專利名稱：一種晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法
一種晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體硅太陽(yáng)能電池的制造方法，尤指在晶體硅中參雜磷以制作PN結(jié) 的方法。
背景技術(shù)：
PN結(jié)是晶體硅太陽(yáng)能電池的核心，PN結(jié)的制作質(zhì)量直接影響到太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn) 換效率。由于太陽(yáng)能電池是淺結(jié)結(jié)構(gòu)，與其它半導(dǎo)體器件的差別較大。傳統(tǒng)工藝制作的硅太 陽(yáng)能電池通常采用P型基底的晶體硅片，在封閉的爐管中通入三氯氧磷液態(tài)源，通常使用 氮?dú)庾鳛檩d體將三氯氧磷帶入爐管中，之后在高溫的條件下，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和磷原子擴(kuò)散 過(guò)程形成摻磷的N型發(fā)射區(qū)。在高溫過(guò)程中，POCl3通過(guò)氮?dú)鈹y帶進(jìn)入石英管，同時(shí)通入大 量的氮?dú)夂脱鯕猓康氖窃跔t管中形成正壓而避免外界氣體的進(jìn)入，并且使擴(kuò)散更為均勻， 氧氣則參與化學(xué)反應(yīng)，也可避免擴(kuò)散過(guò)程對(duì)硅片表面的損傷。然而本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如要 實(shí)現(xiàn)溫度控制則需要很長(zhǎng)的工藝時(shí)間，擴(kuò)散的質(zhì)量比較難以控制，片內(nèi)和批內(nèi)方阻一致性 較差，擴(kuò)散工藝穩(wěn)定性和重復(fù)性不高，一致性不好會(huì)影響電池片的轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容為解決晶體硅太陽(yáng)能電池PN結(jié)擴(kuò)散質(zhì)量不好，一致性較差的問(wèn)題，本發(fā)明提供了 一種提高擴(kuò)散質(zhì)量及方阻一致性的晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法。本發(fā)明公開(kāi)的晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法，包括如下步驟a)在晶體硅片表面擴(kuò)散磷源以形成PN結(jié)；b)然后將多晶硅片在氮?dú)夂脱鯕鈿夥障逻M(jìn)行700-1200°C高溫處理，所述高溫處 理的時(shí)間為10-60分鐘。采用本發(fā)明技術(shù)方案，生產(chǎn)制作過(guò)程中具有成本低，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。采用本發(fā)明 技術(shù)方案，能有效的提高片內(nèi)和批內(nèi)方阻的一致性，能有效提高擴(kuò)散的生產(chǎn)效率，提高成品率。
具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié) 合附圖
及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以 解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例本實(shí)施例欲詳細(xì)介紹晶體硅太陽(yáng)能電池的制造方法，主要包括如下兩個(gè)步驟 a)在晶體硅片表面擴(kuò)散磷源以形成PN結(jié)；b)然后將多晶硅片在氮?dú)夂脱鯕鈿夥障逻M(jìn)行 700-1200°C高溫處理。步驟a)為擴(kuò)散形成PN結(jié)過(guò)程，可采用行業(yè)內(nèi)各種公知的方法。比如使用氮?dú)庾鳛檩d體將三氯氧磷(POCl3)液態(tài)源帶入放置有晶體硅片的封閉的爐管中，同時(shí)在高溫條件下通入氧氣，擴(kuò)散溫度為800-870度，通源時(shí)間20-40分鐘，使 POCl3分解為PCl5和P2O5，PCl5和O2反應(yīng)得到P2O5，P2O5和Si反應(yīng)生成P擴(kuò)散入硅片中，總 反應(yīng)方程式如下P0Cl3+02+Si — Cl2 個(gè) +Si02+P I硅片中摻入了磷的區(qū)域就成為了 N型區(qū)，原片為P型，這樣PN結(jié)就形成了。例如， 采用工藝參數(shù)如下表1所示表1: 即整個(gè)工藝過(guò)程分為3個(gè)階段，溫度均控制在860°C，第一階段通入氮?dú)?00s，以 使其處在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下，第二階段在持續(xù)通入氮?dú)獾那闆r下通入氧氣2500ml，第三階段 在持續(xù)通入氧氣的情況下，通入磷源載流氣1200ml，即往內(nèi)通入磷源，使磷在晶體硅片表面 向內(nèi)擴(kuò)散。或者通過(guò)在晶體硅片表面噴涂磷源，磷源可可選自偏磷酸、磷酸漿料等含磷的漿 料，后同時(shí)在800-8700C高溫條件下通入氧氣進(jìn)行處理，將磷擴(kuò)散到硅片內(nèi)部達(dá)到目的。例 如將晶體硅片放在傳送帶上，晶體硅片在隨傳送帶移動(dòng)的過(guò)程中會(huì)有噴頭向晶體硅片表面 噴涂磷源，噴涂完畢后，傳送帶帶著晶體硅片經(jīng)過(guò)爐內(nèi)的高溫區(qū)，在高溫區(qū)晶體硅片被加 熱，磷源和硅片反應(yīng)實(shí)現(xiàn)磷摻雜制作PN結(jié)。在上述步驟中已向晶體硅片中擴(kuò)散磷，然后再經(jīng)步驟b)進(jìn)行高溫趨入和氧化吸
