专利名称：太阳能电池扩散方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池扩散方法，更具体涉及一种提高太阳能电池转换效率的扩散方法，该方法可广泛应用于晶体硅太阳能电池制造，属于晶体硅太阳电池制造领域。
背景技术：
太阳电池经过十几年的产业化发展，其工艺逐渐成熟并优化，而扩散作为制作工艺的核心步骤，其工艺的改善直接影响到电池效率的提高。目前晶体硅太阳能电池制造领域普遍采用管式扩散，操作简便易行；扩散方法大部分采用一步扩散形成P-N结，浓度梯度较小，难于实现N+-N-P结构。扩散工艺目前普遍追求浅结，结深在200nm左右，主要原因为浅结可以更好的吸收太阳光，浅结对应的太阳光中的短波段光谱，此范围内的光谱中包含的光子数较多，可以获得更好的蓝波响应，从而提升短路电流，而浅结所带来的不足之处在于浅结使得太阳电池吸收光谱发生蓝移，PE段工艺需进行调节以匹配光谱的浅结吸收，组件封装由于光谱失配造成功率损失过大；同时浅结造成串阻增大，填充降低，影响电池效率，浅结并且易于烧穿，造成产线低效片增多。选择性发射极技术(Selective Emitter)的出现,解决了串阻偏大问题，不过选择性发射极技术的使用成本高于常规技术，还需增加一到两道工序，使得行业里面一直未进行大规模量产。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种无需增加工序，成本较低，能够增加晶体硅太阳电池的转换效率的太阳能电池扩散方法。本发明的目的是这样实现的
一种太阳能电池扩散方法，它包括以下工艺步骤
步骤一、第一次氧化
将硅片放入扩散炉中，扩散炉升温到80(T82(TC，向扩散炉内通入氧气，氧气流量为10 12slm,通入氧气的时间为13 15min,对娃片表面进行第一次氧化反应；
步骤二、扩散 2. I、第一次扩散
扩散炉升温到835 845°C，向扩散炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体，所述小氮的流量为I. (Tl. 2slm,所述大氮的流量为8 10 slm,所述氧气的流量为
I.2^1. 5slm,通入混合气体的时间为5 7min,在娃片表面进行第一次扩散反应；
2. 2、第二次扩散
扩散炉升温到845 855°C，向扩散炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体，所述小氮的流量为0. 8"1. 0 slm,所述大氮的流量为8 10 slm,所述氧气的流量为
I.(Tl. 2slm，通入混合气体的时间为r6min，在硅片表面进行第二次扩散反应；
2. 3、第三次扩散扩散炉升温到855 865°C，向扩散炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体，所述小氮的流量为0. 6 0. 8 slm,所述大氮的流量为8 10 slm,所述氧气的流量为
0.8^1. Oslm，通入混合气体的时间为3 5min，在硅片表面进行第三次扩散反应；
步骤三、第二次氧化
扩散炉升温到86(T880°C，向扩散炉内通入大氮以及氧气组成的混合气体，所述大氮的流量为8 12slm，所述氧气的流量为l(Tl3slm，通入混合气体的时间为3 5min，在硅片表
面进行第二次氧化反应。作为一种优选，该太阳能电池扩散方法的工艺参数如下
步骤一、第一次氧化 扩散炉升温到820°C，通入氧气的流量为IOslm，通入氧气的时间为15min ；
步骤二、扩散 2. I、第一次扩散
扩散炉升温到840°C，所述小氮的流量为I. 2slm，所述大氮的流量为9slm，所述氧气的流量为I. 3slm,通入混合气体的时间为6min ；
2.2、第二次扩散
扩散炉升温到850°C，所述小氮的流量为I. 0 slm，所述大氮的流量为9slm，所述氧气的流量为I. 2slm,通入混合气体的时间为5min ；
2.3、第三次扩散
扩散炉升温到860°C，所述小氮的流量为0. 8 slm，所述大氮的流量为9slm，所述氧气的流量为I. Oslm,通入混合气体的时间为4min ；
步骤三、第二次氧化
扩散炉升温到870°C，所述大氮的流量为12 slm，所述氧气的流量为IOslm，通入混合气体的时间为5min。与现有技术相比，本发明的有益效果是
本发明太阳能电池扩散方法，以P型硅片为扩散源衬底，扩散阶段经过三步分步扩散，小氮和氧气的通入流量从大到小，通入时间从长到短，将三步的磷源浓度由高到低驱入衬底，使得表面浓度逐渐减少，降低表面复合及缺陷浓度，并形成梯度掺杂，拓宽P-N结区的宽度，提高开路电压；同时较深的结深，可以降低串联电阻，提升太阳电池转换效率。该太阳能电池扩散方法具有无需增加工序，成本较低，能够增加晶体硅太阳电池的转换效率的优点。
具体实施例方式本发明涉及的一种太阳能电池扩散方法，它包括以下工艺步骤
步骤一、第一次氧化
将硅片放入扩散炉中，扩散炉升温到80(T82(TC，向扩散炉内通入氧气，氧气流量为10^12slm,通入氧气的时间为13 15min,对娃片表面进行第一次氧化反应，娃片表面形成18 22nm的氧化层。步骤二、扩散
2.I、第一次扩散扩散炉升温到835 845°C，向扩散炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体，所述小氮的流量为I. (Tl. 2slm,所述大氮的流量为8 10 slm,所述氧气的流量为I. 2^1. 5slm,通入混合气体的时间为5 7min,在娃片表面进行第一次扩散反应。2. 2、第二次扩散
扩散炉升温到845 855°C，向扩散炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体，所述小氮的流量为0. 8"1. 0 slm,所述大氮的流量为8 10 slm,所述氧气的流量为
