一種擴散後低方阻矽片返工的方法
2023-06-09 03:40:06 1
一種擴散後低方阻矽片返工的方法
【專利摘要】本發明公開了一種擴散後低方阻矽片返工的方法，該方法包括：將待返工矽片置於擴散爐中；向所述擴散爐中通入保護氣體；在650℃～740℃的溫度下，對所述待返工矽片進行保溫；對所述待返工矽片進行出爐操作。採用本發明提供的返工方法，可以在不重新進行制絨的情況下，對方阻低於正常值的不合格矽片進行返工，使其方阻值提升至正常水平。本發明的方法節省了步驟，工藝簡單易操作，可顯著提高低方阻矽片的返工效率，並顯著提高後續製造的太陽能電池的光電轉換效率。
【專利說明】一種擴散後低方阻矽片返工的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於太陽能電池製造領域，具體地說涉及一種擴散後低方阻矽片返工的方法。
【背景技術】
[0002]在晶體矽太陽能電池中，P-N結的品質好壞直接影響太陽能電池的性能好壞。因此，在太陽能電池製造工藝中，P-N結的製造一直是生產的重點。擴散制結對太陽能電池的轉化效率起著關鍵性作用，其中擴散工藝直接影響著P-N結的品質。
[0003]擴散製備P-N結的過程中，當擴散工藝異常時，可能會造成矽片的方阻過小而造成後續製備的太陽能電池的光電轉換效率的降低。因此，擴散後方阻過小的矽片基本上不能用於後續太陽能電池的製備，需要對其進行返工處理。目前，對於擴散後矽片的返工主要是重新制絨，將P-N結全部刻蝕，然後進行再次擴散。這種傳統的返工方法需要從制絨開始，不僅耗時較多而且成本較高；另外，在刻蝕P-N結時會造成矽片減薄而增大碎片率，同時二次制絨也將會影響後續製備的太陽能電池的光電轉換效率。
[0004]通過上述分析可以看出，在現有技術中，針對擴散制結後，造成的矽片方阻過低的問題只能通過重新制絨的方式來實施。這種方法複雜、耗時多且會影響太陽能電池的產量和光電轉換效率，因此急需一種既能夠提高擴散後矽片的方阻值，又不至於從制絨開始返工的方法。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術中，當擴散工藝異常造成矽片方阻較低時需要從制絨開始進行返工，導致工藝複雜而且周期長，成本高的問題，本發明提供了一種可以不通過重新制絨直接通過擴散提高矽片方阻的返工方法。
[0006]根據本發明的一個方面，提供一種擴散後低方阻矽片返工的方法，包括如下步驟:
[0007]步驟S101，將待返工矽片置於擴散爐中；
[0008]步驟S102，向所述擴散爐中通入保護氣體；
[0009]步驟S103，在650°C?740°C的溫度下，對所述待返工矽片進行保溫；
[0010]步驟S104，對所述待返工矽片進行出爐操作。
[0011]根據本發明的一個【具體實施方式】，所述待返工矽片為經過一次擴散後，方阻異常並低於合格娃片方阻的不合格娃片。
[0012]根據本發明的另一個【具體實施方式】，所述待返工矽片的方阻比合格矽片的方阻低5 Ω / □?20Ω / 口。
[0013]根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述保護氣體包括:氮氣和氧氣。
[0014]根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述保護氣體中的氧氣含量為O?30%。
[0015]根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述保護氣體的通量在5slm?15slm的範圍內。
[0016]根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述步驟S103的執行時間為20min?40min。
[0017]根據本發明的又一個【具體實施方式】，在所述步驟S104之後還包括步驟:
[0018]步驟S105，對所述待返工矽片的方阻進行檢測，當所述待返工矽片的方阻低於合格矽片的方阻時，再次對其順序執行步驟SlOl?步驟S104。
[0019]本發明提供的低方阻返工的方法，不需要從制絨返工。在實際操作過程中，將需要返工的矽片直接放置在擴散爐中，進行二次高溫處理即可提高方阻，同時也將會提高太陽能電池的光電轉換效率。由於採用本發明提供的方法省去了制絨的步驟，直接進行短時高溫處理，工藝時間明顯得到了節省，其採用的時間比正常擴散工藝時間減少50%以上。不用制絨，可以有效減小材料的消耗量，節約生產成本。由於制絨會造成矽片變薄，易破碎，而採用本方法不會導致矽片變薄，因此也就避免了再次制絨造成的碎片率增大的問題。除此之夕卜，採用本發明的方法得到的擴散返工矽片，由於經過特定溫度下退火處理，矽片表面的摻雜原子會向氧化層(磷矽玻璃層)擴散轉移，使得矽片表面摻雜濃度減小而使載流子的表面複合速率降低，這樣，後續製造的太陽能電池的光電轉換效率也會有明顯的提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯:
[0021]圖1為根據本發明的一種擴散後低方阻矽片返工的方法的一種【具體實施方式】的流程示意圖；
[0022]圖2為根據本發明的一種擴散後低方阻矽片返工的方法的另一種【具體實施方式】的流程示意圖。
[0023]附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。
【具體實施方式】
