全背電極太陽電池超低表面濃度前表面場的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及電池前表面場的形成領(lǐng)域，具體涉及一種全背電極太陽電池超低表面濃度前表面場的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]
全背電極太陽電池，又叫IBCXInterdigitated back contact指交叉背接觸)電池，是指電池正面無電極，正負兩極金屬柵線呈指狀交叉排列于電池背面。由于正面無遮擋帶來的高效率使得IBC電池備受青睞。由于P-N結(jié)位于電池的背面，光生載流子的產(chǎn)生主要在前表面(即正面)附近，載流子需要穿過整個硅片厚度到達背面的地方才能被收集。如果正面鈍化不好，光生載流子會很容易在到達背面之前就被復(fù)合而降低效率。因此，良好的正面鈍化顯得尤為重要。常見的IBC電池正面鈍化的手段是在前表面引入一個N+N的高低結(jié)，稱之為前表面場。前表面場不僅可以實現(xiàn)更好的鈍化，同時可以提高電池的穩(wěn)定性，使得其對UV輻照具有更高的耐受性。前表面場一般是通過擴散的方法形成，在高溫下，通過在硅片表面沉積磷源，在小氧(小流量氧氣)的作用下，磷源與氧反應(yīng)生成P2O5,P2O5再與硅反應(yīng)置換出磷原子，磷原子通過高溫擴散進入硅片里而達到摻雜的目的。前表面場的摻雜濃度越高，鈍化后的暗飽和電流密度Jo也越高，復(fù)合越大。因此，前表面場一般為低表面濃度的淺結(jié)擴散。現(xiàn)有技術(shù)中通過在硅片表面沉積磷源的方式擴散得到的前表面場的表面濃度一般在lE19cm—3以上，很難得到更低表面濃度的淺結(jié)摻雜曲線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]
本發(fā)明提供了一種全背電極太陽電池超低表面濃度前表面場的形成方法，采用間接磷源法形成前表面場和鈍化氧化層，所得前表面場的表面濃度可達3E17cm—3到IElScnf3，結(jié)深為0.Ιμηι-0.2μηι，所得前表面場同時覆蓋了一層5nm到15nm的熱氧化娃薄層。
[0004]—種全背電極太陽電池超低表面濃度前表面場的形成方法，包括一步空管運行飽和步驟及緊接一步空管運行飽和步驟之后的氧化步驟；
所述一步空管運行飽和步驟包括:在800°C-810°C于氮氣和氧氣氣氛中空舟進舟，再在800°C_950°C于氧氣、氮氣以及攜帶磷源的氮氣氣氛中進行磷源沉積，然后在氮氣氣氛中于800°C_810°C 出舟；
所述氧化步驟包括:在800°C_810°C于氮氣和氧氣氣氛中裝硅片進舟，再在800°C_950°C于氧氣和氮氣氣氛中進行殘余磷源擴散和氧化，然后在氮氣氣氛中于800°C_810°C出舟。
[0005]本發(fā)明方法一步空管運行飽和步驟里包括通磷源的步驟，磷源會部分殘留在舟上和爐管里。氧化步驟里不通磷源，利用一步空管運行飽和步驟中殘留的磷源對硅片表面形成低慘雜。
[0006]為了達到更好的發(fā)明效果，優(yōu)選: 所述一步空管運行飽和步驟中磷源沉積過程，其中攜帶磷源的氮氣流量為200標準毫升/分鐘(sccm)-lOOOsccm，氧氣流量為10sccm _500sccmo
[0007]所述一步空管運行飽和步驟中磷源沉積的時間為1min _30min。
[0008]所述一步空管運行飽和步驟中空舟進舟過程，其中氮氣的流量遠大于氧氣的流量，這種氮氣和氧氣氣氛一般稱為大N2加小氧氣氣氛。
[0009]所述氧化步驟中殘余磷源擴散和氧化的時間為10min-50min，使爐管內(nèi)和石英舟上的殘留磷源沉積到硅片表面，磷原子擴散進入硅片里面形成N+摻雜區(qū)，同時由于氧氣的存在會在硅片表面生長一層氧化硅薄層。
[0010]所述氧化步驟中裝硅片進舟過程，其中氮氣的流量遠大于氧氣的流量。
[0011]本發(fā)明方法形成的超低表面濃度前表面場，能夠同時達到形成前表面場和生長熱氧化層進行鈍化的目的。為了達到更好的鈍化效果，以及電池前表面的減反射要求，通?？稍诒景l(fā)明前表面場工藝完成后采用本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)在硅片表面覆蓋氮化硅(SiNx)膜，本發(fā)明方法形成的前表面場在覆蓋SiNx膜鈍化后，絨面上的Jo低至5 fA/cm2-10fA/cm2。
[0012]應(yīng)用本發(fā)明所述超低表面濃度前表面場的IBC電池的制備采用本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)。
[0013]本發(fā)明的有益效果: 本發(fā)明方法形成的前表面場表面濃度在3E17cm—3到lE18cm—3，結(jié)深在0.lμm-0.2μm，在形成前表面場的同時生長5nm-15nm的氧化硅薄層鈍化，再經(jīng)現(xiàn)有的SiNx鈍化后，在絨面上的Jo可低至5fA/cm2-10fA/cm2。極大地降低了前表面的復(fù)合，從而使載流子的收集效率更高。應(yīng)用本發(fā)明所述超低表面濃度前表面場的IBC電池，其短波段的內(nèi)量子效率高達95%以上。
【附圖說明】
[0014]
圖1為本發(fā)明方法得到的前表面場的摻雜濃度曲線圖，其中橫坐標Depth代表深度，縱坐標Concentrat1n代表磷原子摻雜濃度。
【具體實施方式】
[0015]
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0016]實施例1
全背電極太陽電池超低表面濃度前表面場的形成，包括一步空管運行飽和步驟及緊接一步空管運行飽和步驟之后的氧化步驟。
[0017]一步空管運行飽和步驟包括:
(1)800°C，大氮氣(N2)加小氧氣氣氛下空舟進舟；
(2)大他加小氧氣氣氛下升溫至磷源沉積溫度850°C;
(3)850°C磷源沉積，小^攜帶磷源，流量為650sCCm，同時通小氧氣與磷源反應(yīng)，小氧氣流量為300sccm，并調(diào)節(jié)大N2流量來維持通過爐管的氣體總量，沉積時間20min ；
(4)吹掃，關(guān)閉磷源閥門，只通小他吹掃磷源管路，大N2維持爐管氣體總量；
(5)大他氣氛下將溫度降低至800°C，N2氣氛中出舟。
[0018]氧化步驟包括:(I)800°C，大他加小氧氣氣氛下裝硅片進舟；
(2)大N2加小氧氣氣氛下升溫至850°C ；
(3 )氧化，在850°C于氧氣加氮氣氣氛下維持30min進行殘余磷源擴散和氧化，使爐管內(nèi)和石英舟上的殘留磷源沉積到硅片表面，磷原子擴散進入硅片里面形成N+摻雜區(qū)，同時由于氧氣的存在會