ο步驟b)中的氮?dú)夂脱鯕獾牧髁勘确秶鸀?00 1-1 10，優(yōu)選為50 1-1 3， 最優(yōu)選為10 1-1 1。高溫處理溫度范圍優(yōu)選為800-1000°C，最優(yōu)選為850-950°C。在 氧氣和氮?dú)饬髁勘群蜏囟仍絻?yōu)選的情況下，方阻的一致性會(huì)越來(lái)也越好，片內(nèi)方阻的極差 會(huì)降低，處理時(shí)間一般無(wú)限制，能使高溫趨入和氧化吸雜充分進(jìn)行即可，一般來(lái)說(shuō)，太長(zhǎng)時(shí) 間也沒(méi)必要，經(jīng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，大約在高溫處理10-60分鐘，就可使高溫趨入和氧化吸雜的過(guò)程 充分進(jìn)行，而不必浪費(fèi)時(shí)間和氧氣、氮?dú)?，在保證效果的同時(shí)縮短處理時(shí)間。此時(shí)，該高溫環(huán) 境中不再通入磷源。該步驟不再往晶體硅片中參雜磷，而是將原有已參雜的磷進(jìn)行重新分 布，將表面的磷進(jìn)一步向內(nèi)層擴(kuò)散?？梢允蛊瑑?nèi)、片間的9點(diǎn)方阻一致性更好，有利于提高 電池的效率。在步驟a)完成后，取出已經(jīng)擴(kuò)散形成PN結(jié)的晶體硅片，然后放入另一管式爐中， 在管式爐中通入氮?dú)夂脱鯕猓瑢?duì)管式爐進(jìn)行加熱，使?fàn)t管內(nèi)的晶體硅片被加熱，加熱的溫度 為700-1200°C。具體工藝步驟如下表2所示
表2 即向內(nèi)通入2000ml氧氣和15000ml氮?dú)猓３譁囟仍?00°C，持續(xù)時(shí)間5000s，這
樣可使高溫趨入和氧化吸雜的過(guò)程更深入，反應(yīng)更完全。后經(jīng)鍍膜、絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)等步驟制備得到晶體硅太陽(yáng)能電池，因其為本領(lǐng)域技 術(shù)人員所公知，因此不多做描述。對(duì)比例只進(jìn)行步驟a)，無(wú)步驟b)，即按表1中工藝制備太陽(yáng)能電池，其余步驟與實(shí)施例相 同。結(jié)論然后對(duì)經(jīng)實(shí)施例和對(duì)比例制備方法得到的晶體硅太陽(yáng)能電池進(jìn)行9點(diǎn)方阻測(cè)試， 各取5只經(jīng)實(shí)施例和對(duì)比例制得的晶體硅太陽(yáng)能電池，分別按序排列為sl，s2, s3, s4, s5 以及ql，q2，q3，q4，q5。結(jié)果如下表3所示表 3 如上表可知，顯然，采用本發(fā)明實(shí)施例制得的晶體硅太陽(yáng)能電池其極差明顯比比 較例的極差要小，且各片類極差之間的差值也較小。實(shí)施例9點(diǎn)方阻測(cè)試得到的極差在 5. 1-5. 5之間，而對(duì)比例9點(diǎn)方阻測(cè)試得到的極差在13. 8-17. 1之間，顯然采用本發(fā)明技術(shù) 方案，片內(nèi)和批內(nèi)方阻的一致性更好。
權(quán)利要求
一種晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法，包括如下步驟a)在晶體硅片表面擴(kuò)散磷源以形成PN結(jié)；b)然后將多晶硅片在氮?dú)夂脱鯕鈿夥障逻M(jìn)行700 1200℃高溫處理，所述高溫處理的時(shí)間為10 60分鐘。
2.如權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法，其特征在于所述步驟a)的方法 為使用氮?dú)庾鳛檩d體將三氯氧磷通入放置有晶體硅片的爐管中，同時(shí)在800-870°C高溫條 件下通入氧氣。
3.如權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法，其特征在于所述步驟a)的方法 為在晶體硅片表面噴涂磷源，然后將晶體硅片放置在氧氣氣氛下進(jìn)行800-870°C高溫處理。
4.如權(quán)利要求3所述的晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法，其特征在于所述磷源為偏磷酸、 磷酸的漿料。
5.如權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法，其特征在于步驟b)氮?dú)夂脱鯕?的流量比范圍為100 1-1 10。
6.如權(quán)利要求5所述的晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法，其特征在于步驟b)氮?dú)夂脱鯕?的流量比范圍為50 1-1 3。
7.如權(quán)利要求6所述的晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法，其特征在于步驟b)氮?dú)夂脱鯕?的流量比范圍為10 1-1 1。
8.如權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法，其特征在于步驟b)中高溫處理 的溫度范圍為800-1000°C。
9.如權(quán)利要求8所述的晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法，其特征在于步驟b)中高溫處理 的溫度范圍為850-950°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提高擴(kuò)散質(zhì)量及方阻一致性的晶體硅太陽(yáng)能電池制造方法。包括如下步驟a)在晶體硅片表面擴(kuò)散磷源以形成PN結(jié)；b)然后將多晶硅片在氮?dú)夂脱鯕鈿夥障逻M(jìn)行700-1200℃高溫處理，所述高溫處理的時(shí)間為10-60分鐘。采用本發(fā)明技術(shù)方案，生產(chǎn)制作過(guò)程中具有成本低，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。采用本發(fā)明技術(shù)方案，能有效的提高片內(nèi)和批內(nèi)方阻的一致性，能有效提高擴(kuò)散的生產(chǎn)效率，提高成品率。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101931023SQ20091010847
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者姜占鋒, 李宗德, 王勝亞, 胡宇寧 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司