晶體硅太陽能電池的硼擴(kuò)散裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種晶體硅太陽能電池的硼擴(kuò)散裝置及方法。硼擴(kuò)散裝置包括：爐管，具有第一進(jìn)氣口；以及尾氣瓶，與爐管的尾部連通；第一進(jìn)氣口設(shè)置在爐管的管壁上，且位于爐管的水平方向中分面以上。通過將進(jìn)氣口設(shè)置在爐管的水平方向中分面以上的管壁上，相對于現(xiàn)有技術(shù)中將進(jìn)氣口設(shè)置在爐管的水平方向中分面上的情況，提高了硼源進(jìn)氣口距離硅片的相對高度，延長了硅片沉積擴(kuò)散的時間和距離，較好地解決了硼源在擴(kuò)散過程中因重力太大導(dǎo)致較快地沉積到爐管底部，以至于部分硅片表面擴(kuò)散方阻均勻性差的問題，避免了過多的硼沉積到爐管底部生成硼硅玻璃（BGS）造成硼源浪費的問題，減少了硼源耗量，從而提高了太陽電池轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)率。
【專利說明】晶體硅太陽能電池的硼擴(kuò)散裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種晶體硅太陽能電池的硼擴(kuò)散裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在現(xiàn)有的可持續(xù)能源中，太陽能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。目前，在所有的太陽能電池中，硅太陽能電池是得到大范圍商業(yè)推廣的太陽能電池之一，這是由于硅材料在地殼中有著極為豐富的儲量，同時硅太陽能電池相比其他類型的太陽能電池，有著優(yōu)異的電學(xué)性能和機(jī)械性能，硅太陽能電池在光伏領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。因此，研發(fā)高性價比的硅太陽能電池已經(jīng)成為各國光伏企業(yè)的主要研究方向之一。
[0003]在晶體硅太陽能電池的制備過程中，N型晶體硅電池的硼擴(kuò)散工藝是形成P-N結(jié)的核心工藝，由于硼原子在晶體硅中的固溶度遠(yuǎn)低于磷原子的固溶度，且硼擴(kuò)散要求在9000C以上的高溫下進(jìn)行擴(kuò)散，化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜，不易控制，因此對擴(kuò)散工藝的優(yōu)化較困難。現(xiàn)有的硼擴(kuò)散方法通常是升溫至擴(kuò)散溫度，達(dá)到擴(kuò)散溫度后通入硼源，在硅片表面沉積雜質(zhì)源，在對硅片表面進(jìn)行沉積的同時對雜質(zhì)原子進(jìn)行擴(kuò)散推進(jìn)過程。
[0004]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中所采用的硼擴(kuò)散裝置，包括石英爐管10’、尾氣瓶20’以及用于將石英爐管10’內(nèi)的尾氣導(dǎo)向尾氣瓶20’的導(dǎo)氣管30’。其中氮氣、硼源三溴化硼和氧氣從位于石英爐管尾部的進(jìn)氣口 12’進(jìn)入爐管內(nèi)，在爐管10’內(nèi)氧氣與三溴化硼反應(yīng)生成氧化硼，氧化硼與硅片反應(yīng)生成B，在高溫下由于濃度梯度B向硅片內(nèi)部擴(kuò)散，反應(yīng)后的尾氣通過位于爐管門11’處的導(dǎo)氣管30’入口進(jìn)入導(dǎo)氣管30’后從尾氣瓶20’逸出。
