N型TOPCon太阳能电池的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种N型TOPCon太阳能电池的制作方法，其采用了新的硼扩思路及方法，通过采用降低沉积反应源量降低硼扩后的表面富硼层、采用薄BSG工艺提高表面浓度，进而提升FF，大幅度降低成本和缩短了整个工艺时间。度降低成本和缩短了整个工艺时间。

【技术实现步骤摘要】
N型TOPCon太阳能电池的制作方法


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，具体涉及一种N型TOPCon太阳能电池的制作方法

技术介绍

[0002]在目前太阳能电池制造行业中，由于其工艺技术的成熟和成本的降低，P型PERC电池片技术已经成为主流，但是P型电池光衰和效率瓶颈等问题被制约了发展。而N型单晶硅具有少子寿命高、杂质少、纯度高等优点，是高效太阳能电池的理想材料。现有N型TOPCon技术可以改善电池表面钝化又可以促进多数载流子传输，进而提升电池的开路电压和填充因子。N型单晶硅较常规的P型单晶硅具有发电量高和可靠性高的双重优势，是未来高效电池的发展方向。
[0003]在太阳能电池制造业中，扩散被称为电池的心脏，高效率的太阳能电池需要低表面掺杂浓度的发射器，这样可以减少少数载流子复合带来的损失，提高开路电压和太阳能电池效率；而N型硅片在硼扩散过程中难以避免会形成一层很薄的富硼层(Boron
‑
rich layer，简记BRL)。由于这一层B原子没有活性，而且BRL会导致该部分结构缺陷，所以富硼层严重影响了硅片少数载流子的寿命，最终影响电池的效率。目前TOPCon电池的硼扩工艺时间普遍在3小时以上，同时为了满足去除正面本征多晶硅不被反刻到结区，需要长时间的高温通氧时间获得厚的硼硅玻璃(BSG)，成本及产能是生产流程中的瓶颈。

