温度及气体比例对沉积膜厚的影响研究
采用APCVD方式沉积PSG，并使用PSG作为恒定源进行推结时，PSG的厚度及P原子在膜中的质量分数是决定推结情况的重要因素。P原子质量百分数通过改变PH3的体积百分比来进行调节，整体的厚度可通过温度及O2与氢化物的比例进行调节。实验选取410℃、430℃及450℃3个温度，在每个温度条件下进行O2与氢化物的比例调节，实验数据汇总结果如图2所示。
从图2可看出，在每个温度条件下，随着O2与氢化物的比例的增大，沉积的膜厚先增大后减小。这说明每个温度条件下，O2均有一个上限值，超过这个上限值后O2的增加不但不能增加膜厚，反而对反应有抑制作用。而且，每个温度条件下的比例上限不同，随着温度的升高，上限值增大。此外，对于PSG的沉积，升高温度可加快沉积速率。最终的PSG制备工艺参考此特性进行设计。
制备双面电池的高温工艺
APCVD技术制备双面电池的关键之处在于使用POCl3进行硼磷的共扩散。硼元素的扩散温度比磷元素的扩散温度高，其主要的扩散温度区间为900～1000℃[3,4]。在扩散炉管内先高温达到硼扩散的温度，再降温至磷扩散温度。采用如图3的温度曲线进行共扩散。
如图3所示，温度升高到900～1000℃时保持恒温约30min，为扩散的第一阶段。第一阶段主要进行硼掺杂的推进，该高温过程是在含有POCl3的气体氛围内进行，因此在硼掺杂推进的同时进行磷掺杂的深推进。该阶段完成后是扩散的第二阶段，降低温度达到常规扩散工艺进行磷掺杂的温度并保持一段时间的恒温，进行磷掺杂发射极的表面掺杂。第一阶段的高温进行硼掺杂推进时，温度比磷扩散的温度约高100℃，对POCl3的扩散影响较大。调节第一阶段的温度、POCl3流量情况进行对比实验，分析影响规律。完成扩散后使用四探针进行方块电阻测试，测试结果如图4所示。
通过实验对比可知，随着温度的升高，方块电阻逐渐降低；随着气体流量的增大，方块电阻也逐渐降低。结合硼磷掺杂的特性，较适合的第一阶段推进温度为950℃，气体流量为0.75slpm。
APCVD进行双面电池试制
选取常规156mm×156mm的p型单晶硅片，使用APCVD方式进行双面电池的试制。APCVD设备制备BSG及SiO2后进行POCl3扩散，调整工艺条件使磷掺杂面的方块电阻保持在80Ω/□，背面硼掺杂方块电阻保持在约110Ω/□。正反面进行SiNx薄膜制备后，磷发射极的正面使用常规p型电池正面的银浆进行电极印刷，背面硼发射极处使用特殊的银铝浆进行电极印刷。最终制备的双面电池片电性能如表2所示。
使用APCVD技术制备的p型双面电池正面的转换效率达到19.68%，背面的转换效率为11.66%。
结论
APCVD技术能有效地运用到p型双面电池的制备中。使用APCVD技术制备双面电池时，可实现前后表面B/P掺杂的共推进，减少制作工艺步骤的同时能减少两次热扩散对电池质量的损伤。APCVD进行p-n结制备技术在双面电池制备工艺中的应用能促进双面电池产业化生产的步伐。
实验使用APCVD制备BSG后，采用高温共扩散的方式制备硼发射极及磷发射极，磷掺杂面的方块电阻保持在80Ω/□，硼掺杂方块电阻约保持在110Ω/□，最终制成的p型双面电池正面效率达到19.68%，背面效率为11.66%。实验电池片背面效率较低，其提升空间较大，后续可进行背面优化实验，提升背面的转换效率。
参考文献
[1]傅华强.APCVD 法多晶硅薄膜的制备及其性能研究 [D]. 江西: 南昌大学,2014.
[2]杨磊.APCVD 法Nb:TiO2 薄膜制备及其光电性能研究[D].浙江: 浙江大学,2013.
[3]Philip Rothhardt,Sebastian Meier, Stefan Maier, et al.Characterization ofPOCl3-based codiffusionprocesses for bifacialn-type solar cells[J]. IEEEJournal of Photovoltaics,2014, 4(3):827 － 833 .
[4]Philip Rothhardt,Carsten Demberger, Andreas Wolf, et al. Codiffusionfrom APCVDBSG and POCl3 for industrial n-type solarcells[A]. Energy Procedia 38[C],Germany, 2013.
来源黄河水电光伏产业技术有限公司
作者钱俊 何凤琴 卢刚 张治 郭灵山
