一种TBC电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种TBC电池的制备方法，制绒后在硅片正面沉积一层功能膜，该功能膜在后续高温过程中，具有吸杂和掺杂的功能，可以提高硅片的质量，还能在正面形成前场，有利于TBC电池载流子的传输，且在后续碱抛过程中，该功能膜具有保护功能，能防止正面在碱抛溶液中被腐蚀。腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种TBC电池的制备方法


[0001]本专利技术涉及光伏领域，具体涉及一种TBC电池的制备方法。

技术介绍

[0002]IBC（Interdigitated Back Contact）电池出现于20世纪70年代，其在电池背面分别进行局部磷和硼扩散，形成有指状交叉排列的P区、N区；IBC电池的正负极均在电池背面，正面无金属遮光，极大的提高了电池的光学吸收。TOPCon（Tunnel Oxide Passivated Contact）电池是2013年由德国弗兰霍夫研究所提出的一种新型硅太阳电池，其采用1～2nm的隧穿氧化层叠加掺杂的多晶硅层形成了钝化接触结构，有效降低了硅片表面和金属接触复合速率；随着TOPCon电池技术的发展，目前已经具备了产线化的条件，量产效率达到24.5%。
[0003]叠加TOPCon和IBC技术的新型TBC电池成为热点，并有望使电池效率大于25%。现有TBC电池的工艺流程为：碱抛光
→
隧穿氧化层+polysi沉积
→
掺杂和晶化
→
背面激光局部去除PSG（P区）
→
单面去除正面PSG
→
碱制绒+清洗
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表面钝化
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丝网印刷
→
烧结金属化。
[0004]TBC电池的现有工艺有如下缺陷：1）现有工艺制备的TBC电池，背面P区和N区，有一个区（P区）是绒面，绒面导致表面钝化效果差。
[0005]2）现有工艺中碱制绒的温度较高（70～80℃），这一步需要PSG保护N区不被腐蚀，同时P区和正面正常腐蚀出绒面，所以对工艺的要求提高。
[0006]3）现有工艺中碱制绒是在碱抛光后的面上进行腐蚀，相比初始硅片进行碱制绒，反射率会提升，影响电池的电流。
[0007]4）现有工艺中电池正面没有形成前场（FFE，Front Floating Emitter），而前场更有利于电流的传输。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种TBC电池的制备方法，包括依次进行的如下步骤：制绒，在硅片表面形成绒面；硅片正面沉积功能膜，该功能膜含有Ⅲ族元素，且不与碱反应；硅片背面碱抛光，且功能膜保护硅片正面在碱抛光过程中不被碱腐蚀；硅片背面沉积隧穿氧化层和Polysi层；高温掺杂，在硅片背面形成N型掺杂，且在高温掺杂过程中，功能膜中的Ⅲ族元素对硅片正面掺杂形成前场；去除硅片背面局部PSG层；通过单面酸洗去除硅片正面PSG，然后对硅片进行碱抛光；碱抛光过程中：硅片背面去除PSG层的区域被碱腐蚀抛光，形成P区；硅片背面没有去除PSG层的区域不被碱腐蚀，形成N区；硅片正面绕镀的Polysi被碱腐蚀去除，且功能膜保护正面绒面不被碱腐蚀；
酸洗去除硅片正面的功能膜和背面N区的PSG；硅片表面钝化，在硅片表面形成钝化膜；硅片背面丝网印刷；烧结，形成金属化电极。
[0009]优选的，在高温掺杂过程中，硅片中的金属杂质扩散富集在功能膜中，实现对硅片的吸杂。
[0010]优选的，所述功能膜选自为含Ⅲ族元素的氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种。
[0011]优选的，所述Ⅲ族元素选自硼、镓、铟中的一种或几种。
[0012]优选的，采用喷涂、涂布、印刷或转印等方式沉积功能膜。
[0013]优选的，所述碱抛光的温度为50～60℃。
[0014]优选的，采用LPCVD在硅片背面沉积隧穿氧化层和Polysi层。
[0015]优选的，在管式炉或链式炉中进行高温掺杂。
[0016]优选的，所述高温掺杂的温度为800～900℃。
[0017]优选的，采用激光去除硅片背面局部PSG层。
[0018]优选的，在链式设备中采用HF溶液去除硅片正面PSG。
[0019]优选的，采用HF清洗去除硅片正面的功能膜和背面N区的PSG。
[0020]优选的，硅片背面丝网印刷时，先采用激光将硅片背面P区的钝化膜打开，然后在硅片背面P区、N区印刷导电浆料。
