CN108010972A - 一种mcce制绒多晶黑硅硅片扩散方法 - Google Patents
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Abstract
一种MCCE制绒多晶黑硅硅片扩散方法，适用于采用金属催化化学刻蚀法制备的黑硅扩散工艺，采用第一沉积‑第一推进‑第二沉积‑第二推进工艺；所述第一沉积过程中的氧气流量大于携磷源氮气流量；所述第一推进为无氧推进，且第一推进过程中的大氮流量大于第一沉积过程中的大氮流量；所述第二沉积过程中的携磷源氮气流量大于第一沉积过程中的携磷源氮气流量，第二沉积过程中的大氮流量小于第一沉积过程中的大氮流量，第二沉积过程的温度大于第一沉积过程中的温度；所述第二推进为富氧推进；所述第一推进时间小于第一沉积时间；所述第二推进时间大于第二沉积时间，本发明有效减少光生载流子复合，增大硅片扩散均匀性，提升黑硅电池片效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种MCCE制绒多晶黑硅硅片扩散方法，该多晶黑硅硅片可用来制造太阳能电池片，属于太阳能电池领域。
背景技术
目前黑硅的制备方法主要有以下几种：激光刻蚀法、反应离子刻蚀法（RIE）和金属催化化学刻蚀法（MCCE），经过这些方法制得的黑硅其比表面积变大，表面为孔洞状，有利于陷光，增大对光照的利用率，绒面结构如下图1所示。然而孔洞状的表面在产线工艺条件下扩散较困难，扩散后结较浅，方阻均匀性较差，烧结时容易烧穿，并且源浓度较高，孔洞状的表面结构使得载流子容易复合，最终制得的电池片漏电较严重，效率并没有显著提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MCCE制绒多晶黑硅硅片扩散方法，该方法在不增加扩散成本的前提下，通过调节携磷源氮气流量和推进过程的时间，达到降低复合增加结深，从而有效实现硅片扩散均匀性，增加硅片性能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种MCCE制绒多晶黑硅硅片扩散方法，适用于采用金属催化化学刻蚀法制备的黑硅扩散工艺，采用第一沉积-第一推进-第二沉积-第二推进工艺；
所述第一沉积过程中的氧气流量大于携磷源氮气流量,使三氯氧磷充分反应成五氧化二磷，避免五氯化磷对硅片的腐蚀；
所述第一推进为无氧推进，推进过程不需要氧气的参与反应，且第一推进过程中的大氮流量大于第一沉积过程中的大氮流量，使管内处于饱压状态，便于推进的进行；
所述第二沉积过程中的携磷源氮气流量大于第一沉积过程中的携磷源氮气流量，硅片表面已出现磷掺杂的初步饱和，将磷元素的量加大，产生更多的磷，便于后期推进时磷的有效掺杂，管内气流量是一定的，从而第二沉积过程中的大氮流量便将小于第一沉积过程中的大氮流量，第二沉积过程的温度大于第一沉积过程中的温度，温度的提高，加速管内特气的反应，将硅内晶格打开，边缘磷的进一步掺杂；
所述第二推进为富氧推进，气体氛围更加浓郁，使磷原子往更深的方向进行掺杂；
所述第一推进时间小于第一沉积时间；所述第二推进时间大于第二沉积时间，时间调整后将扩散的结深变大。
优选的，第一沉积过程中，携磷源氮气流量为600~800 sccm，大氮流量为13.9slm，氧流量为1300sccm，温度为795 °C，沉积处理时间600s~700s；
在第一推进过程中，携磷源氮气流量为0 sccm，大氮流量为16 slm，氧流量为0 sccm，温度为832 °C，推进处理时间500s~600s；
第二沉积过程中，携磷源氮气流量为1500~1700 sccm，大氮流量为12.5slm，氧流量为1900sccm，温度为832 °C，沉积处理时间300s~400s；
第二推进过程中，携磷源氮气流量为0 sccm，大氮流量为16 slm，氧流量为1900sccm，温度为839 °C，推进处理时间500s~600s。
利用本发明扩散方法扩散后的方阻可控制在80Ω/□~ 100Ω/□之间。
本发明的工作原理是：1、通过降低沉积过程中携磷源氮气流量，减少磷源掺杂浓度可以减少光生载流子复合；并且降低磷源表面浓度间接增加了氧气流量占比，使得表面氧化层更加均匀，磷可以均匀地扩散到硅片中，改善了扩散后晶体硅片的均匀性。2、通过增加第二步推进过程工艺时间，调节扩散后方阻，使扩散更均匀，增加结深，从而得到低表面浓度的扩散良好的多晶黑硅硅片，有效减少光生载流子复合，增大硅片扩散均匀性，提升黑硅电池片效率。
通过本发明扩散的多晶黑硅硅片方阻可控，均匀性与电性能良好，实验证明，相对于现有工艺（对比例1及2），该扩散方法制得的黑硅电池片，开路电压提升1~ 2 mV，短路电流提升50 ~ 70 mA，效率提升0.1%~0.15%，效果良好，详见（表一）。