技术实现思路

[0004]为了克服上述缺陷，本专利技术提供了一种新型的N型TOPCon太阳能电池的制作方法，其采用了新的硼扩思路及方法，通过采用降低沉积反应源量降低硼扩后的表面富硼层、采用薄BSG工艺提高表面浓度，进而提升FF，大幅度降低成本和缩短了整个工艺时间。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种N型TOPCon太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：
[0007](a)、双面制绒
[0008](b)、单面硼扩散：利用低压扩散炉，双片合并插入水平舟的石英舟齿中，源量为：60sccm
‑
150sccm，使用BCl3：O2：N2＝1:5
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15:20
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40的流量比例在低压下进行分步递温式沉积扩散；而后降温至700℃
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800℃，降温20min
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50min，在降温的过程中通入2L
‑
20L氧气进行氧化，控制氧化层BSG厚度在20nm
‑
50nm；
[0009](c)、背面酸刻蚀；
[0010](d)、本征多晶硅；
[0011](e)、双面磷掺杂；
[0012](f)、去除正面PSG及本征多晶硅；
[0013](g)、去除背面PSG及正面BSG；
[0014](h)、钝化；
[0015](i)、双面印刷。
[0016]作为本专利技术的进一步改进：步骤(b)中所述分步递温式沉积扩散具体为：第一步,在低压下先在温度840
‑
850℃进行沉积，时间3
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8min，再升高温度至860
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880℃，在氮气保护下进行高温推进8
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12min；第二步，在低压下先在温度860
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880℃进行沉积，时间为6
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10min，随后升温至890
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910℃同样在氮气保护下进行高温推进8
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12min；第三步，在低压下，再使用960℃进行高温推进8
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12min。
[0017]更进一步的是：所述第一步升温推进的温度与第二步沉积的温度相同。
[0018]本专利技术利用分步递温式沉积扩散，更能取得均匀的沉积方阻；其次第二步在第一步推进后稳定的温度基础上再沉积，有利于硼源的均匀分布，同时少量源量及真空低压沉积在表面的富硼层越少。
[0019]作为本专利技术的进一步改进：步骤(b)中所述的低压是指真空压力为390
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410mbar。
[0020]本专利技术采用分步递温式沉积扩散，而上述低压下能使炉管内气流流动性更强，有助于气体的扩散，减少硅片四边与中心的方阻差异，提升均匀性。
[0021]作为本专利技术的进一步改进：步骤(f)中去除正面PSG具体为：配比清洗液，使清洗液中氟化铵与氟化氢的浓度比为5
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30：1，使用链式清洗机去除正面的PSG。本专利技术中由于采用的薄BSG工艺，在薄BSG中硼的固浓度比厚BSG中的固浓度低，氧化层更致密，腐蚀速率相对慢，因此需要同步调整合适清洗方案以此保护正面结区，而氟化氢、氟化铵与二氧化硅反应快慢配合，通过调整氟化铵与氟化氢的浓度配比能够很好的去控制去除PSG的反应刻蚀速度。
[0022]本专利技术的总体原理和效果为：利用通过调节氮气流量，高的氮气流量降低整管的沉积源量，达到低沉积源量的目的，再进行分步递温式扩散；本专利技术中源量优选60sccm
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150sccm，低沉积反应源量进行扩散反应降低硅片表面富硼层，沉积过程中，温度相同时，氧气与硅反应生成的氧化硅厚度是固定值，多余的氧气并不能起到更多的作用，而硼原子与硅会产生富硼层，硼原子越多，产生的富硼层越厚，从而降低反应源流量会达到降低富硼层的作用；
[0023]4BCl3+3O2
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2B2O3+6Cl2
[0024]2B2O3+3Si
‑‑‑
4B+3SiO2
[0025]Si+O2
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SiO2
[0026]Si+xB
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SiBx
[0027]最后本专利技术还设计了降温制备薄BSG的工艺，在薄BSG中硼的固浓度约在4E20
‑
6E20，氧化温度低及时间短可以提高B扩散结区ECV的表面浓度，进而提升FF，由于硼在硅中的固溶度约合2.2E20，而硼在氧化层中的固溶度超过1E21，氧化时间短会减少硅中的硼原子向表层吸出，从而提升ECV表面浓度，改善接触。
[0028]本专利技术单面硼扩散工艺步骤整个运行时间只需要90min
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130min，可大大提升产量约合30
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50％，并大幅度降低成本。
[0029]本专利技术提供了新的硼扩思路及方法，通过采用降低沉积反应源量降低硼扩后的表面富硼层、采用薄BSG工艺提高表面浓度，进而提升FF，大幅度降低成本和缩短了整个工艺时间。
具体实施方式
[0030]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不限于此。
[0031]实施例1：
[0032]本实施例涉及一种N型TOPCon太阳能电池的制作方法，采用N型硅片，电阻率1
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2Ω.cm，少子寿命>10ms，包括如下步骤：
[0033]1)双面制绒：进行双面碱制绒，形成金字塔绒面；
[0034]2)单面硼扩散：使用低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N型TOPCon太阳能电池的制作方法，其特征在于包括如下步骤：(a)、双面制绒(b)、单面硼扩散：利用低压扩散炉，双片合并插入水平舟的石英舟齿中，源量为：60sccm
‑
150sccm，使用BCl3：O2：N2＝1:5
‑
15:20
‑
40的流量比例在低压下进行分步递温式沉积扩散；而后降温至700℃
‑
800℃，降温20min
‑
50min，在降温的过程中通入2L
‑
20L氧气进行氧化，控制氧化层BSG厚度在20nm
‑
50nm；(c)、背面酸刻蚀；(d)、本征多晶硅；(e)、双面磷掺杂；(f)、去除正面PSG及本征多晶硅；(g)、去除背面PSG及正面BSG；(h)、钝化；(i)、双面印刷。2.根据权利要求1所述的N型TOPCon太阳能电池的制作方法，其特征在于：步骤(b)中所述分步递温式沉积扩散具体为：第一步,在低压下先在温度840
‑
850℃进行沉积，时间3
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：袁玲，王芹芹，瞿辉，曹玉甲，
申请(专利权)人：江苏顺风新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：