太阳能电池低表面磷源浓度扩散方法与流程

文档序号:14177515阅读:922来源:国知局

本发明涉及太能电池领域,特别涉及太阳能电池硅片磷扩散领域。



背景技术:

在太阳能电池工艺过程中扩散制结是最核心的步骤,多晶硅太阳能电池扩散通常以磷扩散制结,扩散的结深、结浅直接影响到电池的光电转换效率,常规的扩散工艺一般包括:进舟→升温→沉积→升温→推进→降温→出舟。当硅片表面杂质浓度过高时,就会形成扩散“死层”(即含有大量的填隙原子和缺陷),这样硅片表面将会产生严重的载流子复合现象,从而在很大程度上造成太阳能电池光电转化效率的降低。在杂质掺杂量一定的情况下,降低表面掺杂浓度可以相对提高太阳能电池的光电转化效率。为了降低扩散表面掺杂浓度,最常见的方法是降低磷源通量,但这种方法会导致通入气体不充分,导致方阻均匀性变差,最终影响到电池转换效率。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:如何在不降低磷源通量情况下降低扩散硅片表面掺杂浓度,同时改善方阻均匀性。

本发明所采用的技术方案是:太阳能电池低表面磷源浓度扩散方法,在沉积过程采用三步沉积

第一步沉积:沉积过程,保持氧气流量700-1000sccm、氮气流量5-10slm、三氯化氧磷流量600-800sccm、沉积时间4-6min、温度750-800℃,沉积过程采用恒温沉积;

第二步沉积:沉积过程,在第一步沉积的参数的基础上,氧气流量减少100sccm,氮气流量和三氯化氧磷流量保持不变,沉积时间增加1min,温度按照恒定速率在第二步沉积时间内升高10℃,沉积过程采用升温沉积;

第三步沉积:沉积过程,在第二步沉积的参数的基础上,氧气流量减少100sccm,氮气流量不变,三氯化氧磷流量提高100sccm,时间增加3min,温度按照恒定速率在第二步沉积时间内升高5℃,沉积过程采用升温沉积。

本发明的有益效果是:本发明采用三步沉积,并且在沉积过程中同时减少氧气增加磷源的通量,在沉积的同时进行氧化,在硅片表面形成氧化层使磷源在硅片表面充分堆积,在降低表面掺杂浓度的同时保证方阻的偏差范围满足需求。这样在推进时氧化层可有效的减少表面死层,并且在沉积过程,使磷源通量递增,改善方阻均匀性,经过实验证明,硅片内5点方阻偏差值由原来的5.32降低至3.12,本发明在沉积工艺中后两步沉积采用升温沉积提高了沉积层的稳定性。

附图说明

图1是本发明扩散步骤线性分析示意图。

具体实施方式

实施例1

加热炉的温度达到740℃时(温度范围为730-780℃),开始进舟;完成进舟后,关闭炉门后,保持氮气流量8slm(氮气流量5-10slm),加热炉开始升温,升温到780℃后(温度范围为750-800℃),通入氧气,氧气流量3500sccm(氧气流量范围为3000-5000sccm),保持时间3min(时间范围2-5min),使硅片表面氧化;然后进行第一步沉积,氧气流量700sccm(氧气流量范围700-1000sccm,注意:需要通入大流量的氧气,以在沉积过程形成氧化层,满足后续推进过程不形成死层,但是氧气流量太大会造成方阻偏差变大),三氯化氧磷流量700sccm(三氯化氧磷流量范围为600-800sccm,采用较大的三氯化氧磷流量能够改善方阻均匀性,提高电池转换效率,同时在大流量氧气作用下降低硅片表面掺杂浓度),时间5min(时间范围4-6min),保持温度780℃(温度范围750-800℃);第一次沉积完后进行第二次沉积,氧气流量600sccm,三氯化氧磷流量720sccm(三氯化氧磷流量范围为600-800sccm,范围与第一步一致),时间6min,沉积过程,温度按照恒定速率从780℃升温到790℃;第二次沉积完后进行第三次沉积,氧气流量500sccm,三氯化氧磷流量820sccm,时间8min,温度按照恒定速率从780℃升温到790℃;待沉积全部完成后,开始升温,目标温度830℃(温度范围820-840℃);待加热炉温度达到目标温度时,开始进行推进,氧气流量2500sccm(氧气流量范围2000-3000sccm),时间8min(范围为7-10min),温度830℃(温度范围820-840℃);推进步骤完成后,加热炉开始降温,目标温度在760℃(温度在750-780℃之间)之间;达到目标温度后,停止通入氮气,开始退舟。

本发明的要点是:首先硅片表面产生载流子复合现象,然后通过小流量氧气氧化和等温沉积解除载流子复合,同时形成均匀的沉积层,后续的两步升温沉积必须有严格的工艺控制,本发明提供的扩散方式得到的硅片表面掺杂浓度较低,表面复合比较小,又可对扩散后的方阻进行很好的控制。实验证明,采用此种方法得到的太阳能电池的开路电压可以提高1mv~2mv,光电转换效率可以提高0.1%以上。



技术特征:

技术总结
本发明涉及太能电池领域,特别涉及太阳能电池硅片磷扩散领域。太阳能电池低表面磷源浓度扩散方法,第一步沉积:沉积过程,沉积过程采用恒温沉积;第二步沉积:沉积过程,沉积过程采用升温沉积;第三步沉积:沉积过程,沉积过程采用升温沉积。本发明采用三步沉积,并且在沉积过程中同时减少氧气增加磷源的通量,在沉积的同时进行氧化,在硅片表面形成氧化层使磷源在硅片表面充分堆积,在降低表面掺杂浓度的同时保证方阻的偏差范围满足需求。这样在推进时氧化层可有效的减少表面死层,并且在沉积过程,使磷源通量递增,改善方阻均匀性。

技术研发人员:王森栋;白翔;梁玲
受保护的技术使用者:山西潞安太阳能科技有限责任公司
技术研发日:2017.11.07
技术公布日:2018.04.13
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