一种新型P型晶硅TOPCon电池结构及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及太阳能电池生产领域。一种新型P型晶硅TOPCon电池结构，该P型晶硅TOPCon电池背面自下而上为氮化硅层SixNy、硼掺杂氧化硅层SiOx(B)、二氧化硅层（SiO

【技术实现步骤摘要】
一种新型P型晶硅TOPCon电池结构及其制备工艺
本专利技术涉及太阳能电池生产领域。
技术介绍
目前，晶硅电池的主流产品为PERC电池，其生产工艺简单，制造成本低，叠加LDSE其转换效率可达22.5%以上，但后续的效率增长空间受限，较大程度影响PERC电池的持续发展。在2019年的SNEC展会期间，TOPCon电池横空出世，受到了行业的焦点关注。TOPCon技术是在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构。该结构可以阻挡少子空穴复合，提升电池开路电压及短路电流。在工艺方面，TOPCon技术只需要增加薄膜沉积设备，能很好地与目前量产工艺兼容。同时TOPCon电池还具有进一步提升转换效率的空间，有望成为下一代产业化N型高效电池的切入点。根据理论计算，钝化接触太阳能电池的潜在效率（28.7%）最接近晶体硅太阳能电池理论极限效率（29.43%）。与PERC电池类似的是，TOPCon电池也在背面采用了钝化接触结构，增强了电池性能。而且在工艺方面，TOPCon电池以较小的成本获得了较大的效率上升。另外，TOPCon电池的未来效率提升空间巨大，是最接近晶硅电池理论效率值的电池之一。
技术实现思路
本专利技术提出一种P型晶硅TOPCon电池结构及其制备工艺，有效解决现有P型PERC电池转换效率较低的问题，同时制造成本低，设备投入额小。本专利技术所采用的技术方案是：一种新型P型晶硅TOPCon电池结构，该P型晶硅TOPCon电池背面自下而上为氮化硅层SixNy、硼掺杂氧化硅层SiOx(B)、二氧化硅层（SiO2）。氮化硅层的厚度为70-80nm，折射率为2.1-2.3。硼掺杂氧化硅层的厚度为50-100nm。二氧化硅层的厚度为3-5nm，折射率为1.5-1.7。一种新型P型晶硅TOPCon电池结构的制备工艺，该P型晶硅TOPCon电池背面的制备工艺为步骤一、采用PECVD的方式，沉积二氧化硅层，氧源为笑气，压力为1800-2000mTorr,温度450-500℃，功率为5000-8000W,脉冲开关比为1:20，所通笑气流量为4000-8000sccm,时间为50-100s；；步骤二、采用PECVD的方式，压力为1500-2000mTorr,温度450-500℃，功率为10000-12000W,脉冲开关比为1:16，通SiH4/氮气O为2-4,时间为400-800s，采用硼扩散方式，首先以25slm的流量通氮气，升温至900℃，并等待8min，然后分别通入25slm的氮气、200-400sccm的三溴化硼（被氮气携带）、150-300sccm的氧气，由900-960℃进行变温沉积，时间5-10min，接着，待温度升至960℃后，通入6-10slm的氮气、4-6slm的氧气，进行高温推进，时间3-5min；最后通入10slm的氮气，由960-840℃进行降温退舟，掺杂后氧化硅中硼浓度为3x1021-5x1021/cm-3；步骤三、背面清洗，清洗边缘与背面部分BSG，使用体积浓度为49%的HF与水配置成1%体积浓度的混合液，反应时间为0.5min；步骤四、采用PECVD的方式，沉积时压力为1000-2000mTorr,温度450-500℃，功率为11000-13000W,脉冲开关比为1:12，通SiH4/NH3比为1/10至1/4,时间为800-1200s。本专利技术提出一种实现P型TOPCon电池的工艺路线，不仅与当前P型PERC电池制程工艺兼容性高，设备投入额小，而且解决了硼掺杂绕度的问题，制造过程产品良率高达98%以上。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。具体实施方式一种新型P型晶硅TOPCon电池结构，本专利技术的背面膜层结构自下而上为SixNy/SiOx(B)/SiO2，其中，中间SiOx(B)为具有一定硼掺杂浓度的膜层。