]实施例一
如图1所示为本发明基于逆扩散的太阳能电池选择性掺杂方法的流程示意图，具体包括如下步骤:
la、将P型单晶硅片置于湿氧环境下进行高温预扩散，使磷元素扩散入硅片形成PN结，同时硅片表面形成厚度约为0.05微米的磷硅玻璃层1，磷硅玻璃层I中磷元素的浓度约为lel9/cm3;高温预扩散的工艺温度为1000°C，持续时间为30分钟；
2a、采用丝网印刷的方法保留顶电极区的磷硅玻璃，将硅片上其它区域的磷硅玻璃利用氢氟酸缓冲液去除掉；
3a、在硅片上表面淀积厚度约为40nm的本征非晶硅层2 ;
4a、将硅片置于湿氧的环境中进行高温扩散，使硅片非顶电极区的掺杂元素(磷)扩散入非晶硅层，降低硅片非顶电极区掺杂元素浓度，实现掺杂元素逆向扩散；顶电极区氧化层中的掺杂元素(磷)向顶电极区扩散，实现顶电极区的重掺杂，同时非晶硅层及非顶电极区的硅片表面被氧化形成磷硅玻璃层I ;高温扩散的工艺温度为900°C，持续时间为30分钟；5a、采用氢氟酸缓冲液去除硅片表面的磷硅玻璃，完成太阳能电池的逆扩散选择性掺杂O
[0027]利用仿真软件对本实施例一方法进行仿真后，硅片内杂质分见图2。仿真结果图中的曲线分别表示掺杂元素(磷)的浓度、以及PN结的位置。
[0028]实施例二
本实施例的步骤与实施例一相同，区别在于步骤4a (第四步)中干氧环境下高温扩散的工艺参数，本实施例中，高温扩散的工艺温度为1000°C，持续时间为5分钟。利用仿真软件对本实施例二方法进行仿真后，硅片内杂质分见图3。仿真结果图中的曲线分别表示掺杂元素(磷)的浓度、以及PN结的位置。
[0029]实施例三
本实施例的步骤与实施例一相同，区别在于步骤4a (第四步)中干氧环境下高温扩散的工艺参数，本实施例中，高温扩散的工艺温度为1100°C，持续时间为2分钟。利用仿真软件对本实施例三方法进行仿真后，硅片内杂质分见图4。仿真结果图中的曲线分别表示掺杂元素(磷)的浓度、以及PN结的位置。
[0030]对比本发明三个实施例，从仿真结果图中可以看出，随着逆向扩散工艺的高温扩散温度的升高，电池的PN结在不断的加深。电池的表面的杂质浓度先增加后减小，但顶电极区的杂质浓度随着温度的增加而逐步增加。顶电极区的重掺杂杂质主要向电池体内进行扩散，横向扩散较小，这与在电池表面淀积本征非晶硅层有关，过多的横向扩散杂质被非晶硅层吸收。这说明应用非晶硅层作为电池的逆扩散层，可以起到限制重掺杂区杂质横向扩散作用。轻掺杂区域的杂质浓度比较接近，较低的扩散温度可以有效地形成浅结，提高电池短波光谱响应，综合比较之后，可知步骤4a (第四步)中采用扩散温度900°C、扩散持续时间30分钟是较好的杂质逆扩散工艺条件。
[0031]本发明实施例部分以P型单晶硅为例对本发明工艺进行了详细说明，对N型单晶硅进行选择性掺杂的工艺及条件与之类似，区别仅在于掺杂元素由磷换成了硼，本领域技术人员完全可以通过了解本实施例部分，举一反三来实现对N型单晶硅的逆扩散选择性掺杂。因此本文不再赘述。
[0032]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【主权项】
1.基于逆扩散的太阳能电池选择性掺杂方法，包括如下步骤: 第I步、将N型单晶硅硅片置于湿氧环境下进行高温预扩散，使硼元素扩散入硅片形成PN结，同时硅片表面被氧化形成硼硅玻璃层；该氧化层中含有高浓度的掺杂元素，生成的氧化层厚度为0.05微米，该氧化层中硼元素的浓度约为lel9/cm3，高温预扩散的工艺温度为1000 °C，持续时间为30分钟； 第2步、除去硅片上表面顶电极区以外的氧化层； 第3步、在硅片上表面淀积厚度为40-50nm的非晶硅层； 第4步、将硅片置于湿氧环境中进行高温扩散，使硅片非顶电极区的掺杂元素扩散入非晶硅层，降低硅片非顶电极区掺杂元素浓度，实现掺杂元素的逆向扩散；顶电极区氧化层中的掺杂元素向顶电极区扩散，实现顶电极区的重掺杂，同时非晶硅层及非顶电极区的硅片表面被氧化形成氧化层；所述第4步中，高温扩散的工艺温度为900°C，持续时间为30分钟； 第5步、去除硅片表面所有的氧化层，完成太阳能电池的逆扩散选择性掺杂。2.根据权利要求1所述的基于逆扩散的太阳能电池选择性掺杂方法，其特征在于:所述第2步中，采用丝网印刷的方法保留顶电极区的氧化层，将硅片上其它区域的氧化层利用氢氟酸缓冲液去除掉。3.根据权利要求1所述的基于逆扩散的太阳能电池选择性掺杂方法，其特征在于:所述第5步中，采用氢氟酸缓冲液去除硅片表面的氧化层。
【专利摘要】本发明涉及一种基于逆扩散的太阳能电池选择性掺杂方法，步骤如下：将硅片置于有氧环境下进行高温扩散形成PN结，同时硅片上表面被氧化；除去硅片顶电极区以外的氧化层；在硅片上表面淀积本征非晶硅层；将硅片置于湿氧环境中进行高温扩散，使非顶电极区的掺杂元素逆向扩散入非晶硅层，顶电极区氧化层中的掺杂元素向顶电极区扩散，同时非晶硅层及非顶电极区的硅片表面被氧化形成氧化层；去除硅片表面的氧化层，完成太阳能电池的逆扩散选择性掺杂。本发明采用逆扩散的方法，通过非晶硅吸收非顶电极区的杂质，使非顶电极区的掺杂浓度降低，同时顶电极区进行了二次掺杂，导致顶电极区与非顶电极区的掺杂浓度差进一步增大，提高了选择性掺杂的效果。
【IPC分类】H01L21/225, H01L31/18
【公开号】CN105140334
【申请号】CN201510395579
【发明人】邓洁
【申请人】南通大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2013年4月1日
【公告号】CN103165758A, CN103165758B