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 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
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