其中内层SiOx/SiO2，使用PECVD设备沉积，制备所得SiO2的折射率为1.5-1.7，厚度为3-5nm；制备所得SiOx,在富SiH4的氛围下沉积，SiOx折射率为1.5-1.7，厚度为50-100nm；外层SixNy，使用PECVD设备沉积，制备所得SixNy的折射率为2.1-2.3，厚度为70-80nm。具体的制备工艺实施过程如下：清洗制绒。制绒使用碱制绒，刻蚀量控制在0.4-0.6g，反射率7%-12%。扩散制结。背面刻蚀。使用碱刻蚀，刻蚀量控制在0.14-0.17g，反射率35%-45%。高温氧化。正面氮化硅膜制备。在管式PECVD中制备氮化硅，折射率为2.03-2.10，膜厚为75-80nm。背面SiOx(B)/SiO2膜层的制备。使用PECVD设备，沉积SiO2时，沉积SiO2时压力为1800-2000mTorr,温度450-500℃，功率为5000-8000W,脉冲开关比为1:20，所通N2O流量为4000-8000sccm,时间为50-100s；沉积SiOx时，压力为1500-2000mTorr,温度450-500℃，功率为10000-12000W,脉冲开关比为1:16，所通SiH4/N2O=2/1至4/1,时间为400-800s。背面中间层SiOx硼掺杂的制备。采用硼扩散方式，首先以25slm的流量通N2，升温至900℃，并等待8min；然后分别通入25slm的N2、200-400sccm的N2-BBr3（意思是氮气中携带的BBr3流量为200-400sccm）、150-300sccm的O2，由900-960℃进行变温沉积，时间8-15min；接着，待温度升至960℃后，通入6-10slm的N2、4-6slm的O2，进行高温推进，时间5-10min；最后通入10slm的N2，由960-840℃进行降温退舟。背面清洗。清洗边缘与背面部分BSG。使用原液浓度为49%HF，与H2O配置成1%体积浓度的混合液，反应时间为0.5min。背面SixNy膜层的制备。采用PECVD的方式，沉积SixNy时压力为1000-2000mTorr,温度450-500℃，功率为11000-13000W,脉冲开关比为1:12，所通SiH4/NH3=1/4至1/10,时间为800-1200s。丝网印刷及高温烧结。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型P型晶硅TOPCon电池结构，其特征在于：该P型晶硅TOPCon电池背面自下而上为氮化硅层、硼掺杂氧化硅层、二氧化硅层。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型P型晶硅TOPCon电池结构，其特征在于：该P型晶硅TOPCon电池背面自下而上为氮化硅层、硼掺杂氧化硅层、二氧化硅层。


2.根据权利要求1所述的一种新型P型晶硅TOPCon电池结构，其特征在于：氮化硅层的厚度为70-80nm，折射率为2.1-2.3。


3.根据权利要求2所述的一种新型P型晶硅TOPCon电池结构，其特征在于：硼掺杂氧化硅层的厚度为50-100nm。


4.根据权利要求3所述的一种新型P型晶硅TOPCon电池结构，其特征在于：二氧化硅层的厚度为3-5nm，折射率为1.5-1.7。


5.一种权利要求1所述的新型P型晶硅TOPCon电池结构的制备工艺，其特征在于：该P型晶硅TOPCon电池背面的制备工艺为
步骤一、采用PECVD的方式，沉积二氧化硅层，氧源为笑气，压力为1800-2000mTorr,温度450-500℃，功率为5000-8000W,脉冲开关比为1:20，所通笑气流量为4000-8000sccm,时间为50-100s；；
步骤二、采用P...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞飞，赵科巍，张云鹏，郭丽，李雪方，杜泽霖，李陈阳，梁玲，
申请(专利权)人：山西潞安太阳能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西;14