[0005]但是采用現(xiàn)有的硼擴(kuò)散裝置，硼源三溴化硼和氧氣從位于爐管10’尾部的水平面上的進(jìn)氣口 12’進(jìn)入爐管內(nèi)，并向爐管10’的爐門方向擴(kuò)散，在擴(kuò)散過程中，由于爐管10’的尾部和頭部的溫度有差異，加上硼源的重力作用使得硼源向石英爐管10’底部擴(kuò)散，這樣使得只有少量的硼源到達(dá)放置在爐管10’頭部附近的硅片表面，也難以在這些硅片表面進(jìn)行均勻的硼擴(kuò)散，即使能夠到達(dá)硅片表面，也會使得矩形硅片四個角上的擴(kuò)散方阻不均勻。
[0006]一般常規(guī)石英質(zhì)爐管10’中的石英舟能放置500片待擴(kuò)散硅片，但采用上述的硼擴(kuò)散裝置，每個石英爐管10’的合格硅片的產(chǎn)量僅有400片，剩余的靠近爐管10’頭部的100片硅片表面硼擴(kuò)散不均勻，造成硅片產(chǎn)量低，還增加了額外的硼源耗量，并且由于過量硼源沉積在爐管10’的底部形成了大量的硼硅玻璃(BGS)，造成了硼源的浪費。可見采用目前的硼擴(kuò)散裝置，由于進(jìn)氣口 12’設(shè)置在爐管10’尾部水平面的中心線上，進(jìn)氣口 12’與爐管10’底部的高度較小，使得硼源三溴化硼在從爐管10’的尾部爐管10’的頭部擴(kuò)散的過程中容易地沉積到爐管10’的底部，導(dǎo)致硼擴(kuò)散后硅片的方阻均勻性較差，從而導(dǎo)致形成的P-N結(jié)分布不均勻。另外，由于采用現(xiàn)有的硼擴(kuò)散裝置使得硅片表面上沉積了一層較厚的富硼層，增加了硅片表面的復(fù)合速率，降低了少數(shù)載流子壽命，嚴(yán)重影響了電池的轉(zhuǎn)換效率。此外，現(xiàn)有的硼擴(kuò)散裝置還會由于反應(yīng)尾氣在爐管門11’處匯集，反應(yīng)尾氣中的三氧化硼與二氧化硅反應(yīng)使得爐門發(fā)生粘連，導(dǎo)致爐門無法打開。
[0007]因此，如何對目前的硼擴(kuò)散裝置進(jìn)行改進(jìn)，在不增加硼源耗量、不生成大量硼硅玻璃(BSG)造成硼源浪費的前提下提高產(chǎn)率，并保證硼擴(kuò)散后的硅片具有均勻方阻成了目前研究的熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明旨在提供一種晶體硅太陽能電池的硼擴(kuò)散裝置及方法，采用該擴(kuò)散裝置提高了進(jìn)氣口的高度，避免了硼源過快沉積在爐管的底部，從而延長了硼源擴(kuò)散沉積的時間，進(jìn)而得到了擴(kuò)散方阻均勻的硅片，同時避免了硼資源的浪費，提高了產(chǎn)率。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于晶體硅太陽能電池的硼擴(kuò)散裝置，包括:爐管，具有第一進(jìn)氣口 ；以及尾氣瓶，與爐管的尾部連通；第一進(jìn)氣口設(shè)置在爐管的管壁上，且位于爐管的水平方向中分面以上。
[0010]進(jìn)一步地，第一進(jìn)氣口設(shè)置在靠近爐門一端的爐管的管壁上。
[0011 ] 進(jìn)一步地，爐管還具有第二進(jìn)氣口，第二進(jìn)氣口設(shè)置在爐門的中心位置處。
[0012]進(jìn)一步地，第一進(jìn)氣口為兩個，兩個第一進(jìn)氣口對稱地設(shè)置在爐管的豎直方向中分面兩側(cè)的管壁上。
[0013]進(jìn)一步地，兩個第一進(jìn)氣口與爐管的豎直方向中分面之間的弧度夾角為0，其中45° ^ 9 ^ 75°。
[0014]進(jìn)一步地，兩個第一進(jìn)氣口與爐管的豎直方向中分面之間的弧度夾角0為60°。
[0015]進(jìn)一步地，還包括設(shè)·置在爐管底部的尾氣導(dǎo)氣管，尾氣導(dǎo)氣管的第一端延伸至爐門處，尾氣導(dǎo)氣管的第二端延伸至所述尾氣瓶內(nèi)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種晶體硅太陽能電池的硼擴(kuò)散方法，包括以下步驟:S1，將制絨后的硅片放入上述任一種硼擴(kuò)散裝置中；S2，升溫硅片，同時通入硼源、氧氣以及第一氮氣，使硼源和氧氣在硅片表面沉積擴(kuò)散；以及S3，降溫，并向硅片的表面通入水蒸汽，濕氧氧化，得到硼擴(kuò)散后的硅片。
