專利名稱：降低多晶硅金屬雜質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池多晶硅的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種降低多晶硅金屬雜質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
70年代以來(lái)，鑒于常規(guī)能源供給的有限性和環(huán)保壓力的增加，世界上許多國(guó)家掀起了開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能的熱潮。晶硅太陽(yáng)能電池因?yàn)榭煽啃愿?、壽命長(zhǎng)、能承受各種環(huán)境變化等優(yōu)點(diǎn)，成為太陽(yáng)電池的主要品種在光伏市場(chǎng)居統(tǒng)治地位。鑄錠多晶硅具有制造工藝簡(jiǎn)單、 成本低廉、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，目前，已逐漸取代直拉單晶硅成為晶硅太陽(yáng)能電池的主要生產(chǎn)原料，但與直拉單晶硅相比鑄錠多晶硅晶粒較小、微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、存在大量的微觀缺陷和雜質(zhì)，導(dǎo)致多晶硅太陽(yáng)能電池效率低于單晶63硅。多晶硅中雜質(zhì)種類較多，但過(guò)渡金屬雜質(zhì)濃度相對(duì)較高且在晶體中能引入深能級(jí)成為少子壽命強(qiáng)復(fù)合中心，對(duì)晶體質(zhì)量的影響尤為明顯。鐵作為最普通的過(guò)渡金屬，在1000°C條件下鐵在硅中溶解度高達(dá)1015cm_3，擴(kuò)散系數(shù)高達(dá)10_6cm2/S，硅錠生產(chǎn)過(guò)程中的溫度在1420°C左右，所以鐵元素很容易進(jìn)入硅晶體，影響晶體質(zhì)量，Reiss等人研究表明如果直拉單晶硅太陽(yáng)能電池材料中含有約SXlO11cnT3的狗雜質(zhì)，那么所制作太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率將降低3%-4%。鐵在多晶硅中主要以 ^-Β復(fù)合體和沉淀鐵的形式存在，沉淀鐵易在晶界、位錯(cuò)處偏聚沉積很難通過(guò)電池制造工藝中的 P、A1吸雜去除。因而尋一種合適的方法去除沉淀態(tài)鐵雜質(zhì)有利于改善晶體質(zhì)量，提高電池效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高一種降低多晶硅金屬雜質(zhì)的方法，有效降低多晶硅中金屬雜質(zhì)濃度，改善晶體質(zhì)量，提高少子壽命。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是一種降低多晶硅金屬雜質(zhì)的方法，包括下列步驟1)漂洗將原生硅片先后浸入RCAI、RCAII溶液中漂洗；2)干燥；3)快速熱處理將干燥后硅片置于快速熱處理爐中在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行快速熱處理；4)吸雜將上述硅片置于擴(kuò)散爐子進(jìn)行單面擴(kuò)磷，將擴(kuò)磷后的硅片在真空鍍膜機(jī)中對(duì)未擴(kuò)磷面蒸鍍鋁，然后在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行磷鋁共吸雜處理；5)清洗將上述硅片先后經(jīng)HCl溶液、HF酸與HNO3混酸溶液中浸泡；6)干燥。具體地，步驟1中漂洗的溶液溫度為70-80°C，漂洗時(shí)間為5min-10min，RCAI溶液配比為 V·.· Vh202 VDI_water = 1 1 5，RCAII 溶液配比為 Vhc1 Vh202 VDI_water = 1:1:6。
具體地，步驟3中快速熱處理的升溫速度50-100°C /s，保溫時(shí)間l-5min，降溫速度:100-200 0C /s。具體地，步驟4中擴(kuò)磷溫度800-1000 V，擴(kuò)磷時(shí)間30-100min，鋁膜厚度 2-7 μ m，磷鋁共吸雜溫度800-1100°C，吸雜時(shí)間2_6h。具體地，步驟5中HCl溶液濃度10% -20% (體積分?jǐn)?shù))，浸泡時(shí)間5-20min，HF 酸與 HNO3 混酸溶液配比Vhf Vhn03 VDI_water = (1-1.5) (2-4. 5) (1.7-3.0)。具體地，步驟2和6中的干燥方法為將漂洗后的硅片置于去離子水中漂洗后用氮?dú)獯蹈伞１景l(fā)明的有益效果是將經(jīng)過(guò)本發(fā)明的方法處理過(guò)的硅片經(jīng)PECVD鈍化處理后， 利用μ "PCD法進(jìn)行少子壽命測(cè)試，結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)少子壽命得到明顯提高。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，以下實(shí)施例旨在說(shuō)明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定。實(shí)施例1電阻率為0.5-3. Oohm. cm，厚度為170-200 μ m的P型多晶硅硅片采用本發(fā)明方法處理第一步、漂洗將原生硅片先后浸入RCAI、RCAII, RCAI溶液配比為VNH3. H20 Vh202 VDI_water = 1 1 5，RCAII 溶液配比為 Vhc1 Vh202 VDI_water = 1:1:6， 溶液中漂洗，溫度為80°C，時(shí)間為IOmin ；第二步、干燥將漂洗后的硅片置于去離子水中漂洗后用氮?dú)獯蹈?