一种硼掺杂选择性发射极TOPcon电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种硼掺杂选择性发射极TOPcon电池及其制备方法，属于TOPcon电池领域。所述制备方法包括以下步骤：(1)对硅片进行双面制绒；(2)在正面沉积至少两层硼硅玻璃层，外层的所述硼硅玻璃层中的硼原子浓度大于内层的所述硼硅玻璃层中的硼原子浓度；(3)进行第一次退火处理，形成轻掺杂发射极；(4)采用激光对正面进行重掺杂，形成选择性发射极；(5)去除所述硼硅玻璃层，然后刻蚀边缘PN结；(6)在正面沉积钝化层和第一减反射层；(7)在背面沉积隧穿氧化层、磷掺杂的非晶硅层、第二减反射层；(8)进行第二次退火处理；(9)在正面、背面分别丝网印刷金属栅线，然后烧结。所述制备方法工艺流程简单，可用于大规模工业化生产。可用于大规模工业化生产。可用于大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种硼掺杂选择性发射极TOPcon电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于TOPcon电池
，具体涉及一种硼掺杂选择性发射极TOPcon电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着BSF
→
PERC
→
PERC+等几代太阳能硅电池的迭代升级，对太阳能硅电池的效率要求已经越来越高，而目前的PERC+量产效率23.45％已接近理论的极限效率24.5％，后续效率提升空间不大。同时上述几代电池均为P型硅电池，P型硅片因其少子寿命低、存在衰减、转换效率低等问题制约了后续的提效工作。而N型硅片具有转换效率高、抗衰减、高双面率、少子寿命高、功率温度系数低等特点，有利于提高光伏发电量、降低发电成本，因此N型硅片相比于P型硅片更具发展前景。
[0003]TOPcon电池的全称是隧穿氧化层钝化接触电池，是2013年提出的一种基于N型硅片制造的新型电池技术，通过解决电池载流子选择钝化接触问题来提高太阳能电池效率。目前量产的TOPcon电池效率已超过25％。若再叠加选择性发射极技术(SE)、同时优化PN结，能够在现有的效率基础上再次提升0.3％+的效率，其高效率符合下一代电池技术的要求。
[0004]目前的硼扩散叠加选择性发射极技术常用以下两种方法，但这两种方法均不符合降本增效的目标。具体来说，第一种方法：硼扩工艺轻掺杂后直接叠加选择性发射极技术，即扩散完成后进行激光诱导掺杂制作选择性发射极，因硼BSG层中的B原子浓度较低，导致选择性发射极区域的浓度偏低，对载流子的收集不够。第二种方法：第一次扩散制作轻掺杂发射极，然后激光开槽去除BSG层形成选择性发射极区域，此时的选择性发射极区域B原子浓度较低，再进行第二次扩散以达到提高选择性发射极区域的浓度的目的。但该方法延长了工艺路线，增加了电池的制造成本。
[0005]由此可见，相关技术中对硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法的研究还不够充分，需要进一步研究，设计出一种硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法，既能够提高选择性发射极区域的硼原子浓度，又能简化工艺路线、降低电池的制造成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：相关技术中通过第一次扩散制作轻掺杂发射极，然后激光开槽去除BSG层形成选择性发射极区域，再进行第二次扩散以达到提高选择性发射极区域硼原子浓度的目的，但该方法延长了工艺路线，增加了电池的制造成本。因此，有必要进一步改进，设计出一种硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法，既能够提高选择性发射极区域的硼原子浓度，又能简化工艺路线、降低电池的制造成本。
[0007]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种硼掺杂选择性发射极TOPcon电池及其制备方法。本专利技术实施例的制备方法工艺路线简单，获得的TOPcon电池的选择性发射极区域的硼原子浓度较高。
[0008]本专利技术实施例的硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)对硅片进行双面制绒；
[0010](2)在所述硅片正面沉积至少两层硼硅玻璃层，外层的所述硼硅玻璃层中的硼原子浓度大于内层的所述硼硅玻璃层中的硼原子浓度；
[0011](3)进行第一次退火处理，形成轻掺杂发射极；
[0012](4)采用激光对所述硅片正面进行重掺杂，形成选择性发射极；
[0013](5)去除所述硼硅玻璃层，然后刻蚀边缘PN结；
[0014](6)在所述硅片正面沉积钝化层和第一减反射层；
[0015](7)在所述硅片背面沉积隧穿氧化层、磷掺杂的非晶硅层、第二减反射层；
[0016](8)进行第二次退火处理；