[0017]進(jìn)一步地，升溫硅片至930°C~950°C，硼源為三溴化硼，硼源的流量為200sccm~400sccm,氧氣的流量為65sccm~150sccm,第一氮氣的流量為15.5slm~19.0slm,沉積擴(kuò)散的時間為30~40分鐘。
[0018]進(jìn)一步地,步驟S3中降溫至700~750°C,水蒸汽的流量為400sccm~lOOOsccm,濕氧化的時間為10~20分鐘。
[0019]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過將進(jìn)氣口設(shè)置在爐管的管壁上，且位于爐管10的水平方向中分面以上，相對于現(xiàn)有技術(shù)中將進(jìn)氣口設(shè)置在爐管的水平方向中分面上，提高了硼源進(jìn)氣口距離硅片的相對高度，延長了硅片沉積擴(kuò)散的時間和距離，較好地解決了硼源在擴(kuò)散過程中重力太大導(dǎo)致硼源較快地沉積到爐管底部，以至于部分硅片表面無法進(jìn)行硼沉積擴(kuò)散或者硅片擴(kuò)散方阻均勻性差的問題，同時避免了過多的硼沉積到爐管底部生成硼硅玻璃(BGS)造成硼源浪費的問題，減少了硼源耗量，從而提高了太陽電池轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的硼擴(kuò)散裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明一種典型實施例的硼擴(kuò)散裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0023]圖3為圖2中爐管的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0025]為了解決采用現(xiàn)有技術(shù)中的硼擴(kuò)散裝置所存在的硼源耗量過大、無法得到均勻方阻的硅片以及過多地生成硼硅玻璃(BGS)造成硼源浪費的問題，本發(fā)明提供了一種用于晶體硅太陽能電池的硼擴(kuò)散裝置。如圖2所示，該硼擴(kuò)散裝置包括爐管10和尾氣瓶20，爐管10上具有第一進(jìn)氣口 12，第一進(jìn)氣口 12設(shè)置在爐管的管壁上，且位于爐管10的水平方向中分面以上。
[0026]通過將進(jìn)氣口設(shè)置在爐管10的管壁上，且位于爐管10的水平方向中分面以上，相對于現(xiàn)有技術(shù)中將進(jìn)氣口設(shè)置在爐管10的水平方向中分面上，提高了硼源進(jìn)氣口距離硅片的相對高度，延長了硅片沉積擴(kuò)散的時間和距離，較好地解決了硼源在擴(kuò)散過程中重力太大導(dǎo)致硼源較快地沉積到爐管底部，以至于部分硅片表面無法進(jìn)行硼沉積擴(kuò)散或者硅片擴(kuò)散方阻均勻性差的問題，同時避免了過多的硼沉積到爐管底部生成硼硅玻璃(BGS)造成硼源浪費的問題，減少了硼源耗量，從而提高了太陽電池轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)率。
[0027]為了能夠使硼擴(kuò)散過程中硅片表面受源均勻，優(yōu)選地，第一進(jìn)氣口 12設(shè)置在靠近爐門11 一端的爐管10的管壁上。從第一進(jìn)氣口 12中通入到爐管10內(nèi)部的氣體包括氧氣、硼源三溴化硼以及用于推動硼源不斷地向爐管10內(nèi)部擴(kuò)散的起推動作用的第一氮氣，其流量相對于攜帶三溴化硼的氮氣而言流量較大，約為15.5slm?19.0slm，故其主要作用是推動和運輸硼源和氧氣。其中三溴化硼由小流量氮氣攜帶著進(jìn)入爐管10內(nèi)。