[0024]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。此外，本發明可以在不同例子中重複參考數字和/或字母。這種重複是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關係。應當注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪製。本發明省略了對公知組件和處理技術及工藝的描述以避免不必要地限制本發明。
[0025]參考圖1，圖1為根據本發明的一種擴散後低方阻矽片返工的方法的一種【具體實施方式】的流程示意圖。
[0026]步驟S101，將待返工矽片置於擴散爐中。所述待返工矽片為經過一次擴散後，方阻低於合格娃片的方阻的不合格娃片。
[0027]在現有技術中，經常使用擴散法來製造P-N結，當擴散工藝出現異常或者存在外界異常因素時，常會使擴散後的矽片方阻達不到預定值，換句話說，也就是擴散後的矽片為方阻低於合格娃片的方阻的不合格娃片。所述待返工娃片的方阻比合格娃片的方阻低5 Ω / □?20Ω / 口。
[0028]為了使這些方阻雖然低於正常值，但是又不是非常低的不合格矽片能夠合格，可對其進行退火處理，以降低摻雜濃度，進而提高矽片的方阻值。首先將待返工矽片置於擴散爐中，然後執行步驟S102，向所述擴散爐中通入保護氣體。
[0029]優選的，所述保護氣體包括:氮氣(N2)和氧氣(02)。可選的，在所述保護氣體中的氧氣含量為O?30%，例如:0，15%或者30%。優選的，所述保護氣體的通量在5slm?15slm的範圍內，例如:5slm, IOslm或者15slm。
[0030]通入保護氣體後，需要執行步驟S103，在650°C?740°C的溫度下，對所述待返工矽片進行保溫。優選的，步驟S103的執行溫度為650°C?740°C，例如650°C，680°C，740°C。在該溫度區間(650°C?740°C)內，氧化層對於擴散原子的固溶度大於矽基體對於擴散原子的固溶度，也即在此溫度區間，摻雜原子在氧化層中的擴散係數大於在矽中的擴散係數。因此，在此溫度區間，摻雜原子將由矽基體向氧化層擴散，而使得矽片中的摻雜原子的濃度降低而使總摻雜量減小，從而使方阻增大。
[0031]優選的，步驟S103的執行時間為20min?40min,例如:20min,30min或者40min。當執行時間達到設定值時，執行步驟S104，即對所述待返工矽片執行出爐操作。經過高溫退火後的矽片的方阻值能夠提高5 Ω / □?20 Ω/ □，達到合格矽片的方阻值。
[0032]參考圖2，優選的，在步驟S104之後，還包括步驟S105，即對所述待返工矽片的方阻進行檢測，當所述待返工矽片的方阻低於合格矽片的方阻時，再次對其順序執行步驟SlOl?步驟S104。方阻的測量可以使用方阻計等本領域技術人員熟知的各種測試裝置來執行，優選的，採用四探針方阻計。
[0033]雖然關於示例實施例及其優點已經詳細說明，應當理解在不脫離本發明的精神和所附權利要求限定的保護範圍的情況下，可以對這些實施例進行各種變化、替換和修改。對於其他例子，本領域的普通技術人員應當容易理解在保持本發明保護範圍內的同時，工藝步驟的次序可以變化。
[0034]此外，本發明的應用範圍不局限於說明書中描述的特定實施例的工藝、機構、製造、物質組成、手段、方法及步驟。從本發明的公開內容，作為本領域的普通技術人員將容易地理解，對於目前已存在或者以後即將開發出的工藝、機構、製造、物質組成、手段、方法或步驟，其中它們執行與本發明描述的對應實施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結果，依照本發明可以對它們進行應用。因此，本發明所附權利要求旨在將這些工藝、機構、製造、物質組成、手段、方法或步驟包含在其保護範圍內。
【權利要求】
1.一種擴散後低方阻矽片返工的方法，其特徵在於，包括如下步驟: a)將待返工矽片置於擴散爐中； b)向所述擴散爐中通入保護氣體； c)在650°C?740°C的溫度下，對所述待返工矽片進行保溫； d)對所述待返工矽片進行出爐操作。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述待返工矽片為經過一次擴散後方阻異常並低於合格矽片方阻的不合格矽片。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述待返工矽片的方阻比合格矽片的方阻低 5Ω /□?20Ω/ΙΖΙ。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述保護氣體包括:氮氣和氧氣。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述保護氣體中的氧氣含量為O?30%。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述保護氣體的通量在5slm?15slm的範圍內。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟c)的執行時間為20min?40mino
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟d)之後還包括步驟: e)對所述待返工矽片的方阻進行檢測，當所述待返工矽片的方阻低於合格矽片的方阻時，再次對其順序執行步驟a)?步驟d)。
【文檔編號】H01L31/18GK103715300SQ201310719573
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】李旺, 韓瑋智, 牛新偉, 王仕鵬, 黃海燕, 陸川 申請人:浙江正泰太陽能科技有限公司