专利名称：冶金级多晶硅太阳能电池磷扩散工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造太阳能电池的扩散工艺，尤其是冶金级多晶硅太阳能电池 磷扩散工艺。
背景技术：
现有冶金级硅扩散工艺， 一般会使用正常太阳能电池的扩散工艺，在此基 础上进行高方阻重扩散。这样做放弃电池短路电流，但能在很大程度上提高电 池的开路电压，以及填充因子，对冶金级硅电池的效率有一定的提升。但是此 种工艺对太阳能电池体内复合改善的效果不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是冶金级多晶硅的杂质含量较正常多晶硅高， 由此而导致的冶金级多晶硅太阳能电池晶界处少子复合大的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种冶金级多晶硅太阳能电 池磷扩散工艺，首先进行高温晶界吸杂，利用高温使杂质原子在原沉淀处释放， 同时扩散并移动至晶界缺陷处沉积，在晶界附近形成洁净区；其次进行中低温 磷沉积，在中低扩散温下短时间进行淡磷扩散沉积，完成表面低浓度磷沉积， 为下步长时间高温驱入做准备；然后进行高温深结晶界扩散钝化，在高温长时 间磷源驱入，形成晶界处的深PN结，使磷在晶界面处会产生磷吸杂及磷漂移场 钝化；最后再进行扩散，调整至所需要的方块电阻值。 具体步骤为，
a. 将待处理冶金级多晶硅片在85(TC-92(TC氮气气氛下进入扩散炉管；
b. 炉管升温至90(TC-95(TC，并在此温度的氮气气氛下恒温地进行晶界吸杂
3处理30-60分钟；
c. 降温至840-860°C，进行短时间7-12分钟通三氯氧磷，源量根据不同设 备为正常扩散通源量的1/2-2/3，同时通氮量不低于15升/分钟；
d. 升温至900-91(TC，同时进行25-40分钟的磷源驱入，完成晶界处的深结， 保证晶界处的晶界面钝化；
e. 降温至865-885'C，进行正常通源及驱入，确保扩散方块电阻范围在
30-40ohm/sq;
f. 降温或不降温慢速出炉。
本发明的有益效果是，利用杂质在多晶硅中扩散的一些特性，利用高温使 多晶硅晶粒中的杂质吸引至晶界处并沉淀。和正常的金属硅扩散工艺相比有以 下的优点1、本发明比现有工艺有明显的晶界钝化效果，可以大大降低本会发 生在晶界处的少子复合。工艺完成后硅片少子寿命较正常工艺生产硅片的少子 寿命有所提升，对最后电池性能有积极作用。2、本发明工艺完成后硅片PN结 结深较正常有所增加，这样可以增加烧结窗口，使生产的产品均一性变好，对 不良品的产生起到了一定降低的效果。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中未处理的原始多晶硅片的示意图。
图2是本发明中完成晶界吸杂的多晶硅片的示意图。
图3是正常扩散后的晶界钝化的示意图。
图4是本发明中扩散工艺完成后的晶界钝化示意图。
图中1.杂质，2.晶界，3.钝化区域。
具体实施例方式
一种冶金级多晶硅太阳能电池磷扩散工艺，首先是高温晶界吸杂步，利用高温使一些金属杂质原子在原沉淀处释放，同时扩散并移动至晶界缺陷处沉积。 即利用晶界做为吸杂点在晶界处完成吸杂，在晶界附近形成"洁净区"。
其次是中低温磷沉积步。利用中低温磷扩散，比正常扩散温度低20°C-40°C， 短时间，时间比正常扩散沉积时间少5min—15min，进行淡磷扩散沉积，此步完 成表面低浓度磷沉积，为下步长时间高温驱入做准备。