[0028]本發(fā)明將第一進(jìn)氣口 12設(shè)置在靠近爐門11處，首先可以保證位于爐管10內(nèi)石英舟上的硅片能夠處于氮氣、BBr3以及氧氣的混合氣體環(huán)境中，使靠近爐門11區(qū)域的硅片的上角與硅片的下角均能處于相近的硼源氛圍內(nèi)，這樣在上下角位置處沉積的硼源濃度比較相近，從而保證了這兩個角部位置方阻的均勻性。將硼源進(jìn)氣口設(shè)置在臨近爐門口位置處，目的是為了能夠保證整個石英舟內(nèi)的硅片尤其是臨近爐門處的硅片能夠很好的進(jìn)行沉積擴(kuò)散。其次，將第一進(jìn)氣口 12設(shè)置在靠近爐門11位置處，根據(jù)流體力學(xué)原理，從第一進(jìn)氣口 12進(jìn)入的氣體以及在爐管10內(nèi)反應(yīng)所產(chǎn)生的尾氣均會自動從爐門11處向爐尾部擴(kuò)散，這樣可以省去現(xiàn)有技術(shù)中所采用的導(dǎo)氣管，也就解決了尾氣導(dǎo)氣管堵塞以及工藝過程中發(fā)生跳步的問題，增加了石英爐管的使用壽命，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本。
[0029]考慮到第一進(jìn)氣口 12設(shè)置在靠近爐門11位置時，在硼源和氮氣以及起推動作用的大流量氮氣帶動下，混合氣體會自動從爐門11處向爐尾部擴(kuò)散，并不斷地從爐尾部進(jìn)入到尾氣瓶20內(nèi)，進(jìn)而通過排風(fēng)排出硼擴(kuò)散裝置。但是本發(fā)明中將第一進(jìn)氣口 12設(shè)置在爐門11的一端為優(yōu)選實施方式，當(dāng)?shù)谝贿M(jìn)氣口 12設(shè)置在爐管10的中間位置或者爐管10的尾部時，為了將反應(yīng)尾氣較好地排出，根據(jù)本發(fā)明的一種典型實施方式，硼擴(kuò)散裝置還包括設(shè)置在爐管10底部的尾氣導(dǎo)氣管，尾氣導(dǎo)氣管的第一端延伸至爐管10的爐門11處，尾氣導(dǎo)氣管的第二端延伸至尾氣瓶20內(nèi)。相對于沒有設(shè)置尾氣導(dǎo)氣管的實施例，采用尾氣導(dǎo)氣管可以使得處于爐門11處的反應(yīng)尾氣更快速地通過尾氣瓶20逸出，避免了爐門11處的反應(yīng)尾氣對爐門11腐蝕進(jìn)而使得爐門11粘連打不開的現(xiàn)象。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一種典型實施方式，爐管10還具有第二進(jìn)氣口 13，第二進(jìn)氣口 13設(shè)置在爐門11的中心位置處。第二進(jìn)氣口 13處通入的氣體為較大流量的氮氣。該氮氣一方面可以使得位于爐門11區(qū)域附近的硅片上、下角區(qū)域的硼源氛圍均勻相近，硅片表面上反應(yīng)生成的氧化硼也相近；另一方面可以更加徹底地將反應(yīng)尾氣吹離爐門11，較好地解決了現(xiàn)有技術(shù)中氧化硼與氧化硅反應(yīng)后粘連爐門11進(jìn)而導(dǎo)致爐門11打不開的問題。
[0031]本發(fā)明中既可以將氧氣、硼源三溴化硼以及起到推動作用的氮氣先在三通管中混合，之后通過第一進(jìn)氣口 12通入到爐管10內(nèi)，也可以將氧氣、硼源三溴化硼以及起到推動作用的氮氣從第一進(jìn)氣口 12通入到爐管10內(nèi)混合，優(yōu)選先將三種氣體在三通管內(nèi)混合后再通入到爐管10內(nèi)，這樣混合的更加均勻。
[0032]優(yōu)選地，第一進(jìn)氣口 12為兩個，兩個第一進(jìn)氣口 12對稱地設(shè)置在爐管10的豎直方向中分面兩側(cè)的管壁上。其中圖3為爐管10的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，從圖3中可以看出，兩個第一進(jìn)氣口 12設(shè)置在爐管10的水平面以上的管壁上，且相對于爐管10的豎直方向中分面對稱，具有上述第一進(jìn)氣口 12結(jié)構(gòu)的爐管10可以使得硅片表面上方的混合氣體分布情況更加接近，有利于方阻均勻一致。
