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：掺杂多晶硅层；掺杂多晶硅层包括：第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶合金硅区域；第一掺杂多晶硅区域选自磷掺杂的多晶硅；第二掺杂多晶合金硅区域选自氧、碳、氮中至少一种元素合金化的磷掺杂多晶硅；第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度不低于1E20cm

【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]TOPCon电池背面通常采用Ag浆烧穿SiNx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，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，需要采用足够的掺杂多晶硅厚度，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。而掺杂多晶硅膜厚、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。掺杂多晶硅膜厚、掺杂浓度在复合、电阻损失与光学损失之间很难进行平衡。

技术实现思路

[0003]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电池能够在降低复合电流和接触电阻的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。
[0004]本专利技术提供了一种TOPCon电池，包括：
[0005]掺杂多晶硅层；
[0006]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合金硅区域；
[0007]所述第一掺杂多晶硅区域选自磷掺杂的多晶硅；
[0008]所述第二掺杂多晶合金硅区域选自氧、碳、氮中至少一种元素合金化的磷掺杂多晶硅；
[0009]所述第一掺杂多晶硅区域的厚度选自100～200nm。
[0010]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；可以在单晶硅片背面依次设置隧穿层、掺杂多晶硅层、背面减反射层和背面金属电极。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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、氮氧化硅层、氧化硅层中
的一种或几种形成的复合膜；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。在本专利技术的实施例中，正面减反射层的折射率可以在远离单晶硅片的方向上膜层的折射率依次降低。
[0015]在本专利技术的实施例中，正面金属电极可以选自AgAl栅线电极。
[0016]在本专利技术的实施例中，隧穿层可以为氧化硅层；隧穿层的厚度可以为1～3nm，如2nm。
[0017]在本专利技术的实施例中，第一掺杂多晶硅区域(可以记为第一掺杂多晶硅层)设置在TOPCon电池中金属电极对应的位置，可以在单晶硅片的背面金属电极在隧穿层对应的位置处设置第一掺杂多晶硅区域；在非背面金属电极在隧穿层对应的位置处设置第二掺杂多晶合金硅区域(可以记为第二掺杂多晶合金硅层)，第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶合金硅区域共同形成掺杂多晶硅层。
[0018]在本专利技术的实施例中，第一掺杂多晶硅区域为磷掺杂多晶硅，掺杂浓度不低于1E20cm
‑3(即1
×
10
20
cm
‑3)，如可以为1～3E20cm
‑3(即(1～3)
×
10
20
cm
‑3)，如2E20cm
‑3；第一掺杂多晶硅区域的厚度可以选自100～200nm，如120nm、140nm、160nm、180nm。
[0019]在本专利技术的实施例中，第二掺杂多晶合金硅区域选自氧、碳、氮中至少一种元素合金化的掺杂多晶硅，如掺杂多晶氧化硅、掺杂多晶碳化硅、掺杂多晶氮化硅等，第二掺杂多晶合金硅区域的禁带宽度大于第一掺杂多晶硅区域的禁带宽度；第二掺杂多晶合金硅区域的禁带宽度可以选自1.9～2.2eV，如2.1eV；第二掺杂多晶合金硅区域的掺杂浓度小于第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度；第二掺杂多晶合金硅区域可以为磷掺杂的多晶合金硅，掺杂浓度可以选自1～5E19cm
‑3(即(1～5)
×
10
19
cm
‑3)，如2E20cm
‑3、3E20cm
‑3、4E20cm
‑3；第二掺杂多晶合金硅区域的厚度可以选自100～200nm，如120nm、140nm、160nm、180nm。在本专利技术的实施例中，掺杂多晶硅层、第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶合金硅区域的厚度一致。
[0020]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、氮氧化硅层和氧化硅层中的一种或多种形成的复合膜；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。在本专利技术的实施例中，背面减反射层在远离单晶硅片方向膜层的折射率依次降低。
[0021]在本专利技术的实施例中，背面金属电极可以选自Ag栅线电极。
[0022]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；隧穿层6；掺杂多晶硅层7；第一掺杂多晶硅区域7
‑
1，第二掺杂多晶合金硅区域7
‑
2；背面减反射层8；背面金属电极9；在N型单晶硅片上表面依次设置有扩散层、钝化层、正面减反射层、正面金属电极；在N型单晶硅片下表面依次设置有隧穿层、掺杂多晶硅层、背面减反射层、背面金属电极；第一掺杂多晶硅区域设置在隧穿层下表面的部分区域，第二掺杂多晶合金硅区域设置在剩余的其它区域，第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶合金硅区域形成整体的掺杂多晶硅层；第一掺杂多晶硅区域设置位置与背面金属电极的位置相对应，即在背面金属电极在隧穿层对应的位置处设置第一掺杂多晶硅区域。
[0023]本专利技术提供了一种TOPCon电池的制备方法，包括：
[0024]在单晶硅片下表面依次制备隧穿层和本征非晶硅层；
[0025]通过掩膜版遮挡，采用离子注入方式将本征非晶硅层转换成非晶合金硅层；
[0026]对本征非晶硅层(离子注入时被掩模版遮挡的本征非硅层区域，进行磷扩散掺杂时移除掩膜板)和非晶合金硅层进行磷扩散掺杂，将其由非晶态转化成结晶态；形成第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TOPCon电池，包括：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合金硅区域；所述第一掺杂多晶硅区域选自磷掺杂的多晶硅；所述第二掺杂多晶合金硅区域选自氧、碳、氮中至少一种元素合金化的磷掺杂多晶硅；所述第一掺杂多晶硅区域的厚度选自100～200nm。2.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不低于1E20cm
‑3；所述第二掺杂多晶合金硅区域的掺杂浓度小于第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度。3.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述第二掺杂多晶合金硅区域的禁带宽度大于第一掺杂多晶硅区域的禁带宽度。4.根据权利要求2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1～3E20cm
‑3。5.根据权利要求2所述的TOPCon电池，其特征在于，所述第二掺杂多晶合金硅区域的掺杂浓...

【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：