一种TOPCon双POLO电池结构的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种TOPCon双POLO电池结构的制备方法，在硅片正背面形成双POLO结构，且正面为局部POLO结构。本发明专利技术将涂敷掩膜和激光结合，形成正面局部POLO结构，改善正面金属接触复合电流的同时避免电流损失，从而大幅度提升电池效率。本发明专利技术采用的无机氧化物掩膜，通过常规SE激光器激光即可轻松除去，激光对硅基体的损伤较少。本发明专利技术采用激光实现poly图形化的方案，与产线兼容性好。本发明专利技术可通过氢氟酸酸洗去除制绒后剩余的掩膜，可与制绒后常规酸洗合并在一起，不需额外的清洗设备和流程。本发明专利技术在形成正面局部POLO后进行硼扩散，可在正面POLO区和绒面区同时实现硼掺杂，可简化正面局部POLO结构的制备步骤。局部POLO结构的制备步骤。

【技术实现步骤摘要】
一种TOPCon双POLO电池结构的制备方法


[0001]本专利技术涉及光伏领域，具体涉及一种TOPCon双POLO电池结构的制备方法。

技术介绍

[0002]太阳能电池是通过光生伏特效应将光转换为电能的装置。目前，主流量产的太阳能电池是PERC（钝化发射机与背面）电池。但PERC电池的光电转换效率已逼近理论效率（24.5%），亟需开发更高效的晶硅太阳能电池结构。德国Fraunhofer研发出了隧穿氧化层钝化接触技术（Tunnel Oxide Passivated Contact，TOPCon）。
[0003]TOPCon技术主要应用于电池背表面，是由一层极薄的氧化层和多晶硅薄层组成的，多晶硅薄层在掺杂激活后与氧化层共同作用于背表面，对少数载流子有较好的钝化作用，对多数载流子有极好的导电性，再在表面做金属化工艺，就可以得到无需开孔的钝化接触，是提升电池开压Voc的重要途径，可以大幅度降低金属接触复合电流。
[0004]目前TOPCon电池主要是钝化背面接触，电池正面仍然是金属半导体接触，金属半导体接触处的复合损失限制了电池效率的进一步提升。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种TOPCon双POLO电池结构的制备方法，包括：在硅片正面形成局部POLO结构，以及在硅片背面形成POLO结构；所述在硅片正面形成局部POLO结构，包括在硅片正面实施的如下步骤：制绒前先沉积隧穿氧化层和poly硅；然后沉积掩膜并固化；然后激光去除非栅线区的掩膜（即保留栅线区的掩膜）；然后制绒；然后去除剩余的掩膜；然后硼扩散。
[0006]优选的，所述掩膜为无机氧化物掩膜。
[0007]优选的，所述沉积掩膜采用涂敷方式。
[0008]优选的，所述涂敷为旋涂或喷涂。
[0009]优选的，所述固化为高温固化。
[0010]优选的，所述高温固化的温度为600～800℃，时间为60～120秒。
[0011]优选的，激光去除掩膜时，激光器的能量为15～20W。
[0012]优选的，所述制绒为常规碱制绒。
[0013]优选的，所述碱制绒采用1wt%～3wt%的氢氧化钠，碱制绒时间为5～7分钟。
[0014]优选的，通过制绒后清洗去除剩余的掩膜。
[0015]优选的，所述制绒后清洗为制绒后的常规酸洗。
[0016]优选的，所述酸洗采用10wt%～30wt%的氢氟酸，酸洗时间为3～5分钟。
[0017]优选的，沉积隧穿氧化层和poly硅之前，先使硅片正面成为抛光面。
[0018]优选的，所述在硅片背面形成POLO结构，包括在硅片背面实施的如下步骤：单面酸洗和碱抛光，然后抛光面上沉积隧穿氧化层和掺磷的poly硅。
[0019]优选的，先在硅片正面形成局部POLO结构，然后在硅片背面形成POLO结构。
[0020]本专利技术的优点和有益效果在于：为了进一步提升电池的转换效率，本专利技术TOPCon电池的正面也采用钝化接触结构。然而电池正面不仅要求有优异的钝化能力，还要有良好的光学透光性，避免因寄生吸收而造成效率的损失。电池正面如果做成整面POLO结构的话，则会因为poly硅吸光导致电池电流损失较大；因此本专利技术通过在栅线下方做局部POLO，改善正面金属接触复合电流的同时避免电流损失，从而大幅度提升电池效率。
[0021]制备正面局部POLO结构，可能的方法包括：通过丝网印刷或者喷墨的方式局部喷蜡质掩膜，然后进行化学返刻，再洗去蜡质掩膜。该方法使用的丝网印刷或者喷墨设备价格比较昂贵且与产线兼容性差，使用的蜡质掩膜通常为液态，然后加热或者放置后变成固态。使用丝网印刷或者喷墨的方式时，掩膜经常会堵塞丝网网孔或者喷头，且难以清理，导致耗材费用较高。此外，蜡质掩膜也不易清洗，清洗过程繁琐。本专利技术采用的无机氧化物掩膜，通过常规SE激光器激光即可轻松除去，SE激光器激光能量较常规的氮化硅掩膜开膜激光器要低，因此激光对硅基体的损伤较少。本专利技术采用激光实现poly图形化的方案，与产线兼容性好。