[0033]為了使得硼源、氧氣與起推動作用的大流量氮氣混合地更加均勻，加快硼源在爐管10內(nèi)擴(kuò)散前進(jìn)的速度，保證硼沉積擴(kuò)散的均勻性，優(yōu)選地，兩個第一進(jìn)氣口 12與爐管10的豎直方向中分面之間的弧度夾角為e，其中45° ( 0 <75°。進(jìn)一步優(yōu)選地，兩個第一進(jìn)氣口 12與爐管10的豎直方向中分面之間的弧度夾角為e，其中55°≤0≤65°。最優(yōu)選地，兩個第一進(jìn)氣口 12與爐管10的豎直方向中分面之間的弧度夾角0為60°。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種晶體硅太陽能電池的硼擴(kuò)散方法，包括以下步驟:S1，將制絨后的硅片放入上述任一種的硼擴(kuò)散裝置中；S2，升溫硅片，同時通入硼源、氧氣以及第一氮氣，使硼源和氧氣在硅片表面沉積擴(kuò)散；以及S3，降溫，并向硅片的表面通入水蒸氣，濕氧氧化，得到硼擴(kuò)散后的硅片。通過第一進(jìn)氣口 12通入硼源、氧氣以及第一氮氣，通過第二進(jìn)氣口 13通入第二氮氣，其中第一氮氣主要用來推動氧氣和硼源向爐管10內(nèi)部擴(kuò)散，第二氮氣主要用來吹散位于爐門11處的反應(yīng)尾氣，防止粘連爐門11。本發(fā)明所提供的硼擴(kuò)散方法操作簡單，不需要大型儀器設(shè)備，適于推廣應(yīng)用。
[0035]考慮到位于硅片表面的金屬雜質(zhì)在硼擴(kuò)散時，在高溫下會向硅片內(nèi)部擴(kuò)散，形成載流子復(fù)合中心，降低硅片內(nèi)部少子的壽命，進(jìn)而降低N型太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，因此，需要對制絨后的硅片進(jìn)行硼擴(kuò)散前進(jìn)行清洗以去除硅片表面的金屬雜質(zhì)?？梢圆捎盟吹姆绞剑部梢圆捎貌挥绊懝杵砻娴慕q面且不影響硅片硼擴(kuò)散效果同時又能夠?qū)⒐杵砻娼饘匐s質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶于水的化合物的試劑進(jìn)行清洗。
[0036]優(yōu)選地，步驟S2中升溫硅片至930°C~950°C，所采用的硼源為三溴化硼，考慮到三溴化硼為液態(tài)，采用流量為200sCCm~400Sccm的氮氣攜帶三溴化硼，氧氣的流量為65sccm~150sccm,第一氮氣的流量為15.5slm~19.0slm,沉積擴(kuò)散的時間為30~40分鐘。當(dāng)采用本發(fā)明改進(jìn)后的硼擴(kuò)散裝置時，將氧氣和三溴化硼的流量、第一氮氣的流量以及沉積擴(kuò)散的時間控制在上述范圍內(nèi)就可以得到具有均勻方阻的硅片，同時減少了硅片表面的富硼層，降低了硅片表面的硼原子濃度，增加了硅片表面載流子的復(fù)合速率，提高了電池的轉(zhuǎn)換效率，采用上述工藝還使得單個爐管的硅片產(chǎn)量從現(xiàn)有技術(shù)中的400片增加的500片，減少了硼源耗量，降低了生產(chǎn)成本。
[0037]現(xiàn)有技術(shù)中在降溫的同時一般采用通入氧氣的方式完成后氧化，本發(fā)明在降溫后氧化階段采用通入攜帶去離子水蒸汽的氮氣進(jìn)行濕氧化，水蒸汽與硅反應(yīng)生成二氧化硅和氫氣，水蒸汽與硼原子反應(yīng)生成氧化硼和氫氣。優(yōu)選步驟S3中溫至700?750°C，攜帶水蒸汽的氮氣流量為400sccm?lOOOsccm,濕氧化的時間為10?20分鐘。將攜帶水蒸氣的氮氣流量與濕氧化的時間控制在上述范圍內(nèi)可以避免水蒸汽用量不足或水蒸汽過量造成氫氣還原氧化物，可以改善硼擴(kuò)后硅片方阻均勻性以及水蒸汽過量使得硅片表面出現(xiàn)花面的現(xiàn)象。