[0017](9)在所述硅片正面、背面分别丝网印刷金属栅线，然后烧结，制得所述TOPcon电池。
[0018]本专利技术实施例的硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法带来的优点和技术效果为：
[0019](1)在所述N型硅片正面生长两层或者多层具有浓度梯度的所述硼硅玻璃层，能够直接叠加激光制作所述选择性发射极，无需二次扩散工艺，简化了工艺流程；
[0020](2)外层的所述硼硅玻璃层具有高硼原子浓度，经激光处理形成重掺杂区域改善接触，内层的所述硼硅玻璃层具有低硼原子浓度，经所述第一次退火处理形成低掺杂区域改善光的吸收，同时降低了重掺杂带来的复合效应，最终提升了电池片的转换效率。
[0021]在一些实施例中，步骤(2)中，最外层的所述硼硅玻璃层中的硼原子浓度大于等于1
×
10
20
atoms/cm3，最内层的所述硼硅玻璃层中的硼原子浓度大于等于5
×
10
19
atoms/cm3。
[0022]在一些实施例中，步骤(2)中，所述硼硅玻璃层的总厚度为
[0023]在一些实施例中，步骤(2)中，在正面依次沉积第一硼硅玻璃层和第二硼硅玻璃层，所述第二硼硅玻璃层中的硼原子浓度大于所述第一硼硅玻璃层中的硼原子浓度。
[0024]在一些实施例中，步骤(2)中，沉积所述硼硅玻璃层过程中，使用气态B2H6作为掺杂源，使用SiH4和O2为反应气体，或者使用SiH4和N2O为反应气体。
[0025]在一些实施例中，步骤(2)中，所述硼硅玻璃层表面还沉积有保护层；步骤(5)中，同时去除所述保护层。
[0026]在一些实施例中，步骤(2)中，所述保护层包括二氧化硅。
[0027]在一些实施例中，步骤(3)中，所述第一次退火处理的温度为850
‑
1200℃；优选地，所述第一次退火处理的温度为850
‑
1150℃。
[0028]在一些实施例中，所述第一次退火处理和所述第二次退火处理过程中，在N2、O2或者H2的氛围下进行退火处理。
[0029]本专利技术实施例还提供了一种硼掺杂选择性发射极TOPcon电池，由本专利技术实施例的硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法得到。
[0030]本专利技术实施例的硼掺杂选择性发射极TOPcon电池带来的优点和技术效果为：选择性发射极区域的硼原子浓度较高，对载流子的收集充分，所述TOPcon电池的转换效率高。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例1
‑
2的硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法步骤(1)所获结构的结构示意图；
[0032]图2是本专利技术实施例1
‑
2的硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法步骤(2)所获结构的结构示意图；
[0033]图3是本专利技术实施例1
‑
2的硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法步骤(3)所获结构的结构示意图；
[0034]图4是本专利技术实施例1
‑
2的硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法步骤(4)所获结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对硅片进行双面制绒；(2)在所述硅片正面沉积至少两层硼硅玻璃层，外层的所述硼硅玻璃层中的硼原子浓度大于内层的所述硼硅玻璃层中的硼原子浓度；(3)进行第一次退火处理，形成轻掺杂发射极；(4)采用激光对所述硅片正面进行重掺杂，形成选择性发射极；(5)去除所述硼硅玻璃层，然后刻蚀边缘PN结；(6)在所述硅片正面沉积钝化层和第一减反射层；(7)在所述硅片背面沉积隧穿氧化层、磷掺杂的非晶硅层、第二减反射层；(8)进行第二次退火处理；(9)在所述硅片正面、背面分别丝网印刷金属栅线，然后烧结，制得所述TOPcon电池。2.根据权利要求1所述的硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，最外层的所述硼硅玻璃层中的硼原子浓度大于等于1
×
10
20
atoms/cm3，最内层的所述硼硅玻璃层中的硼原子浓度大于等于5
×
10
19
atoms/cm3。3.根据权利要求1或2所述的硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硼硅玻璃层的总厚度为4.根据权利要求1或2所述的硼掺杂选择性发射极TOPcon电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，在正面依次沉积第一硼硅玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树林，李鹏飞，王英杰，
申请(专利权)人：浙江求是半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：