1.本发明涉及光伏领域，具体涉及一种链式吸杂用磷源及其制备方法和应用。
背景技术：
2.晶体硅中杂质的p吸除是一种众所周知的常规方法，通过p捕获杂质来延长整体少数载流子的寿命从而改善电池性能。重掺p杂质层可提供大量吸杂机制：分凝机制、应力吸杂机制等。目前常规perc和topcon电池制备过程中，就是利用磷扩散制备的pn结良好的吸杂效果。
3.在太阳能电池领域，磷扩散主要以pocl3为前驱体管式高温扩散为主，扩散设备及自动化昂贵，前驱体pocl3剧毒且有强腐蚀性。在应用于吸杂过程中，为实现更好的双面吸杂效果，产能损失较大，且随着薄片化需求的不断发展，管式吸杂高碎片风险的问题逐渐突出，因而链式吸杂应运而生。
4.链式吸杂与链式扩散类似，目前研究的磷源主要以简单的磷酸混合溶液以及filmtronics、honeywell等公司研发的进口磷源为主。单纯的磷酸混合溶液，在高温过程中不可避免的会生成难以去除的偏磷酸、焦磷酸等物质，扩散不均匀，表面死层较厚，制备的pn结质量较差，结深较浅，使吸杂性能无法提高，且为获得filmtronics、honeywell等公司研发的磷源价格十分昂贵，制约了其工业化的研究与应用。
5.有鉴于此，制备一种价格低廉的适用于链式吸杂的磷源，使其在链式设备上应用能达到优于管式吸杂的水平至关重要。
技术实现要素：
6.为了解决现有技术的缺陷，本发明提供一种链式吸杂用磷源，其各组分的质量百分含量为：磷源前驱体2%～10%，聚乙二醇1%～20%，柠檬酸1%～5%，有机溶剂1%～10%，余量为水。
7.优选的，所述磷源前驱体选自磷酸、p2o5、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、多聚磷酸、磷酸酯中的一种或几种。
8.优选的，所述磷酸酯选自焦磷酸酯、聚磷酸酯、磷酸多酯、亚磷酸酯、连二磷酸酯、磷酸三乙酯、2-乙基己基磷酸酯、次磷酸酯中的一种或几种。
9.优选的，所述有机溶剂选自酯类有机溶剂、醇类有机溶剂、酰胺类有机溶剂中的一种或几种。
10.优选的，所述酯类有机溶剂选自甲酸酯类有机溶剂、乙酸酯类有机溶剂、甘油酯类有机溶剂、磷酸酯类有机溶剂、磷酯类有机溶剂、硅酸酯类有机溶剂中的一种或几种。
11.优选的，所述醇类有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种。
12.本发明还提供上述链式吸杂用磷源的制备方法，包括如下步骤：将质量百分含量为2%～10%的磷源前驱体、1%～20%的聚乙二醇、1%～5%的柠檬酸、1%～10%有机溶剂以及余量的水投入反应器中，于25～150℃反应2～48h，过滤得到磷源。
13.本发明还提供一种链式吸杂方法，在链式扩散设备中对表面沉积上述磷源的硅片进行扩磷吸杂（磷源扩散和磷吸杂）。
14.优选的，采用旋涂、喷涂或滚涂方式沉积磷源。
15.优选的，磷源的沉积厚度为1～2μm；扩磷吸杂的工艺条件：温度为200～900℃，时间为10～200s，氛围为氮气或者氧气。
16.本发明的优点和有益效果在于：本发明的磷源能很好的匹配现有的链式扩散吸杂设备，本发明的磷源可避免或改善现有磷源（磷酸混合液）链式高温扩散吸杂产生偏磷酸、焦磷酸残留的问题。
17.现有磷源主要成分为磷酸，磷酸在200℃左右脱水形成焦磷酸，在300℃形成偏磷酸，继续升温，偏磷酸脱水形成五氧化二磷起到扩散的效果。现有以磷酸为主要成分的磷源(主要应用与链式扩散领域)，为获得较好的扩散或吸杂效果，需要较高浓度的磷酸，10%以上，在高温过程中磷酸脱水，形成大量的偏磷酸固体，在炉口聚集，较难通过简单的清洗手段去除，影响设备外观及使用。
18.本发明摈弃传统的磷酸为主要成分的磷源，以p2o5、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、多聚磷酸、磷酸酯等混合形成复合磷源，极大的减少溶液中磷酸的含量，减轻偏磷酸、焦磷酸等物质的残留，对改善炉口偏磷酸固体沉淀问题改善明显。
19.本发明通过调整磷源配方，优化链式扩磷吸杂的温度、时间、氛围等参数，使扩磷的扩散均匀性、结深等性质较常规磷酸混合液有所提升，且能达到与管式扩散一致的水平。
20.磷源中添加柠檬酸组分，可以减轻活性组分与载体之间的相互作用，进而改善活性磷原子在硅片表面的分散状态，使磷在硅片表面分散更加均匀，获得更好的扩散均匀性。
21.采用复合磷源，磷源中增加磷酸二氢铵、磷酸氢二铵等组分，溶液中的产生的大量铵根离子，扩散过程中在硅片体内形成大量空穴，空穴辅助磷源扩散，使活性磷原子获得更深的扩散深度。
22.本发明的磷源低毒，且原料易获得，价格低廉。
23.采用本发明制备的磷源，结合链式设备进行快速磷扩散，可在较短的时间内达到与传统管式扩散一样的扩散水平，使链式扩散的工业化应用得以实现，解决了目前管式扩散设备及自动化昂贵的问题。
