一种TOPCon电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种TOPCon电池及其制备方法；该TOPCon电池，包括：Si基体；复合在所述Si基体上的隧穿氧化层；复合在所述隧穿氧化层上的第一晶硅层；复合在所述第一晶硅层上的磷扩散阻挡层；复合在所述磷扩散阻挡层上的第二晶硅层；复合在所述第二晶硅层上的H阻挡层；复合在所述H阻挡层上的氮硅层。与现有技术相比，本发明专利技术提供的TOPCon电池引入磷扩散阻挡层和H阻挡层，其中设置磷扩散阻挡层，实现磷重掺并阻止过多磷扩散进隧穿氧化层破坏隧穿效果，设置H阻挡层，在后续的热过程中阻止H外溢，强化H钝化效果，并且阻止磷向氮化硅层扩散破坏氮化硅钝化效果，在此基础上，配合其他特定层结构，实现产品整体性的强化，从而提升电池效率，最终降低电池度电成本。降低电池度电成本。降低电池度电成本。

【技术实现步骤摘要】
一种TOPCon电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及TOPCon电池
，更具体地说，是涉及一种TOPCon电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]TOPCon电池是指在硅片背面制备1
‑
2nm的超薄隧穿氧化层（SiOx），然后在SiOx表面沉积厚度为60
‑
160nm的掺杂多晶硅层，最后在掺杂多晶硅层上淀积氮化硅。该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化和场钝化，超薄氧化层可以使电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡空穴的输运，降低复合电流。掺杂多晶硅层横向传输特性降低了串联电阻。以上两种特性共同提升了电池的开路电压、填充因子以及电池的转换效率，是最有可能实现大规模量产的下一代高效电池技术。
[0003]但是，现有技术还存在以下缺陷和不足：为了增强多晶硅的场钝化效应和降低多晶硅的横向传输电阻，需要对多晶硅进行磷的重掺杂，但重掺杂在后续的热过程中易导致过多的磷扩散进入隧穿氧化层破坏隧穿效果，以及磷扩散进入氮化硅层破坏氮化硅的钝化效果；掺杂多晶硅和硅基体缺陷需要较多的H进行钝化，但后续热过程易导致较多的H外溢。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种TOPCon电池及其制备方法，本专利技术提供的TOPCon电池通过设置磷扩散阻挡层，实现磷重掺并阻止过多磷扩散进隧穿氧化层破坏隧穿效果；并且通过设置H阻挡层，在后续的热过程中阻止H外溢，强化H钝化效果，并且阻止磷向氮化硅层扩散破坏氮化硅钝化效果。
[0005]本专利技术提供了一种TOPCon电池，包括：Si基体；复合在所述Si基体上的隧穿氧化层；复合在所述隧穿氧化层上的第一晶硅层；复合在所述第一晶硅层上的磷扩散阻挡层；复合在所述磷扩散阻挡层上的第二晶硅层；复合在所述第二晶硅层上的H阻挡层；复合在所述H阻挡层上的氮硅层。
[0006]优选的，所述隧穿氧化层的厚度为1nm~2nm。
[0007]优选的，所述第一晶硅层的厚度为5nm~30nm。
[0008]优选的，所述磷扩散阻挡层为SiO2层，厚度为1nm~10nm。
[0009]优选的，所述第二晶硅层为磷掺杂多晶硅层，厚度为60nm~140nm。
[0010]优选的，所述H阻挡层为SiO2层，厚度为2nm~10nm。
[0011]优选的，所述氮硅层为SiNx层、SiONx层或SiNx
‑
SiONx叠层，厚度为60nm~90nm。
[0012]本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的TOPCon电池的制备方法，包括以下步
骤：将N型单晶硅片依次进行制绒、硼扩散、去背面绕镀和背面抛光后，依次生长隧穿氧化层、第一晶硅层、磷扩散阻挡层、第二晶硅层、H阻挡层和氮硅层，得到TOPCon电池。
[0013]优选的，所述磷扩散阻挡层采用氧化剂在第一晶硅层上生长；所述氧化剂选自O2、N2O、H2O和O3中的一种或多种。
[0014]优选的，所述H阻挡层的生长过程具体为：先采用原位掺杂的方式在磷扩散阻挡层上沉积磷掺杂多晶硅层，得到第二晶硅层；再采用氧化剂在第二晶硅层上生长SiO2层后高温退火，得到H阻挡层；或，先在磷扩散阻挡层上沉积本征多晶硅层，再经高温磷扩散和高温通氧退火，得到第二晶硅层；最后采用氧化剂在第二晶硅层上生长SiO2层，得到H阻挡层。
