本发明专利技术公开了一种N型硅片的硼扩散方法、晶体硅太阳能电池及其制作方法。硼扩散方法包括以下步骤：沉积阶段，将湿法刻蚀后的硅片放入扩散炉内升温，并通入氮气、氧气和硼源对硅片进行表面沉积；扩散阶段，将表面沉积后的硅片升温至预定温度，推进硼扩散；以及降温阶段，将硼扩散后的硅片降温，并在降温过程中通入氮气，得到硼扩散后的硅片。采用本发明专利技术的沉积扩散工艺降低了硅片表面的硼原子浓度，减小了表面的复合速率和晶格损伤，将方阻标准差（STDEV）控制在2.0左右，改善了硼扩散方阻均匀性，提高了电池的转换效率，也降低了硼源耗量，避免了生成过多的硼硅玻璃（BGS），节约了成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池制造
，具体而言，涉及一种。
技术介绍
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，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，N型晶体硅电池的硼扩散工艺是形成P-N结的核心工艺，由于硼原子在晶体硅中的固溶度远低于磷原子的固溶度，且硼扩散要求在9000C以上的高温下进行扩散，化学反应比较复杂，不易控制，因此对扩散工艺的优化较困难。现有的硼扩散方法通常是高温下(一般为930°C以上)对硅片表面进行沉积，同时高温下对杂质原子进行扩散推进。但是高温沉积、高温扩散方式工艺复杂，不易控制，并且单管单次产能较低，每根炉管的产量仅有80%，硼源耗量较大，过量的硼源与石英炉管反应形成大量硼硅玻璃(BGS)，不仅严重腐蚀了扩散炉等设备，还造成了硼源的严重浪费。最重要的是，采用高温沉积高温扩散的工艺得到的扩散方阻的均匀性较差，其标准差(STDEV)在4.0以上，从而使p-n结不均匀，形成的内建电场强度对少数载流子的迁移速度产生影响，并且在硅片表面产生了较厚的富硼层(SiB化合物)，在后续湿化学反应中不易刻蚀，严重破坏了硅片表面晶格，增加了表面复合速率，降低了少数载流子的寿命，严重影响了电池的转换效率。因此，如何对硼扩散工艺进行改进，在减少硼源消耗减低成本的前提下以制备出具有均匀方阻的太阳能电池片进而提高电池转换效率成了目前研究的重要方向。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种，该扩散方法减少了硼源消耗，改善了硅片方阻的均匀性，进而提高了电池转换效率。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种N型硅片的硼扩散方法，包括以下步骤:沉积阶段，将湿法刻蚀后的硅片放入扩散炉内升温，并通入氮气、氧气和硼源对硅片进行表面沉积；扩散阶段，将表面沉积后的硅片升温至预定温度，推进硼扩散；以及降温阶段，将硼扩散后的硅片降温，并在降温过程中通入氮气，得到硼扩散后的硅片。进一步地，沉积阶段的沉积温度为850°C?880°C，沉积的时间为15?30分钟，氮气的流量为22?24slm,氧气的流量为250sccm?800sccm,硼源的流量为170sccm?lOOOsccm。进一步地，沉积阶段的沉积温度为860°C?880°C，沉积时间为20?25分钟，氮气的流量为22.5?23slm，氧气的流量为350sccm?550sccm，硼源的流量为500sccm?800sccm。进一步地，沉积阶段的沉积温度为870°C，沉积时间为23分钟，氮气的流量为23slm,氧气的流量为450sccm,硼源的流量为650sccm。进一步地，在扩散阶段，以5?15°C /分钟将表面沉积后的硅片升温至950°C?1100°C，恒温扩散15?30分钟。进一步地，在扩散阶段，以10°C /分钟将表面沉积后的硅片升温至1000°C，恒温扩散25分钟。进一步地，在降温阶段，氮气的流量为10?20slm。在降温阶段，将扩散后的硅片降温至750°C?800°C ;降温速率为4?5.2°C /分钟。根据本专利技术的另一方面，提供了一种晶体硅太阳能电池的制作方法，包括硼扩散步骤，其中硼扩散步骤采用上述任一种的硼扩散方法。根据本专利技术的另一方面，提供了一种晶体硅太阳能电池，该晶体硅太阳能电池是采用上述的制作方法制作而成。应用本专利技术的技术方案，在N型硅片硼扩散过程中采用低温沉积高温推进的工艺，并对沉积温度、扩散温度、硼源流量等进行调控优化，降低了硅片表面的硼原子浓度，减小了太阳能电池的表面复合速率以及硅片表面的晶格损伤，使得方阻的平均标准差(STDEV)控制在2.0左右，改善了硼扩散方阻均匀性差的问题，从而得到了分布均匀的p-n结。采用本专利技术所提供的方法使得硅片的合格率从目前的97.2%上升到99.6%，提高了电池的转换效率，同时也避免了生成硼硅玻璃(BGS)，降低了硼源耗量，节约了成本。