[0038]下面結(jié)合具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果。
[0039]實施例1
[0040]采用的硼擴(kuò)散裝置如圖2所示，爐管上具有兩個沿爐管豎直方向中分面對稱設(shè)置的第一進(jìn)氣口，兩個第一進(jìn)氣口距離爐管豎直方向中分面的弧度夾角為60°，第二進(jìn)氣口設(shè)置在爐門的中心處。
[0041]將尺寸為156X156mm的硅片(由保定天威英利新能源有限公司提供)制絨清洗，之后放入如圖2所示的硼擴(kuò)散裝置的爐管中，硅片垂直于石英舟放置，每根爐管放入500片硅片。以10°C/分鐘升溫至930°C，升溫的同時從第一進(jìn)氣口通入第一氮氣、氧氣以及攜帶三溴化硼的氮氣的混合氣體，其中氧氣流量為65sccm,攜帶三溴化硼的氮氣流量為200sccm,第一氮氣流量為15.5slm,從第二進(jìn)氣口通入流量為16slm第二氮氣,然后沉積擴(kuò)散30分鐘。以10°C /分鐘將硅片降溫至750°C，在降溫過程中同時以400sCCm通入攜帶水蒸汽的氮氣濕氧化20分鐘。
[0042]實施例2
[0043]采用的硼擴(kuò)散裝置如圖2所示，爐管上具有兩個沿爐管豎直方向中分面對稱設(shè)置的第一進(jìn)氣口，兩個第一進(jìn)氣口距離爐管豎直方向中分面的弧度夾角為60°，第二進(jìn)氣口設(shè)置在爐門的中心處。
[0044]將尺寸為156X 156mm的硅片(由保定天威英利新能源有限公司提供)制絨清洗，之后放入如圖2所示的硼擴(kuò)散裝置的爐管中，硅片垂直于石英舟放置，每根爐管放入500片硅片。以10°C /分鐘升溫至950°C，升溫的同時從第一進(jìn)氣口通入第一氮氣、氧氣以及攜帶三溴化硼的氮氣的混合氣體，其中氧氣流量為150sCCm，攜帶三溴化硼的氮氣流量為400sccm,第一氮氣流量為19.0slm,從第二進(jìn)氣口通入流量為18slm第二氮氣,然后沉積擴(kuò)散40分鐘。以10°C /分鐘降溫至700°C，在降溫的過程中同時以lOOOsccm通入攜帶水蒸汽的氮氣濕氧化10分鐘。
[0045]實施例3?4
[0046]其操作方法、硼擴(kuò)散裝置均與實施例1相同，不同之處在于實施例3中的硼擴(kuò)散裝置的兩個第一進(jìn)氣口距離爐管豎直方向中分面的弧度夾角為50°，實施例4中的硼擴(kuò)散裝置的兩個第一進(jìn)氣口距離爐管豎直方向中分面的弧度夾角為75°。
[0047]實施例5
[0048]其操作方法、硼擴(kuò)散裝置均與實施例1相同，不同之處在于實施例5中的硼擴(kuò)散裝置的兩個第一進(jìn)氣口沒有設(shè)置在靠近爐門的一端，而是設(shè)置在爐管的中間位置處。
[0049]對比例I
[0050]采用圖1中的硼擴(kuò)散裝置。
[0051]將尺寸為156X 156mm的硅片(由保定天威英利新能源有限公司提供)制絨清洗，之后放入如圖2所示的硼擴(kuò)散裝置的爐管中，硅片垂直于石英舟放置，每根爐管放入500片硅片。以10°C/分鐘升溫至950°C，升溫的同時從位于爐管尾部的進(jìn)氣口通入氮氣、氧氣以及攜帶三溴化硼的氮氣的混合氣體，其中氧氣流量為150sCCm，攜帶三溴化硼的氮氣流量為400SCCm，氮氣流量為19.0slm，然后沉積擴(kuò)散40分鐘。
[0052]將硅片降溫至700°C，降溫按照爐管的每個溫區(qū)均以10°C/分鐘的速率降溫，在降溫的過程中繼續(xù)通入IOslm的氮氣與5.5slm的氧氣，并保持20分鐘。