（表一）。
附图说明
为对本专利做进一步说明，以下将结合附图对本专利的方法及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利的目的、特征和效果。
图1所示为MCCE制绒后黑硅绒面SEM照片。
图2所示为本发明制备的黑硅电池片和对比例的效率分布图。
具体实施方式
实施例1：一种MCCE制绒多晶黑硅硅片扩散方法，适用于采用金属催化化学刻蚀法制备的黑硅扩散工艺：
第一沉积过程中，携磷源氮气流量为600~800 sccm，大氮流量为13.9slm，氧流量为1300sccm，温度为795 °C，沉积处理时间600s~700s；
在第一推进过程中，携磷源氮气流量为0 sccm，大氮流量为16 slm，氧流量为0 sccm，温度为832 °C，推进处理时间500s~600s；
第二沉积过程中，携磷源氮气流量为1500~1700 sccm，大氮流量为12.5slm，氧流量为1900sccm，温度为832 °C，沉积处理时间300s~400s；
第二推进过程中，携磷源氮气流量为0 sccm，大氮流量为16 slm，氧流量为1900sccm，温度为839 °C，推进处理时间500s~600s。
为充分表明本案专利所带来的显著效果，下面列举对比例。
对比例1：包括两步沉积和一步推进，包括以下步骤：
（1）在第一步沉积过程中，携磷源氮气流量为1000 sccm，大氮流量为13.9slm，氧流量为400sccm，温度为795 °C，沉积处理时间660s；
（2）在第二步沉积过程中，携磷源氮气流量为1000 sccm，大氮流量为12.5slm，氧流量为400sccm，温度为832 °C，沉积处理时间460s；
（3）在推进过程中，携磷源氮气流量为0 sccm，大氮流量为16 slm，氧流量为1900sccm，温度为839 °C，推进处理时间300s。
对比例2：包括两步沉积和两步推进，包括以下步骤；
（1）在第一步沉积过程中，携磷源氮气流量为2200 sccm，大氮流量为23slm，氧流量为2200sccm，温度为795 °C，沉积处理时间1200s；
（2）在第一推进过程中，携磷源氮气流量为0 sccm，大氮流量为16 slm，氧流量为1900sccm，温度为839 °C，推进处理时间300s；
（3）在第二步沉积过程中，携磷源氮气流量为1000 sccm，大氮流量为12.5slm，氧流量为400sccm，温度为832 °C，沉积处理时间680s；
（4）在第一推进过程中，携磷源氮气流量为0 sccm，大氮流量为16 slm，氧流量为1900sccm，温度为839 °C，推进处理时间300s。
如图2所示，实施例1黑硅电池片相比对比例1和对比例2效率明显提高，并且效率分布更加集中。
显而易见，以上描述了本专利的实施示范例，任何在本发明所提供工艺或原理上的简单改进均属于本专利的保护范围。
Claims (2)
1.一种MCCE制绒多晶黑硅硅片扩散方法，适用于采用金属催化化学刻蚀法制备的黑硅扩散工艺，其特征在于采用第一沉积-第一推进-第二沉积-第二推进工艺；
所述第一沉积过程中的氧气流量大于携磷源氮气流量；
所述第一推进为无氧推进，且第一推进过程中的大氮流量大于第一沉积过程中的大氮流量；
所述第二沉积过程中的携磷源氮气流量大于第一沉积过程中的携磷源氮气流量，第二沉积过程中的大氮流量小于第一沉积过程中的大氮流量，第二沉积过程的温度大于第一沉积过程中的温度；
所述第二推进为富氧推进；
所述第一推进时间小于第一沉积时间；所述第二推进时间大于第二沉积时间。
2.根据权利要求1所述的一种MCCE制绒多晶黑硅硅片扩散方法，其特征在于在第一沉积过程中，携磷源氮气流量为600~800 sccm，大氮流量为13.9slm，氧流量为1300sccm，温度为795 °C，沉积处理时间600s~700s；
在第一推进过程中，携磷源氮气流量为0 sccm，大氮流量为16 slm，氧流量为0 sccm，温度为832 °C，推进处理时间500s~600s；
第二沉积过程中，携磷源氮气流量为1500~1700 sccm，大氮流量为12.5slm，氧流量为1900sccm，温度为832 °C，沉积处理时间300s~400s；
第二推进过程中，携磷源氮气流量为0 sccm，大氮流量为16 slm，氧流量为1900sccm，温度为839 °C，推进处理时间500s~600s。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20200211 |
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