太阳能电池片扩散工艺

2.2.2 扩散制结制结过程是在一块基体材料上生成导电类型不同的扩散层，它和制结前的表面处理均是电池制造过程中的关键工序。制结方法有热扩散，离子注入，外延，激光及高频电注入法等。本节主要介绍热扩散法。扩散是物质分子或原子运动引起的一种自然现象， 热扩散制 p— n 结法为用加热方法使 V 族杂质掺入 P 型或Ⅲ族杂质掺入 n型硅。硅太阳电池中最常用的 V 族杂质元素为磷，Ⅲ族杂质元素为硼。硅太阳电池所用的主要热扩散方法有涂布源扩散，液态源扩散，固态源扩散等。2.2.2.2 液态源扩散液态源扩散有三氯氧磷液态源扩散和硼的液态源扩散， 它是通过气体携带法将杂质带入扩散炉内实现扩散。 其原理如图 3.6：图 3.6 三氯氧磷扩散装置示意图对于 p 型 10cm 硅片，三氯氧磷扩散过程举例如下：（ 1）将扩散炉预先升温至扩散温度（ 850 ～ 900C ） 。先通入大流量的氮气（ 500～ 1000ml/min ） ，驱除管道内气体。如果是新处理的石英管，还应接着通源，即通小流量氮气， （ 40～ 100ml/min ）和氧气（ 30～ 90ml/min ） ，使石英壁吸收饱和。（ 2）取出经过表面准备的硅片，装入石英舟，推入恒温区，在大流量氮气（ 500～ 1000ml/min ）保护下预热 5 分钟。（ 3）调小流量，氮气 40～ 100ml/min 、氧气流量 30～ 90ml/min 。通源时间 10～ 15min 。（ 4）失源，继续通大流量的氮气５ min ，以赶走残存在管道内的源蒸气。（ 5）把石英舟拉至炉口降温５分钟，取出扩散好的硅片，硼液态源扩散时，其扩散装置与三氯氧磷扩散装置相同，但不通氧气。2.2.2.3 固态氮化硼源扩散固态氮化硼扩散通常采用片状氮化硼作源，在氮气保护下进行扩散。片状氮化硼可用高纯氮化硼棒切割成和硅片大小一样的薄片， 也可用粉状氮化硼冲压成片。 扩散前， 氮化硼片预先在扩散温度下通氧３０分钟使氮化硼表面的三氧化二硼与硅发生反应，形成硼硅玻璃沉积下在硅表面，硼向硅内部扩散。扩散温度为９５０～１００ 0Ｃ ，扩散时间１５～３０分钟，氮气流量２０００ｍｌ／ｍｉｎ以下，氮气流量较低，可使扩散更为均匀。