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，包括：单晶硅片；设置在单晶硅片背面的内扩层；设置在内扩层下方的掺杂多晶硅层；所述掺杂多晶硅层包括：第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域，所述第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度高于第二掺杂多晶硅区域的掺杂浓度；所述内层包括：第一内扩区域和第二内扩区域，所述第一内扩区域位置与第一掺杂多晶硅区域位置相对应，所述第一内扩区域的结深大于第二内扩区域的结深。本发明专利技术提供的TOPCon电池具有特定的结构，既能保证金属接触区的掺杂多晶硅的厚度和浓度，避免浆料烧结过程隧穿氧化层被破坏，降低复合电流和接触电阻；同时又能降低非金属区的光寄生吸收，尤其是降低自由载流子吸收。尤其是降低自由载流子吸收。

【技术实现步骤摘要】
一种TOPCon电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于电池
，尤其涉及一种TOPCon电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有技术中TOPCon(隧穿氧化钝化接触)电池通常在硅片背面制备1～2nm超薄隧穿氧化层，然后在氧化层表面沉积厚度为80～200nm的掺杂多晶硅层，最后在掺杂多晶硅层上淀积氮化硅；这种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；同时掺杂多晶硅层横向传输特性降低了串联电阻；这两种特性共同提升了电池的开路电压、填充因子以及转换效率。
[0003]TOPCon电池背面通常采用Ag浆烧穿介质膜与掺杂多晶硅形成欧姆接触。由于浆料烧结过程中，金属Ag晶粒是可能穿透掺杂多晶硅膜层的，而破坏界面氧化层的钝化效果；为了降低金属接触区的复合电流密度，掺杂多晶硅厚度不能太薄，通常在100～150nm；为了保证好的场钝化效果和低的欧姆接触，掺杂多晶硅需要足够的掺杂浓度，通常>1e20cm
‑3；但钝化结构中的多晶硅膜层过厚、掺杂浓度过大，由于掺杂多晶硅对长波光存在自由载流子吸收(FCA)，会导致TOPCon电池短路电流的损失；同时掺杂多晶硅对背面入射光的寄生吸收会导致电池的双面率降低。
[0004]目前主要通过在保证金属电极浆料不烧穿隧穿氧化层及金属电极与多晶硅膜层形成良好欧姆接触的前提下，尽量降低多晶硅膜层的厚度和掺杂浓度，以减少电流损失；或仅在电池的金属电极区域采用钝化结构，难以兼顾电池的光线吸收与钝化效果。

