一种晶体硅片的磷扩散方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103199152A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103199152103199152A(43)申请公布日2013.07.10(21)申请号201310076915.6(22)申请日2013.03.11(71)申请人苏州阿特斯阳光电力科技有限公司地址215129江苏省苏州市苏州高新区鹿山路199号(72)发明人万松博王栩生章灵军(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司32103代理人陶海锋陆金星(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)C30B31/08(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称一种晶体硅片的磷扩散方法(57)摘要本发明公开了一种晶体硅片的磷扩散方法，包括如下步骤：一种晶体硅片的磷扩散方法，包括如下步骤：(1)恒定源扩散：将待处理的晶体硅片放于扩散炉中，以1~10℃/min的升温速率升温至805~850℃，通入携磷源氮气、干氧和大氮进行恒定源扩散；(2)氧化推进：保持上述温度，停止通入携磷源氮气，同时通入干氧和大氮，进行推进；(3)降温氧化；(4)扩散结束，出舟。实验证明，相对于现有的扩散工艺，采用本发明的方法制备的电池片的开路电压可以提高7mV，短路电流提高70mA，同时填充因子无明显变化，最终的光电转换效率提高了0.3%左右，取得了意想不到的技术效果。CN103199152ACN103952ACN103199152A权利要求书1/1页1.一种晶体硅片的磷扩散方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)恒定源扩散：将待处理的晶体硅片放于扩散炉中，以1~10℃/min的升温速率升温至805~850℃，通入携磷源氮气、干氧和大氮进行恒定源扩散，扩散时间为10~30min；所述携磷源氮气的流量为0.6~2.0L/min，干氧的流量为0.5~2.0L/min，大氮的流量为10~30L/min；(2)氧化推进：保持上述温度，停止通入携磷源氮气，同时通入干氧和大氮，进行推进；干氧的流量为5~30L/min，大氮的流量为0~30L/min，氧化推进时间为5~30min；(3)降温氧化：保持上述步骤(2)中的气体流量，以1~10℃/min的降温速率降温至500~800℃，降温氧化时间为10~60min；(4)扩散结束，出舟。2.根据权利要求1所述的晶体硅片的磷扩散方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述磷源为三氯氧磷，源温恒定在18~25℃。3.由权利要求1至2中任一项所述的扩散方法制得的晶体硅片。2CN103199152A说明书1/3页一种晶体硅片的磷扩散方法技术领域[0001]本发明涉及一种晶体硅片的磷扩散方法，该晶体硅片可用来制备太阳能电池片，属于太阳电池领域。背景技术[0002]常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳能电池中，晶体硅太阳能电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时硅太阳能电池相比其他类型的太阳能电池，有着优异的电学性能和机械性能。因此，晶体硅太阳电池在光伏领域占据着重要的地位。[0003]目前，常规的晶体硅太阳电池的生产工艺是从晶体硅片出发，进行制绒，扩散，刻蚀清洗，镀膜，丝印烧结。晶体硅片的扩散（通常是管式磷扩散制结）步骤是制备太阳电池的一个关键步骤，它决定了硅片的表面掺杂浓度、结深和有效掺杂量，从而对电池的电性能产生重要影响。其中，表面掺杂浓度的大小直接会影响硅与金属电极间的接触，从而影响填充因子；有效体掺杂量越大，电池的开路电压越大。[0004]提高组件输出功率是优化整个电池工艺的最终目的。对太阳电池组件而言，电池片的电压和电流是影响功率大小的最直接参量。由于组件中电池片为串联连接，电流受到水桶效应的影响，损耗较大，而电压基本无损失。因此提高开路电压对降低组件损失、提高组件输出功率具有最明显的促进作用。[0005]常规的磷扩散方法主要包括如下步骤：(1)高温磷扩散，其扩散温度通常为840~860℃；(2)恒温推进，推进温度通常为840~860℃。该方法形成的磷杂质分布的特征为：在一定的横向电阻范围内，表面掺杂浓度与体掺杂量反相关。由此产生的直接后果是对填充因子和开路电压的优化会相互制约，使通过调整掺杂量改善电池片整体电性能的研究遇到瓶颈。[0006]对此，目前的研究大多数是通过增加工序、改变电池结构来同时提高输出电压和填充因子，进而提高转换效率。但是，制备此类高效电池都不可避免地要面对提高工艺条件、增加成本、需验证工业化可行性等一系列问题。发明内容[0007]本发明目的是提供一种晶体硅片的磷扩散方法。[0008]为达到