；第三步、快速熱處理將干燥后硅片置于快速熱處理爐中在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行快速熱處理，升溫速度70°C /s，保溫時(shí)間3min，降溫速度200°C /s ；第四步、吸雜將上述硅片置于擴(kuò)散爐子進(jìn)行單面擴(kuò)磷擴(kuò)磷溫度為850°C，擴(kuò)磷時(shí)間為40min，將擴(kuò)磷后的硅片在真空鍍膜機(jī)中對(duì)未擴(kuò)磷面蒸鍍鋁，鋁膜厚度為3μπι，然后在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行磷鋁共吸雜處理，吸雜溫度900°C，吸雜時(shí)間池；第五步、清洗將上述硅片置于體積分?jǐn)?shù)為10%的HCl溶液中浸泡15min后用去離子水沖洗，然后將硅片置于體積比為Vhf Vhn03 Vmwate=I 3 1的混酸溶液中浸泡Imin后用去離子水沖洗；第六步、干燥將上述硅片置于去離子水中漂洗后用氮?dú)獯蹈桑坏谄卟?、測(cè)試將上述硅片經(jīng)PECVD鈍化處理后，利用μ -P⑶法進(jìn)行少子壽命測(cè)
試ο經(jīng)本發(fā)明處理的P型多晶硅硅片，經(jīng)PECVD鈍化處理后測(cè)試其少子壽命，結(jié)果如表 1所示。經(jīng)本發(fā)明處理后多晶硅硅片的少子壽命為39. 989 μ S。采用電阻率為0. 5-3. Oohm. cm,厚度為170-200 μ m的P型多晶晶硅硅片。將這種硅片經(jīng)PECVD鈍化處理后進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表1所示，其少子壽命為19. 836 μ s。表明經(jīng)本發(fā)明處理后少子壽命提高，晶體質(zhì)量得到改善。
權(quán)利要求
1.一種降低多晶硅金屬雜質(zhì)的方法，其特征是包括下列步驟1)漂洗將原生硅片先后浸入RCAI、RCAII溶液中漂洗；2)干燥；3)快速熱處理將干燥后硅片置于快速熱處理爐中在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行快速熱處理；4)吸雜將上述硅片置于擴(kuò)散爐子進(jìn)行單面擴(kuò)磷，將擴(kuò)磷后的硅片在真空鍍膜機(jī)中對(duì)未擴(kuò)磷面蒸鍍鋁，然后在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行磷鋁共吸雜處理；5)清洗將上述硅片先后經(jīng)HCl溶液、HF酸與HNO3混酸溶液中浸泡；6)干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低多晶硅金屬雜質(zhì)的方法，其特征是所述的步驟1中漂洗的溶液溫度為70-80°C，漂洗時(shí)間為5min-10min，RCAI溶液配比為VNH3.H2Q Vh202 VDI_water =1:1: 5，RCAII 溶液配比為 Vhc1 Vh202 VDI_water = 1 1 6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低多晶硅金屬雜質(zhì)的方法，其特征是所述的步驟3中快速熱處理的升溫速度50-100°C /s，保溫時(shí)間l-5min，降溫速度100-200°C /s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低多晶硅金屬雜質(zhì)的方法，其特征是所述的步驟4 中擴(kuò)磷溫度800-1000°C，擴(kuò)磷時(shí)間30-100min，鋁膜厚度2_7 μ m，磷鋁共吸雜溫度 800-1100°C，吸雜時(shí)間 2-6h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低多晶硅金屬雜質(zhì)的方法，其特征是所述的步驟5中 HCl溶液濃度10% -20% (體積分?jǐn)?shù))，浸泡時(shí)間5-20min，HF酸與HNO3混酸溶液配比 Vhf Vhn03 VDI_wate = (1-1. 5) (2-4. 5) (1. 7-3. 0)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低多晶硅金屬雜質(zhì)的方法，其特征是所述的步驟2和6中的干燥方法為將漂洗后的硅片置于去離子水中漂洗后用氮?dú)獯蹈伞?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池多晶硅的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種降低多晶硅金屬雜質(zhì)的方法，包括下列步驟1)漂洗將原生硅片先后浸入RCAI、RCAII溶液中漂洗；2)干燥；3)快速熱處理將干燥后硅片置于快速熱處理爐中在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行快速熱處理；4)吸雜將上述硅片置于擴(kuò)散爐子進(jìn)行單面擴(kuò)磷，將擴(kuò)磷后的硅片在真空鍍膜機(jī)中對(duì)未擴(kuò)磷面蒸鍍鋁，然后在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行磷鋁共吸雜處理；清洗將上述硅片先后經(jīng)HCl溶液、HF酸與HNO3混酸溶液中浸泡；干燥。本發(fā)明的有益效果是將經(jīng)過(guò)本發(fā)明方法處理過(guò)的硅片經(jīng)PECVD鈍化處理后，利用μ-PCD法進(jìn)行少子壽命測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)少子壽命得到明顯提高。
文檔編號(hào)C01B33/037GK102336409SQ20111021771
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月30日
發(fā)明者付少永, 張馳, 熊震, 王梅花 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司