[0021]优选的，在硅片背面P区印刷铝浆，在硅片背面N区印刷银浆。
[0022]本专利技术的优点和有益效果在于：提供一种TBC电池的制备方法，制绒后在硅片正面沉积一层功能膜，该功能膜在后续高温过程中，具有吸杂和掺杂的功能，可以提高硅片的质量，还能在正面形成前场，有利于TBC电池载流子的传输，且在后续碱抛过程中，该功能膜具有保护功能，能防止正面在碱抛溶液中被腐蚀。
[0023]本专利技术硅片正面沉积的功能膜，具有以下作用：1）保护硅片正面，在后续碱抛光过程中使硅片正面不被腐蚀，可以实现硅片背面单面抛光；2）隔离硅片正面的Polysi绕镀，在后续LPCVD背面沉积隧穿氧化层和Polysi层时，硅片正面的功能膜可隔离Polysi绕镀，故可降低LPCVD沉积Polysi的绕镀处理要求，甚至可以硅片双面LPCVD沉积Polysi；3）提供对硅片正面掺杂的N型掺杂剂，在后续的高温过程中进行N型掺杂，在硅片正面形成前场（FFE，Front Floating Emitter）；4）还具有吸杂功能，在后续的高温过程中硅片中的金属杂质扩散富集在功能膜中，实现对硅片的吸杂。
[0024]本专利技术具有如下特点：1）本专利技术TBC电池的背面P区和N区都是抛光面，表面钝化效果好。而现有TBC电池的背面P区为绒面，表面钝化差。
[0025]2）本专利技术TBC电池的正面金字塔绒面的形成是在初始硅片上进行碱制绒，有硅片表面缺陷的存在，形成的绒面更均匀，反射率更低。而现有TBC电池的正面金字塔绒面的形
成是在碱抛光表面进行，绒面均匀性差，反射率高。
[0026]3）本专利技术在制绒后正面沉积一层功能膜,在后续的高温过程中，功能膜具有吸杂和掺杂的功能，可以提高硅片的质量，而且功能膜使正面形成Front Floating Emitter（FFE），有利于IBC电池载流子的传输。而现有TBC电池的制备工艺没有此两项功能。
[0027]4）本专利技术TBC电池的工艺流程为先制绒后碱抛，碱抛的温度较低（50～60℃），碱抛过程中正面有功能膜的保护，N区有PSG的保护，实现背面单区域抛光，工艺控制较简单。而现有TBC电池的工艺流程为先碱抛后制绒，碱制绒的温度较高（70～80℃），碱制绒过程中正面和P区同时被腐蚀出绒面，N区PSG保护不被腐蚀，工艺控制比较难。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0029]本专利技术提供一种TBC电池的制备方法，包括依次进行的如下步骤：制绒，在硅片表面形成绒面；采用喷涂、涂布、印刷或转印等方式在硅片正面沉积功能膜，该功能膜含有Ⅲ族元素，且不与碱反应；Ⅲ族元素选自硼、镓、铟中的一种或几种；硅片背面碱抛光，碱抛光的温度为50～60℃，且功能膜保护硅片正面在碱抛光过程中不被碱腐蚀；采用LPCVD在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TBC电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制绒，在硅片表面形成绒面；硅片正面沉积功能膜，该功能膜含有Ⅲ族元素，且不与碱反应；硅片背面碱抛光，且功能膜保护硅片正面在碱抛光过程中不被碱腐蚀；硅片背面沉积隧穿氧化层和Polysi层；高温掺杂，在硅片背面形成N型掺杂，且在高温掺杂过程中，功能膜中的Ⅲ族元素对硅片正面掺杂形成前场；去除硅片背面局部PSG层；去除硅片正面PSG，然后对硅片进行碱抛光；碱抛光过程中：硅片背面去除PSG层的区域被抛光，形成P区；硅片背面没有去除PSG层的区域不被碱腐蚀，形成N区；硅片正面绕镀的Polysi被碱腐蚀，且功能膜保护正面绒面不被碱腐蚀；酸洗去除硅片正面的功能膜和背面N区的PSG；硅片表面钝化，在硅片表面形成钝化膜；硅片背面丝网印刷；烧结，形成金属化电极。2.根据权利要求1所述的TBC电池的制备方法，其特征在于，在高温掺杂过程中，硅片中的金属杂质扩散富集在功能膜中，实现对硅片的吸杂。3.根据权利要求1所述的TBC电池的制备方法，其特征在于，所述功能膜选自为含Ⅲ族元素的氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种。4.根据权利要求1或3所述的TBC电池的制备方法，其特征在于，所述Ⅲ族元素选自硼、镓、铟中的一种或几种。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：任常瑞，董建文，符黎明，
申请(专利权)人：常州时创能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：