技术实现思路

[0005]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电池在保证金属接触区的掺杂多晶硅厚度和浓度的同时降低非金属区的光寄生吸收。
[0006]本专利技术提供了一种TOPCon电池，包括：
[0007]单晶硅片；
[0008]设置在单晶硅片背面的内扩层；
[0009]设置在内扩层下方的掺杂多晶硅层；
[0010]所述掺杂多晶硅层包括：第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域，所述第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度高于第二掺杂多晶硅区域的掺杂浓度；
[0011]所述内层包括：第一内扩区域和第二内扩区域，所述第一内扩区域位置与第一掺杂多晶硅区域位置相对应，所述第一内扩区域的结深大于第二内扩区域的结深。
[0012]在本专利技术的实施例中，对于TOPCon电池的其它层结构可按照本领域技术人员熟知的TOPCon电池的结构进行设置，如可以在单晶硅正面依次设置扩散层、钝化层、正面减反射层和正面金属电极；可以在内扩层和掺杂多晶硅层之间设置隧穿层，在掺杂多晶硅层下方依次设置背面减反射层和背面金属电极，即在单晶硅片背面依次设置内扩层、隧穿层、掺杂
多晶硅层、背面减反射层和背面金属电极。
[0013]在本专利技术的实施例中，单晶硅片可以为磷掺杂N型单晶硅片，电阻率可以为0.1～10Ωcm，如0.5Ωcm、1Ωcm、2Ωcm、4Ωcm、6Ωcm、8Ωcm；厚度可以为100～200微米，如120微米、140微米、160微米、180微米。
[0014]在专利技术的实施例中，扩散层可以为硼掺杂形成的P型掺杂层，方阻可以选自100～300Ω，如150Ω、200Ω、250Ω。
[0015]在本专利技术的实施例中，钝化层可以选自氧化铝层；钝化层的厚度可以选自2～6nm，如3nm、4nm、5nm。
[0016]在本专利技术的实施例中，正面减反射层可以选自氮化硅层和氮氧化硅层中的一种或多种叠层膜；正面减反射层的(总)厚度可以选自70～120nm，如80nm、90nm、100nm、110nm；正面减反射层的(综合)折射率可以选自1.9～2.1，如2.0。
[0017]在本专利技术的实施例中，正面金属电极可以选自负电极，如Ag/Al电极。
[0018]在本专利技术的实施例中，隧穿层可以为氧化硅层；隧穿层的厚度可以选自1～3nm，如2nm。
[0019]在本专利技术的实施例中，掺杂多晶硅层可以为磷掺杂多晶硅层。在本专利技术的实施例中，掺杂多晶硅层的厚度可以选自100～200nm，如120nm、140nm、160nm、180nm；第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域的厚度与掺杂多晶硅层的厚度一致，是设置在掺杂多晶硅层不同位置的两个区域，第一掺杂多晶掺杂硅区域(可以记为第一掺杂多晶硅层)的掺杂浓度高于第二掺杂多晶硅区域(可以记为第二掺杂多晶硅层)掺杂浓度(5～100)E19cm
‑3(即(5～100)
×
10
19
cm
‑3)，如可以高于10E19cm
‑3、20E19cm
‑3、30E19cm
‑3、40E19cm
‑3、50E19cm
‑3、60E19cm
‑3、70E19cm
‑3、80E19cm
‑3、90E19cm
‑3。在本专利技术的实施例中，第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度可以选自2E20～1E21cm
‑3(即2
×
10
20
～1
×
10
21
cm
‑3)，如4E20cm
‑3、6E20cm
‑3、8E20cm
‑3；第二掺杂多晶硅区域的掺杂浓度可以选自5E19～2E20cm
‑3(即5
×
10
19
～2
×
10
20
cm
‑3)，如10E19cm
‑3、15E19cm
‑3。
[0020]在本专利技术的实施例中，第一内扩区域(可以记为第一内扩层)和第二内扩区域(可以记为第二内扩层)位于遂穿层的上表面，第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域位于遂穿层的下表面，第一内扩区域和第一掺杂多晶硅区域位置对应；第二内扩区域和第二掺杂多晶硅区域的位置对应；第一掺杂多晶硅区域和第一内扩区域设置在与金属电极对应的位置，可以设置在单晶硅片的背面金属电极在隧穿层对应的位置处。
[0021]在本专利技术的实施例中，背面减反射层可以选自氮化硅层和氮氧化硅层中的一种或多种叠层膜；背面减反射层的(总)厚度可以选自70～120nm，如80nm、90nm、100nm、110nm；背面减反射层的(综合)折射率可以选自1.9～2.1，如2.0。
[0022]在本专利技术的实施例中，背面金属电极可以选自Ag电极。
[0023]在本专利技术的实施例中，TOPCon电池的结构可以如图1所示，包括：N型单晶硅片1；扩散层2；钝化层3；正面减反射层4；正面金属电极5；内扩层6，第一内扩区域6
‑
1，第二内扩区域6
‑
2；隧穿层7；掺杂多晶硅层8；第一掺杂多晶硅区域8
‑
1，第二掺杂多晶硅区域8
‑
2；背面减反射层9；背面金属电极10；在N型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TOPCon电池，包括：单晶硅片；设置在单晶硅片背面的内扩层；设置在内扩层下方的掺杂多晶硅层；所述掺杂多晶硅层包括：第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域，所述第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度高于第二掺杂多晶硅区域的掺杂浓度；所述内层包括：第一内扩区域和第二内扩区域，所述第一内扩区域的位置和第一掺杂多晶硅区域相对应，所述第一内扩区域的结深大于第二内扩区域的结深。2.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述掺杂多晶硅层为磷掺杂多晶硅层；所述掺杂多晶硅层的厚度选自100～200nm。3.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度选自2E20～1E21cm
‑3。4.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述第二掺杂多晶硅区域的掺杂浓度选自5E19～2E20cm
‑3。5.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述第一多晶掺杂硅区域和第一内扩区域设置在TOPCon电池中金属电极对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛卫平，金竹，张明明，郭世成，范洵，付少剑，杨阳，叶风，潘利民，
申请(专利权)人：滁州捷泰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：