具体实施方式
24.下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
25.本发明提供一种链式吸杂方法，包括如下步骤：1）制备链式吸杂用磷源：将质量百分含量为2%～10%的磷源前驱体、1%～20%的聚乙二醇、1%～5%的柠檬酸、1%～10%有机溶剂以及余量的水投入反应器中，于25～150℃反应2～48h，过滤得到磷源；其中：所述磷源前驱体选自磷酸、p2o5、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、多聚磷酸、磷酸酯中的一种或几种；具体的，所述磷酸酯选自焦磷酸酯、聚磷酸酯、磷酸多酯、亚磷酸酯、连二磷酸酯、磷酸三乙酯、2-乙基己基磷酸酯、次磷酸酯中的一种或几种；
所述有机溶剂选自酯类有机溶剂、醇类有机溶剂、酰胺类有机溶剂中的一种或几种；具体的，所述酯类有机溶剂选自甲酸酯类有机溶剂、乙酸酯类有机溶剂、甘油酯类有机溶剂、磷酸酯类有机溶剂、磷酯类有机溶剂、硅酸酯类有机溶剂中的一种或几种；具体的，所述醇类有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种；2）在链式扩散设备中对表面沉积上述磷源的硅片进行扩磷吸杂（即磷源扩散和磷吸杂）；具体的：采用旋涂、喷涂或滚涂方式在硅片表面沉积磷源，磷源的沉积厚度为1～2μm；链式扩散设备中扩磷吸杂的工艺条件：温度为200～900℃，时间为10～200s，氛围为氮气或者氧气。
26.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：
1.链式吸杂用磷源，其特征在于，其各组分的质量百分含量为：磷源前驱体2%～10%，聚乙二醇1%～20%，柠檬酸1%～5%，有机溶剂1%～10%，余量为水。2.根据权利要求1所述的链式吸杂用磷源，其特征在于，所述磷源前驱体选自磷酸、p2o5、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、多聚磷酸、磷酸酯中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的链式吸杂用磷源，其特征在于，所述磷酸酯选自焦磷酸酯、聚磷酸酯、磷酸多酯、亚磷酸酯、连二磷酸酯、磷酸三乙酯、2-乙基己基磷酸酯、次磷酸酯中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的链式吸杂用磷源，其特征在于，所述有机溶剂选自酯类有机溶剂、醇类有机溶剂、酰胺类有机溶剂中的一种或几种。5.根据权利要求4所述的链式吸杂用磷源，其特征在于，所述酯类有机溶剂选自甲酸酯类有机溶剂、乙酸酯类有机溶剂、甘油酯类有机溶剂、磷酸酯类有机溶剂、磷酯类有机溶剂、硅酸酯类有机溶剂中的一种或几种。6.根据权利要求4所述的链式吸杂用磷源，其特征在于，所述醇类有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种。7.权利要求1至6中任一项所述的链式吸杂用磷源的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将质量百分含量为2%～10%的磷源前驱体、1%～20%的聚乙二醇、1%～5%的柠檬酸、1%～10%有机溶剂以及余量的水投入反应器中，于25～150℃反应2～48h，过滤得到磷源。8.链式吸杂方法，其特征在于，在链式设备中对表面沉积磷源的硅片进行扩磷吸杂，且磷源采用权利要求1至7中任一项所述的磷源。9.权利要求8所述的链式吸杂方法，其特征在于，采用旋涂、喷涂或滚涂方式沉积磷源。10.权利要求8所述的链式吸杂方法，其特征在于，磷源的沉积厚度为1～2μm；扩磷吸杂的工艺条件：温度为200～900℃，时间为10～200s，氛围为氮气或者氧气。
技术总结
本发明公开了一种链式吸杂用磷源，其各组分的质量百分含量为：磷源前驱体2%～10%，聚乙二醇1%～20%，柠檬酸1%～5%，有机溶剂1%～10%，余量为水。本发明还提供上述链式吸杂用磷源的制备方法和应用。本发明的磷源能很好的匹配现有链式扩散吸杂设备，可避免或改善现有磷源链式高温扩散吸杂产生偏磷酸、焦磷酸残留的问题。本发明通过调整磷源配方，优化链式扩磷吸杂的温度、时间、氛围等参数，使扩磷的扩散均匀性、结深等性质较常规磷酸混合液有所提升。采用本发明制备的磷源，结合链式设备进行快速磷扩散，可在较短的时间内达到与传统管式扩散一样的扩散水平，使链式扩散的工业化应用得以实现，解决了目前管式扩散设备及自动化昂贵的问题。题。
技术研发人员：任常瑞 张佳舟 符黎明
受保护的技术使用者：常州时创能源股份有限公司
技术研发日：2022.06.27
技术公布日：2022/10/3