【附图说明】构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1为采用现有技术中的硼扩散工艺得到的硅片的扩散方阻的分布示意图；以及图2为采用本专利技术的硼扩散工艺得到的硅片的扩散方阻的分布示意图。【具体实施方式】需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为了解决采用现有技术中采用高温沉积高温扩散的硼扩散方法时存在的硅片方阻均匀性差、硼源耗量过大以及电池转换效率低的问题，本专利技术提供了一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法，包括以下步骤:沉积阶段，将湿法刻蚀后的硅片放入扩散炉内升温，并通入氮气、氧气和硼源对硅片进行表面沉积；扩散阶段，在氮气气氛下将表面沉积后的硅片升温至预定温度，推进扩散；以及降温阶段，将扩散后的硅片降温，并在降温过程中通入氮气，得到硼扩散后的硅片。在N型硅片硼扩散过程中采用低温沉积高温推进的工艺，并对沉积温度、扩散温度、源气流量等进行调控优化，降低了硅片表面的硼原子浓度，减小了太阳能电池的表面复合速率以及硅片表面的晶格损伤，使得方阻的平均标准差(STDEV)控制在2.0左右，改善了硼扩散方阻均匀性差的问题，从而得到了分布均匀的P-n结。采用本专利技术所提供的方法使得硅片的合格率从目前的97.2%上升到99.6%，提高了电池的转换效率，同时也避免了生成硼硅玻璃(BGS)，降低了硼源耗量，节约了成本。硅片是太阳能电池片的载体，在制作N型太阳能电池的硼扩散工序前需要对硅片进行质量检测，之后将硅片表面的损伤污染层刻蚀掉，然后正常制绒，具体地，可利用硅的各向异性腐蚀，在硅片表面形成起伏不平的绒面。由于入射光在表面经过多次反射和折射，绒面可以增加光的吸收，提高了电池的短路电流和转换效率。制绒后需要对硅片进行水洗和酸洗，以去除硅片表面的金属杂质，优选采用不影响硅片硼扩散效果且能将硅片表面金属杂质转化为溶于水的化合物的试剂对硅片进行清洗，以更好地去除硅片表面残留的金属杂质。这是因为硅片表面的金属杂质的存在会影响硼在高温下向硅片内部的扩散，形成载流子复合中心，降低硅片内部少子的寿命，进而降低N型太阳能电池的光电转换效率。将制绒清洗后的硅片放入扩散炉的石英舟内，一般石英舟内具有刻槽，将硅片放入石英舟的刻槽内使得硅片竖直放置，以保证硼扩散的均匀性和成品率。将硅片升温至沉积温度，待等温度稳定几分钟后，开始通入氮气、氧气和硼源对硅片表面进行沉积。其中所采用三溴化硼作为硼源，主要是考虑到三溴化硼具有成本相对较低、纯度相对较高的优势。常温常压下三溴化硼为液态，一般采用氮气携带三溴化硼进入到扩散炉中，其中硼源流量即是指携带三溴化硼的氮气流量。为了使得炉管内上下两部分的混合气体分布均匀一致，较大程度地改善远离硼源区的炉门区域处硅片的方阻均匀性，本专利技术将沉积阶段的沉积温度控制为8本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种N型硅片的硼扩散方法，其特征在于，包括以下步骤：沉积阶段，将湿法刻蚀后的硅片放入扩散炉内升温，并通入氮气、氧气和硼源对所述硅片进行表面沉积；扩散阶段，将表面沉积后的所述硅片升温至预定温度，推进硼扩散；以及降温阶段，将硼扩散后的所述硅片降温，并在所述降温过程中通入所述氮气，得到硼扩散后的所述硅片。
【技术特征摘要】
1.一种N型硅片的硼扩散方法，其特征在于，包括以下步骤: 沉积阶段，将湿法刻蚀后的硅片放入扩散炉内升温，并通入氮气、氧气和硼源对所述硅片进行表面沉积； 扩散阶段，将表面沉积后的所述硅片升温至预定温度，推进硼扩散；以及 降温阶段，将硼扩散后的所述硅片降温，并在所述降温过程中通入所述氮气，得到硼扩散后的所述娃片。2.根据权利要求1所述的硼扩散方法，其特征在于，所述沉积阶段的沉积温度为850°C?880°C，沉积时间为15?30分钟，所述氮气的流量为22?24sIm，所述氧气的流量为250sccm?800sccm,所述砸源的流量为170sccm?lOOOsccm。3.根据权利要求2所述的硼扩散方法，其特征在于，所述沉积阶段的沉积温度为860°C?880°C，沉积时间为20?25分钟，所述氮气的流量为22.5?23slm，所述氧气的流量为350sccm?550sccm,所述砸源的流量为500sccm?800sccm。4.根据权利要求3所述的硼扩散方法，其特征在于，所述沉积阶段的...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁广锋，何广川，陈艳涛，李雪涛，
申请(专利权)人：英利集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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