化。时间400 s，温度800~820 °C，大氮流量16 L/min，氧气流量2 L/min。
[0041] (5)沉积。时间1500 s，温度800~820 °C，大氮流量16 L/min，小氮流量1.5 L/ min，氧气流量 0.5 L/min〇
[0042] (7)推结。时间900 s，温度800~820 °C，大氮流量16. 5 L/min，氧气流量I. 5 L/ min〇
[0043] (8)出舟。时间800 s，温度800 °C，大氮流量18 L/min，进舟速度300 mm/min。
[0044] (9)结束。时间10 s，温度800 °C，大氮流量18 L/min。
[0045] 采用相同的硅片原料：P型多晶硅片，电阻率0. 5~3 Ω cm，各选1200片分别进行 常规的清洗制绒，分别采用本发明实施例1和实施例2的工艺和对比例的恒温扩散工艺，后 续工艺均采用常规工艺进行生产，对比最终电性能参数。
[0046] 由数据可以看出，相对于传统的扩散工艺，本发明提高了开路电压和短路电流，从 而提高了电池片的光伏转换效率。
[0047] 通过以上的方式，本发明所提供的升温推结扩散工艺，通过在较低温度下形成较 低的表面浓度，并在较高温度下推进形成深结，提高电池片的光伏转换效率。
【主权项】
1. 升温推结扩散工艺，其特征为，其具体步骤如下：（I)开始：时间5~20 s，温度760~ 790 °C，大氮流量 4~12 L/min; (2) 进舟：时间600~1000 s，温度760~790 °C，大氮流量4~12 L/min，进舟速度300~700 mm/min ； (3) 快速升温：时间300~1000 s，温度760~790 °C，大氮流量6~25 L/min，升温速率 10 °C /min ； (4) 前氧化：时间200~800 s，温度760~790 °C，大氮流量6~25 L/min，氧气流量1~5 L/ min ； (5) 升温沉积：时间800~2000 s，温度790~810 °C，大氮流量6~25 L/min，小氮流量 0? 8~3 L/min，氧气流量 0? 3~3 L/min，升温速率 ^ 10 °C /min ; (6) 升温推结：时间400~1300 s，温度830~880 °C，大氮流量6~25 L/min，氧气流量0~2 L/min，升温速率彡10 °C /min ; (7) 冷却：时间300~2000 s，温度700~800 °C，大氮流量6~25 L/min，氧气流量1~5 L/ min ； (8) 出舟：时间700~1200 s，温度700~800 °C，大氮流量4~12 slm，进舟速度200~500 mm/min ； (9) 结束：时间5~20 s，温度760~800 °C，大氮流量4~12 L/min。2. 如权利要求1所述的升温推结扩散工艺，其特征在于，所述步骤（1)至（4)的设置温 度相同。3. 如权利要求1所述的升温推结扩散工艺，其特征在于，所述步骤（5)比步骤（4)的温 度高 10~30 °C。4. 如权利要求1所述的升温推结扩散工艺，其特征在于，所述步骤（6)比步骤（5)的温 度高 30~70 °C。5. 如权利要求1所述的升温推结扩散工艺，其特征在于，所述步骤（3)至（7)的工艺气 体流量总和不变。
【专利摘要】本发明公开了一种升温推结扩散工艺，其具体步骤如下：（1）进舟；（2）快速升温；（3）前氧化；（4）升温沉积；（5）升温推结；（6）冷却；（7）出舟。在较低温度下进行升温扩散，然后再在较高温度下推结，形成低表面浓度深结，转换效率提升0.2%以上。
【IPC分类】H01L31/18
【公开号】CN105118896
【申请号】CN201510593157
【发明人】曹江伟, 张广路, 杨晓琴, 易敏华
【申请人】江西展宇新能源股份有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月17日