[0015]本专利技术提供了一种TOPCon电池，包括：Si基体；复合在所述Si基体上的隧穿氧化层；复合在所述隧穿氧化层上的第一晶硅层；复合在所述第一晶硅层上的磷扩散阻挡层；复合在所述磷扩散阻挡层上的第二晶硅层；复合在所述第二晶硅层上的H阻挡层；复合在所述H阻挡层上的氮硅层。与现有技术相比，本专利技术提供的TOPCon电池引入磷扩散阻挡层和H阻挡层，其中设置磷扩散阻挡层，实现磷重掺并阻止过多磷扩散进隧穿氧化层破坏隧穿效果，设置H阻挡层，在后续的热过程中阻止H外溢，强化H钝化效果，并且阻止磷向氮化硅层扩散破坏氮化硅钝化效果，在此基础上，配合其他特定层结构，实现产品整体性的强化，从而提升电池效率，最终降低电池度电成本。
[0016]另外，本专利技术提供的制备方法工艺简单、成本低、操作易实现，产品生产良率高，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提供的TOPCon电池的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]本专利技术提供了一种TOPCon电池，包括：Si基体；复合在所述Si基体上的隧穿氧化层；复合在所述隧穿氧化层上的第一晶硅层；复合在所述第一晶硅层上的磷扩散阻挡层；复合在所述磷扩散阻挡层上的第二晶硅层；复合在所述第二晶硅层上的H阻挡层；复合在所述H阻挡层上的氮硅层。
[0020]请参阅图1，图1为本专利技术提供的TOPCon电池的结构示意图；其中，1表示Si基体，2
表示隧穿氧化层SiO2（1~2nm），3表示Poly
‑
Si（5~30nm），4表示SiO2（1~10nm） 磷扩散阻挡层，5表示Poly
‑
Si（60~140nm），6表示SiO2（2
‑
10nm） H外溢阻挡层/磷外扩散阻挡层，7表示SiNx/SiONx层（60
‑
90nm）。在本专利技术中，所述TOPCon电池包括依次复合的Si基体、隧穿氧化层、第一晶硅层、磷扩散阻挡层、第二晶硅层、H阻挡层和氮硅层，优选由依次复合的Si基体、隧穿氧化层、第一晶硅层、磷扩散阻挡层、第二晶硅层、H阻挡层和氮硅层组成，形成整体结构。
[0021]在本专利技术中，所述Si基体为本领域技术人员熟知的用于制备TOPCon电池的Si基体，优选由N型单晶硅片处理后得到。
[0022]在本专利技术中，所述隧穿氧化层即SiOx隧穿层，厚度优选为1nm~2nm。
[0023]在本专利技术中，所述第一晶硅层优选为多晶硅/微晶硅层，厚度优选为5nm~30nm，更优选为10nm~25nm。
[0024]在本专利技术中，所述磷扩散阻挡层优选为SiO2层，能够有效阻止过多磷向隧穿层扩散，进而可提升多晶硅层磷掺杂浓度进而提升场钝化能力和改善横向传输电阻；所述磷扩散阻挡层的厚度优选为1nm~10nm，更优选为2nm~5nm。
[0025]在本专利技术中，所述第二晶硅层优选为磷掺杂多晶硅层，厚度优选为60nm~140nm，更优选为80nm~100nm。
[0026]在本专利技术中，所述H阻挡层优选为SiO2层，能够阻止H外溢进而增强H钝化能力，从而提升电池效率，最终降低电池度电成本；所述H阻挡层的厚度优选为2nm~10nm，更优选为2nm~5nm。
[0027]在本专利技术中，所述氮硅层优选为SiNx层、SiONx层或SiNx
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TOPCon电池，包括：Si基体；复合在所述Si基体上的隧穿氧化层；复合在所述隧穿氧化层上的第一晶硅层；复合在所述第一晶硅层上的磷扩散阻挡层；复合在所述磷扩散阻挡层上的第二晶硅层；复合在所述第二晶硅层上的H阻挡层；复合在所述H阻挡层上的氮硅层。2.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述隧穿氧化层的厚度为1nm~2nm。3.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述第一晶硅层的厚度为5nm~30nm。4.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述磷扩散阻挡层为SiO2层，厚度为1nm~10nm。5.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述第二晶硅层为磷掺杂多晶硅层，厚度为60nm~140nm。6.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述H阻挡层为SiO2层，厚度为2nm~10nm。7.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述氮硅层为SiNx层、Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红博，何胜，余浩，单伟，徐伟智，
申请(专利权)人：正泰新能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：