然后是高温深晶界扩散钝化步。利用较高温，比正常扩散温度高10°C-30°C 进行高温长时间驱入，时间比正常驱入时间长10min—25min。这样在多晶硅片 扩散完成后在晶粒处有较正常深的PN结,但在晶界处磷扩散.深度会比正常多出 超过lOum的深度。这样磷在晶界面处会产生磷吸杂及磷漂移场钝化的效果。 能在吸杂钝化处降低晶界的少子复合。即为晶界处形成一定意义上的"晶界表 面"钝化。
最后进行正常扩散工艺,调整至所需要的方块电阻值。
通过比较图1和2可见，经过高温晶界吸杂，冶金级多晶硅体内的金属杂 质1扩散并移动至晶界2缺陷处沉积，利用晶界2做为吸杂点在晶界2处完成 吸杂，在晶界2附近形成"洁净区"。通过比较图3和4可见，扩散完成后晶界 2处的磷吸杂以及磷漂移场的钝化区域3。 此工艺可以按以下步骤实施
a. 将待处理冶金级多晶硅片在85(TC-92(TC氮气气氛下进入扩散炉管；
b. 炉管升温至90(TC-95(TC，并在此温度的氮气气氛下恒温的晶界吸杂处理 30-60分钟；
c. 降温至840-860°C，进行短时间7-12分钟通三氯氧磷，源量根据不同设 备为正常扩散通源量的1/2-2/3，同时通氮量不低于15—升/分钟；
d.升温至900-91(TC，同时进行25-40分钟的磷源驱入，完成晶界处的深结，保证晶界处的晶界面钝化；
e. 降温至865-885°C，进行正常通源及驱入，确保扩散方块电阻范围在 30-40ohm/sq;
f. 降温或不降温慢速出炉。
权利要求
1、一种冶金级多晶硅太阳能电池磷扩散工艺，其特征是首先进行高温晶界吸杂，利用高温使杂质原子在原沉淀处释放，同时扩散并移动至晶界缺陷处沉积，在晶界附近形成洁净区；其次进行中低温磷沉积，在中低扩散温下短时间进行淡磷扩散沉积，完成表面低浓度磷沉积，为下步长时间高温驱入做准备；然后进行高温深结晶界扩散钝化，在高温长时间磷源驱入，形成晶界处的深PN结，使磷在晶界面处会产生磷吸杂及磷漂移场钝化；最后再进行扩散，调整至所需要的方块电阻值。
2、根据权利要求1所述的冶金级多晶硅太阳能电池磷扩散工艺，其特征 是.-所述工艺的具体步骤为， a. 将待处理冶金级多晶硅片在85(TC-92CrC氮气气氛下进入扩散炉管；b. 炉管升温至900°C-950°C，并在此温度的氮气气氛下恒温地进行晶界 吸杂处理30-60分钟；c. 降温至840-860。C，进行短时间7-12分钟通三氯氧磷，源量根据不 同设备为正常扩散通源量的1/2-2/3，同时通氮量不低于15升/分钟；d. 升温至900-91(TC，同时进行25-40分钟的磷源驱入，完成晶界处的 深结，保证晶界处的晶界面钝化；e. 降温至865-885°C，进行正常通源及驱入，确保扩散方块电阻范围在 30-40ohm/sQ;f. 降温或不降温慢速出炉。
全文摘要
本发明涉及制造太阳能电池的扩散工艺，尤其是冶金级多晶硅太阳能电池磷扩散工艺，该工艺首先进行高温晶界吸杂，利用高温使杂质原子在原沉淀处释放，同时扩散并移动至晶界缺陷处沉积，在晶界附近形成洁净区；其次进行中低温磷沉积，在中低扩散温下短时间进行淡磷扩散沉积，完成表面低浓度磷沉积，为下步长时间高温驱入做准备；然后进行高温深结晶界扩散钝化，在高温长时间磷源驱入，形成晶界处的深PN结，使磷在晶界面处会产生磷吸杂及磷漂移场钝化；最后再进行扩散，调整至所需要的方块电阻值。本发明利用杂质在多晶硅中扩散的一些特性，可以大大降低本会发生在晶界处的少子复合，工艺完成后硅片少子寿命较正常工艺生产硅片的少子寿命有所提升，对最后电池性能有积极作用。
文档编号H01L31/18GK101587918SQ20091002971
公开日2009年11月25日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者健 盛 申请人:常州天合光能有限公司