I.(Tl. 2slm，通入混合气体的时间为r6min，在硅片表面进行第二次扩散反应。2. 3、第三次扩散
扩散炉升温到855 865°C，向扩散炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体，所述小氮的流量为0. 6 0. 8 slm,所述大氮的流量为8 10 slm,所述氧气的流量为
0.8^1. Oslm，通入混合气体的时间为3 5min，在硅片表面进行第三次扩散反应。步骤三、第二次氧化
扩散炉升温到86(T880°C，向扩散炉内通入大氮以及氧气组成的混合气体，所述大氮的流量为8 12slm，所述氧气的流量为l(Tl3slm，通入混合气体的时间为3 5min，在硅片表面进行第二次氧化反应。实施例I :
采用原料为P型单晶硅片，厚度为200±20um，电阻率为0. 5-6W. cm，经过表面清洗和、表面织构化处理，在表面形成2-5nm的正金字塔绒面，将硅片放入扩散炉中。步骤一、第一次氧化
扩散炉升温到820°C，通入氧气的流量为lOslm，通入氧气的时间为15min，形成20nm的氧化层；
步骤二、扩散
2.I、第一次扩散
扩散炉升温到840°C，所述小氮的流量为I. 2slm，所述大氮的流量为9slm，所述氧气的流量为I. 3slm,通入混合气体的时间为6min ；
2.2、第二次扩散
扩散炉升温到850°C，所述小氮的流量为I. 0 slm，所述大氮的流量为9slm，所述氧气的流量为I. 2slm,通入混合气体的时间为5min ；
2.3、第三次扩散
扩散炉升温到860°C，所述小氮的流量为0. 8 slm，所述大氮的流量为9slm，所述氧气的流量为I. Oslm,通入混合气体的时间为4min ；
步骤三、第二次氧化
扩散炉升温到870°C，所述大氮的流量为12 slm，所述氧气的流量为IOslm，通入混合气体的时间为5min。传统方法与本发明方法制成的太阳能电池的参数对照如下表
权利要求
1.一种太阳能电池扩散方法，其特征在于它包括以下工艺步骤 步骤一、第一次氧化 将硅片放入扩散炉中，扩散炉升温到80(T82(TC，向扩散炉内通入氧气，氧气流量为.10 12slm,通入氧气的时间为13 15min,对娃片表面进行第一次氧化反应； 步骤二、扩散 .2.I、第一次扩散 扩散炉升温到835 845°C，向扩散炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体，所述小氮的流量为I. (Tl. 2slm,所述大氮的流量为8 10 slm,所述氧气的流量为.I.2^1. 5slm,通入混合气体的时间为5 7min,在娃片表面进行第一次扩散反应；. 2. 2、第二次扩散 扩散炉升温到845 855°C，向扩散炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体，所述小氮的流量为0. 8"1. 0 slm,所述大氮的流量为8 10 slm,所述氧气的流量为I.(Tl. 2slm，通入混合气体的时间为r6min，在硅片表面进行第二次扩散反应； .2. 3、第三次扩散 扩散炉升温到855 865°C，向扩散炉内通入携三氯氧磷的小氮、大氮以及氧气组成的混合气体，所述小氮的流量为0. 6 0. 8 slm,所述大氮的流量为8 10 slm,所述氧气的流量为.0.8^1. Oslm，通入混合气体的时间为3 5min，在硅片表面进行第三次扩散反应； 步骤三、第二次氧化 扩散炉升温到86(T880°C，向扩散炉内通入大氮以及氧气组成的混合气体，所述大氮的流量为8 12slm，所述氧气的流量为l(Tl3slm，通入混合气体的时间为3 5min，在硅片表面进行第二次氧化反应。
2.根据权利要求I所述的一种太阳能电池扩散方法，其特征在于它的工艺参数如下 步骤一、第一次氧化 扩散炉升温到820°C，通入氧气的流量为IOslm，通入氧气的时间为15min ； 步骤二、扩散 2. I、第一次扩散 扩散炉升温到840°C，所述小氮的流量为I. 2slm，所述大氮的流量为9slm，所述氧气的流量为I. 3slm,通入混合气体的时间为6min ； 2. 2、第二次扩散 扩散炉升温到850°C，所述小氮的流量为I. 0 slm，所述大氮的流量为9slm，所述氧气的流量为I. 2slm,通入混合气体的时间为5min ； 2. 3、第三次扩散 扩散炉升温到860°C，所述小氮的流量为0. 8 slm，所述大氮的流量为9slm，所述氧气的流量为I. Oslm,通入混合气体的时间为4min ； 步骤三、第二次氧化 扩散炉升温到870°C，所述大氮的流量为12 slm，所述氧气的流量为IOslm，通入混合气体的时间为5min。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能电池扩散方法，其特征在于它包括以下工艺步骤步骤一、第一次氧化；步骤二、扩散；步骤三、第二次氧化。且步骤二扩散分为第一次扩散、第二次扩散以及第三次扩散。本发明太阳能电池扩散方法，以P型硅片为扩散源衬底，扩散阶段经过三步分步扩散，小氮和氧气的通入流量从大到小，通入时间从长到短，将三步的磷源浓度由高到低驱入衬底，使得表面浓度逐渐减少，降低表面复合及缺陷浓度，并形成梯度掺杂，拓宽P-N结区的宽度，提高开路电压；同时较深的结深，可以降低串联电阻，提升太阳电池转换效率。该太阳能电池扩散方法具有无需增加工序，成本较低，能够增加晶体硅太阳电池的转换效率的优点。
文档编号H01L21/223GK102723266SQ20121020153
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者杨贵忠, 许谦, 闫循磊 申请人:江苏泓源光电科技有限公司