[0053]采用少子壽命測試儀WT-2000檢測少子壽命，采用直線四探針方阻電阻率測試儀(4P automatic four point probe meter model280)檢測方阻均勻性，具體數(shù)據(jù)見表 I。
[0054]表1
【權(quán)利要求】
1.一種用于晶體硅太陽能電池的硼擴(kuò)散裝置，包括: 爐管(10)，具有第一進(jìn)氣口(12);以及 尾氣瓶(20)，與所述爐管(10)的尾部連通； 其特征在于，所述第一進(jìn)氣口( 12)設(shè)置在所述爐管(10)的管壁上，且位于所述爐管(10)的水平方向中分面以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼擴(kuò)散裝置，其特征在于，所述第一進(jìn)氣口(12)設(shè)置在靠近爐門(11) 一端的所述爐管(10 )的管壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼擴(kuò)散裝置，其特征在于，所述爐管(10)還具有第二進(jìn)氣口(13)，所述第二進(jìn)氣口(13)設(shè)置在爐門(11)的中心位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼擴(kuò)散裝置，其特征在于，所述第一進(jìn)氣口(12)為兩個，兩個所述第一進(jìn)氣口(12)對稱地設(shè)置在所述爐管(10)的豎直方向中分面兩側(cè)的管壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硼擴(kuò)散裝置，其特征在于，兩個所述第一進(jìn)氣口(12)與所述爐管(10)的豎直方向中分面之間的弧度夾角為0，其中45°≤0≤75°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硼擴(kuò)散裝置，其特征在于，兩個所述第一進(jìn)氣口(12)與所述爐管(10)的豎直方向中分面之間的弧度夾角0為60°。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硼擴(kuò)散裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在所述爐管(10)的底部的尾氣導(dǎo)氣管，所述尾氣導(dǎo)氣管的第一端延伸至所述爐門(11)處，所述尾氣導(dǎo)氣管的第二端延伸至所述尾氣瓶(20)內(nèi)。
8.一種晶體硅太陽能電池的硼擴(kuò)散方法，其特征在于，包括以下步驟: SI，將制絨后的硅片放入權(quán)利要求1至7中任一項所述的硼擴(kuò)散裝置中； S2，升溫所述硅片，同時通入硼源、氧氣以及第一氮氣，使所述硼源和所述氧氣在所述硅片表面沉積擴(kuò)散；以及 S3，降溫，并向所述硅片的表面通入水蒸汽，濕氧氧化，得到硼擴(kuò)散后的所述硅片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的硼擴(kuò)散方法，其特征在于，升溫所述硅片至930°C~950°C，所述硼源為三溴化硼，所述硼源的流量為200sccm~400sccm,所述氧氣的流量為65sccm~150sccm,所述第一氮氣的流量為15.5slm~19.0slm,所述沉積擴(kuò)散的時間為30~40分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的硼擴(kuò)散方法，其特征在于，所述步驟S3中降溫至700~750°C,所述水蒸汽的流量為400sccm~lOOOsccm,所述濕氧化的時間為10~20分鐘。
【文檔編號】C30B31/06GK103633190SQ201310627425
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】袁廣鋒, 何廣川, 陳艷濤, 李雪濤 申請人:英利集團(tuán)有限公司