一種提高太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散工藝中摻雜均勻性方法的設(shè)計(jì).pdf

1、擴(kuò)散制作P-N結(jié)是晶體硅電池的核心，也是影響電池質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素之一。對(duì)于擴(kuò)散工藝而言，擴(kuò)散均勻性好，可以提高電池的后續(xù)參數(shù)的可控性。擴(kuò)散的均勻性直接體現(xiàn)在硅片形成的P-N結(jié)結(jié)深的差異上:均勻性好代表著結(jié)深的差異性較小;反之結(jié)深差距較大。結(jié)深差距大會(huì)使多種衡量太陽(yáng)能電池的重要參數(shù)波動(dòng)大，一致性差，生產(chǎn)出的電池片質(zhì)量得不到保證。在生產(chǎn)過(guò)程中通常采用方塊電阻阻值的均勻性來(lái)衡量P-N結(jié)結(jié)深的均勻性。
　　本文首先對(duì)影響擴(kuò)散雜質(zhì)均勻性的

2、因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，然后提出提高擴(kuò)散雜質(zhì)均勻性的改進(jìn)性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并通過(guò)具體實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)影響擴(kuò)散均勻性的因素研究主要包括:(a)設(shè)備方面主要研究了擴(kuò)散爐口的密封性對(duì)擴(kuò)散均勻性的影響。當(dāng)密封性不好時(shí)，尾氣從爐口泄露而出，從尾氣管流出的尾氣減少，因而尾氣管的溫度下降，導(dǎo)致尾氣管處擴(kuò)散的雜質(zhì)濃度下降，影響了擴(kuò)散雜質(zhì)均勻性;(b)在工藝參數(shù)方面，主要分析研究了氣流配比、低溫沉積時(shí)間、通磷源的時(shí)間和溫度對(duì)擴(kuò)散均勻性的影響。大氮流量22L/min改

3、為25L/min，小氮流量從1.1L/min改為1.3L/min，氧氣流量從1.0L/min降到0.8L/min，同時(shí)增加3分鐘的低溫通源時(shí)間，擴(kuò)散溫度降低了5度。我們比較了更改前后擴(kuò)散方塊電阻數(shù)據(jù)，在均值水平為35Ω/□的條件下，經(jīng)過(guò)參數(shù)調(diào)節(jié)后的爐口方塊電阻極差減少3Ω/□左右，爐中方塊電阻極差減少2Ω/□左右，擴(kuò)散雜質(zhì)均勻性提高;(c)簡(jiǎn)要分析研究了均流板設(shè)計(jì)、廢棄排放位置、排風(fēng)量大小對(duì)擴(kuò)散雜質(zhì)均勻性的影響。
　　在對(duì)影響均勻

4、性因素分析研究的基礎(chǔ)上，提出了工藝的流程改進(jìn)——兩部擴(kuò)散法。即低溫沉積、高溫推進(jìn)擴(kuò)散方式，替代傳統(tǒng)的單步恒溫?cái)U(kuò)散，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得出優(yōu)化的擴(kuò)散條件:低溫600～800度時(shí)通源沉積P2O5，高溫850～880度時(shí)推進(jìn)，沉積時(shí)間10min，小氮流量設(shè)定為1000mL/min，氧氣量至少為25mL/min，試驗(yàn)選取過(guò)量的氧氣，保證POCl3完全反應(yīng)。擴(kuò)散的不均勻度由10.6％降低到5.09％，同時(shí)用軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行模擬驗(yàn)證和測(cè)試，也證明改進(jìn)后流程的