专利名称：一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法
技术领域：
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，属于晶体硅太阳能电池制造领域。
背景技术：
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是ー种最清洁、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，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，硅太阳能电池在光伏领域占据着重要的地位。因此，研发高性价比的硅太阳能电池已经成为各国光伏企业的主要研究方向之一。在晶体硅太阳能电池的制备过程中，采用硼扩散制结是关键步骤。现有的硼扩散方法主要是升温至扩散温度，通入BBr3和O2进行硼扩散。然而，上述方法的缺点是扩散后会形成富硼层，降低硅片的少子寿命，严重影响了电池性能。针对上述问题，出现了如下硼扩散方法升温至扩散温度，通入BBr3和O2进行硼扩散，然后通入大量的O2进行氧化。此方法有利于去除扩散时形成的富硼层，但是氧化过程会降低扩散层的表面杂质浓度，不利于形成良好的欧姆接触，，并且会导致扩散方阻不均匀，最終影响电池性能。
发明内容
本发明目的是提供一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，以提高硼扩散的均匀性，保持较高的表面杂质浓度，同时避免富硼层的形成。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，包括如下步骤
(1)将制绒清洗后的硅片放入扩散炉管内，升温至80(TlIOO0C，通入氧气进行氧化，氧化时间为I 30min ；
(2)保持步骤(I)中的温度或升温至900 1100で，通硼源、氧气和氮气进行硼扩散；
(3)停止通源，保持温度或降温至80(T90(TC，在氮气气氛下保温5 50min；
(4)降温，出舟，完成扩散过程。上述技术方案中，所述步骤(I)中氧气的流量为5 20L/min。上述技术方案中，所述步骤⑵中硼源为BBr3，其流量为5(T2000mL/min ;氧气流量为5(T2000mL/min ;氮气流量为5 20L/min ;硼扩散的时间为l(T85min。上述技术方案中，所述步骤(3)中的氮气流量5 10L/min。与之相应的另一种技术方案，一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，包括如下步骤
(I)将制绒清洗后的硅片放入扩散炉管内，升温至75(T900°C后通入氧气进行氧化，然后在I 30min内继续升温至90(Tll0(TC ；
(2)保持步骤(I)中的温度或升温至900 1100で，通硼源、氧气和氮气进行硼扩散；
(3)停止通源，保持温度或降温至80(T90(TC，在氮气气氛下保温5 50min；
(4)降温，出舟，完成扩散过程。上述步骤(2)至(4)都和前ー种方法相同，不同的地方在于步骤(I)，该方法是变温氧化，而前ー种方法是恒温氧化。上述技术方案中，所述步骤(I)中 氧气的流量为5 20L/min。上述技术方案中，所述步骤⑵中硼源为BBr3，其流量为5(T2000mL/min ;氧气流量为5(T2000mL/min ;氮气流量为5 20L/min ;硼扩散的时间为l(T85min。上述技术方案中,所述步骤(3)中的氮气流量5 10L/min。本发明在通入硼源进行扩散前先行在硅片表面进行氧化，形成一层氧化膜，可以有效避免或减少硼扩散时形成富硼层，提高硅片的少子寿命；硼扩散后直接降温完成扩散过程，没有进ー步采用氧化过程，因而可以提高扩散均匀性，保持较高的表面杂质浓度，有利于形成良好的欧姆接触，从而提高电池性能。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点
I.本发明的扩散方法可以提高扩散均匀性；保持较高的表面杂质浓度，有利于形成良好的欧姆接触；可以避免或减少富砸层的形成，提闻娃片的少子寿命，从而提闻电池性能。2.本发明的制备方法简单，易于操作，适于推广应用。
附图I是本发明实施例一、对比例ー和对比例ニ中的硅片的硼原子分布图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进ー步描述
实施例一
一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，包括如下步骤
(1)将带有绒面的硅片放入扩散炉管内，升温至980°C，通入氧气lOmin，氧气流量为10L/min ；
(2)通入BBr3、O2和N2进行硼扩散，其中BBr3流量为800mL/min； O2流量为500mL/min ；N2流量为10L/min ;硼扩散时间为50min ；
(3)停止通源,在氮气氛围下保温IOmin,氮气流量10L/min；
(4)降温，取出硅片，完成扩散过程。实施例ニ
一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，包括如下步骤
(1)将带有绒面的硅片放入扩散炉管内，升温至900°C后开始通入氧气15min，氧气流量为 10L/min ；
(2)升温，当温度达到980°C后通入BBr3、02和N2，其中BBr3流量为800mL/min；02流量为 SOOmT,/min ；N2 流量为 10mT,/min ;时间为 50min ；
(3)停止通源，降温至900°C,在氮气氛围下保温IOmin,氮气流量10L/min；(4)降温，取出硅片，完成扩散过程。实施例三
一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，包括如下步骤