[0022]本专利技术制绒时，正面掩膜区的POLO由于掩膜保护不会被碱腐蚀，非掩膜区则被碱腐蚀成常规的绒面结构。
[0023]制绒后需要去除去除剩余的掩膜。若采用蜡质掩膜，则去除掩膜需多步酸洗和碱洗；若采用氮化硅掩膜，则需高浓度氢氟酸长时间去除。本专利技术采用无机氧化物掩膜，可通过氢氟酸酸洗去除制绒后剩余的掩膜（即栅线区的掩膜），无机氧化物掩膜仅需10wt%～30wt%浓度的氢氟酸清洗3～5分钟即可清洗彻底，可与制绒后常规酸洗合并在一起，不需额外的清洗设备和流程。
[0024]本专利技术在形成正面局部POLO后进行硼扩散，可在正面POLO区和绒面区同时实现硼掺杂，可简化正面局部POLO结构的制备步骤。
[0025]本专利技术将涂敷掩膜和激光结合，形成正面局部POLO结构。本专利技术制备的正面局部POLO结构可显著的降低接触区的复合损失，从而提升电池效率。
具体实施方式
[0026]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。
[0027]本专利技术提供一种TOPCon双POLO电池结构的制备方法，先在硅片正面形成局部POLO结构，然后在硅片背面形成POLO结构，然后正背面沉积钝化层，然后进行丝网印刷和烧结，在正背面形成金属栅线；其中：1）在硅片正面形成局部POLO结构（在栅线下方做局部POLO），包括在硅片正面实施的如下步骤：11）正面抛光形成抛光面；12）然后沉积隧穿氧化层和poly硅；13）然后涂敷掩膜并高温固化；掩膜为无机氧化物掩膜；涂敷采用旋涂或喷涂方式；高温固化的温度为600～800℃，时间为60～120秒；
14）然后激光去除非栅线区的掩膜（即保留栅线区的掩膜）；激光去除掩膜时，激光器的能量为15～20W；本专利技术采用的无机氧化物掩膜，通过常规SE激光器激光即可轻松除去，SE激光器激光能量较常规的氮化硅掩膜开膜激光器要低，因此激光对硅基体的损伤较少；本专利技术采用激光实现poly图形化的方案，与产线兼容性好；15）然后常规碱制绒；碱制绒采用1wt%～3wt%的氢氧化钠，碱制绒时间为5～7分钟；制绒时，掩膜区（即栅线区）的POLO由于掩膜保护不会被碱腐蚀，非掩膜区（即非栅线区）则被碱腐蚀成常规的绒面结构；16）然后通过制绒后的常规酸洗去除剩余的掩膜；酸洗采用10wt%～30wt%的氢氟酸，酸洗时间为3～5分钟；本专利技术采用无机氧化物掩膜，可通过氢氟酸酸洗去除制绒后剩余的掩膜（即栅线区的掩膜），可与制绒后常规酸洗合并在一起，不需额外的清洗设备和流程；17）然后硼扩散；2）在硅片背面形成POLO结构，包括在硅片背面实施的如下步骤：21）单面酸洗和碱抛光；22）然后抛光面上沉积隧穿氧化层和掺磷的poly硅；23）去除正面绕度的poly硅。
[0028]本专利技术在形成正面局部POLO后进行硼扩散，可在正面POLO区和绒面区同时实现硼掺杂，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TOPCon双POLO电池结构的制备方法，其特征在于，包括：在硅片正面形成局部POLO结构，以及在硅片背面形成POLO结构；所述在硅片正面形成局部POLO结构，包括在硅片正面实施的如下步骤：沉积隧穿氧化层和poly硅；沉积掩膜并固化；激光去除非栅线区的掩膜；制绒；去除剩余的掩膜；硼扩散。2.根据权利要求1所述的TOPCon双POLO电池结构的制备方法，其特征在于，所述掩膜为无机氧化物掩膜。3.根据权利要求1所述的TOPCon双POLO电池结构的制备方法，其特征在于，所述沉积掩膜采用涂敷方式。4.根据权利要求3所述的TOPCon双POLO电池结构的制备方法，其特征在于，所述涂敷为旋涂或喷涂。5.根据权利要求1所述的TOPCon双POLO电池结构的制备方法，其特征在于，所述固化为高温固化。6.根据权利要求5所述的TOPCon双POLO电池结构的制备方法，其特征在于，所述高温固化的温度为600～800℃，时间为60～120秒。7.根据权利要求1所述的TOPCon双POLO电池结构的制备方法，其特征在于，激光去除掩膜时，激光器的能量为15～20W。8.根据权利要求1所述的TOPCon双POLO电池结构的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：任常瑞，杨松波，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：