(1)将带有绒面的硅片放入扩散炉管内，升温至800°C后开始通入氧气，在30min内继续升高温度至980°C，氧气流量为10L/min ；
(2)温度达到980で后通入BBr3、O2和N2，其中BBr3流量为800mL/min；O2流量为500mL/min ；N2 流量为 lOmL/min ;时间为 50min ；
(3)停止通源，降温至900°C，在氮气氛围下保温lOmin，氮气流量10L/min;
(4)降温，取出硅片，完成扩散过程。对比例一(已有方法I)
一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，包括如下步骤将带有绒面的硅片放入扩散炉管内，升温至980°C，通入BBr3和O2进行硼扩散；其中BBr3流量为800mL/min ；02流量为500mL/min ；N2流量为10L/min ;时间为50min ;降温，取出硅片，完成扩散过程。对比例ニ(已有方法2 )
一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，包括如下步骤将带有绒面的硅片放入扩散炉管内，升温至980°C，通入BBr3、O2和N2进行硼扩散，其中BBr3流量为800 mL/min ；02流量为500mL/min ；N2流量为10L/min ;硼扩散时间为50min ;停止通源，并降温至850°C，通入氧气，时间20min，氧气流量为20L/min ;降温，取出硅片，完成扩散过程。
一、测定实施例一、对比例一、对比例ニ中的硅片的硼原子分布，结果如附图I所示。由图可见，对比例一(已有方法I)的硅片表面的硼原子浓度较高，形成了富硼层，将降低硅片的少子寿命，影响电池性能；对比例ニ(已有方法2)的硅片表面的硼原子浓度较低，显著降低了扩散层的表面杂质浓度，不利于形成良好的欧姆接触，影响电池性能；而本发明实施例一可以保持较高的表面杂质浓度，有利于形成良好的欧姆接触，可以避免扩散对少子寿命的不利影响，从而提高电池性能。ニ、测定实施例一、对比例一、对比例ニ中的N型硅片少子寿命，结果如下表所示
权利要求
1.一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)将制绒清洗后的硅片放入扩散炉管内，升温至80(TlIOO0C，通入氧气进行氧化，氧化时间为I 30min ； (2)保持步骤(I)中的温度或升温至90(Tll0(rC，通硼源、氧气和氮气进行硼扩散； (3)停止通源，保持温度或降温至80(T90(TC，在氮气气氛下保温5 50min ； (4)降温，出舟，完成扩散过程。
2.根据权利要求I所述的晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，其特征在于所述步骤(I)中氧气的流量为5 20L/min。
3.根据权利要求I所述的晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，其特征在于所述步骤(2)中硼源为BBr3，其流量为5(T2000mL/min ;氧气流量为5(T2000mL/min ;氮气流量为5 20L/min ;硼扩散的时间为10 85min。
4.根据权利要求I所述的晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，其特征在于所述步骤(3)中的氮气流量5 10L/min。
5.一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)将制绒清洗后的硅片放入扩散炉管内，升温至75(T900°C后通入氧气进行氧化，然后在I 30min内继续升温至90(Tll0(TC ； (2)保持步骤(I)中的温度或升温至90(Tll0(rC，通硼源、氧气和氮气进行硼扩散； (3)停止通源，保持温度或降温至80(T90(TC，在氮气气氛下保温5 50min； (4)降温，出舟，完成扩散过程。
6.根据权利要求5所述的晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，其特征在于所述步骤(I)中氧气的流量为5 20L/min。
7.根据权利要求5所述的晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，其特征在于所述步骤(2)中硼源为BBr3，其流量为5(T2000mL/min ;氧气流量为5(T2000mL/min ;氮气流量为5 20L/min ;硼扩散的时间为10 85min。
8.根据权利要求5所述的晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，其特征在于所述步骤(3)中的氮气流量5 10L/min。
全文摘要
本发明公开了一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，包括如下步骤(1)将制绒清洗后的硅片放入扩散炉管内，升温至800~1100℃，通入氧气进行氧化，氧化时间为1~30min；(2)保持步骤(1)中的温度或升温至900~1100℃，通硼源、氧气和氮气进行硼扩散；(3)停止通源，保持温度或降温至800~900℃，在氮气气氛下保温5~50min；(4)降温，出舟，完成扩散过程。本发明的扩散方法可以提高硼扩散的均匀性，避免或减少富硼层的形成，提高硅片的少子寿命，同时可以保持较高的表面杂质浓度，有利于形成良好的欧姆接触，从而提高电池性能。
文档编号H01L31/18GK102769069SQ201210245228
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者殷涵玉, 王栩生, 章灵军 申请人:苏州阿特斯阳光电力科技有限公司, 阿特斯(中国)投资有限公司