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电池的制备方法，包括：在隧穿层下表面制备本征非晶硅薄膜；在所述本征非晶硅薄膜下表面制备氧化硅层作为扩散阻挡层；在扩散阻挡层表面开槽；进行POCl3扩散，在开槽处进行重掺杂，形成第一掺杂多晶硅区域；在未开槽区域进行轻掺杂，形成第二掺杂多晶硅区域。本发明专利技术提供的TOPCon电池的制备方法，既能保证金属接触区的掺杂多晶硅厚度和浓度，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]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。
[0003]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。
[0004]现有技术公开了一种将隧穿层上的多晶硅掺杂层设置成厚度不同的第一区以及第二区，金属电极位于厚度较大的第一区上，但不同厚度多晶硅掺杂层的制备工艺较复杂；且随着膜层整体厚度的减小，对多晶硅掺杂层不同区域的厚度进行差异化设置也更为困难。

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电池的制备方法，本专利技术提供的方法获得的TOPCon电池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。
[0006]本专利技术提供了一种TOPCon电池的制备方法，包括：
[0007]在隧穿层下表面制备本征非晶硅薄膜；
[0008]在所述本征非晶薄膜硅下表面制备氧化硅层作为扩散阻挡层；
[0009]在扩散阻挡层表面开槽；
[0010]进行POCl3扩散，在开槽处进行重掺杂，形成第一掺杂多晶硅区域；
[0011]未开槽区域进行轻掺杂，形成第二掺杂多晶硅区域。
[0012]在本专利技术的实施例中，TOPCon电池的制备方法可以还包括：
[0013]在单晶硅片上表面(正面)依次制备扩散层、钝化层、正面减反射层和正面金属电极；
[0014]在单晶硅片下表面(背面)依次制备隧穿层、掺杂多晶硅层、背面减反射层和背面金属电极。
[0015]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；单晶硅片的制备方法可以包括：
[0016]利用化学药品消除单晶硅片表面的污染，在单晶硅片表面形成表面织构。
[0017]在本专利技术的实施例中，化学药品可以为酸或碱；污染可以为有机沾污或金属杂质；在单晶硅片表面形成织构能够增加太阳光的吸收减少反射。
[0018]在本专利技术的实施例中，扩散层的制备方法可以为通过高温扩散形成扩散层，如可以采用硼化物高温扩散形成扩散层，硼化物可以选自BCl3或BBr3；扩散温度可以选自950～1050℃，如1000℃；对扩散层的具体制备方法没有特殊的限制，按照本领域熟知的高温扩散形成扩散层的方法制备得到扩散层即可；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。
[0019]在本专利技术的实施例中，得到扩散层后可以还包括：
[0020]对单晶硅片单面HF刻蚀，去除背面的BSG(硼硅玻璃)；
[0021]背面刻蚀，去除背面寄生扩散形成的PN结，防止边缘漏电。
[0022]在本专利技术的实施例中，钝化层可以通过采用ALD(原子沉积)的方式在扩散层表面制备氧化铝(AlOx)薄膜制备得到；对钝化层的具体制备方法没有特殊的限制，采用本领域熟知的ALD制备氧化铝薄膜的方法制备得到即可；钝化层的厚度可以选自1～5nm，如2nm、3nm、4nm。
[0023]在本专利技术的实施例中，正面减反射层可以通过采用PECVD(等离子体增强化学的气相沉积法)的方式在钝化层表面沉积氮化硅膜、氮氧化硅膜中的一种或多种叠层膜制备得到；对正面减反射层的具体制备方法没有特殊的限制，采用本领域熟知的PECVD制备氮化硅膜或氮氧化硅膜的方法制备得到即可；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。
[0024]在本专利技术的实施例中，正面金属电极可以通过印刷负电极Ag/Al浆，形成Ag/Al电极。
[0025]在本专利技术的实施例中，隧穿层的制备方法可以包括：
[0026]在单晶硅片背面采用LPCVD(低压化学气相沉积)方法生长氧化硅层。
[0027]在本专利技术的实施例中，对隧穿层的具体制备方法没有特殊的限制，采用本领域熟知的PECVD法制备氧化硅层的方法制备得到即可。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。
[0028]在本专利技术的实施例中，制备本征非晶硅薄膜可以采用LPCVD技术在隧穿层下表面沉积；本征非晶硅薄膜的厚度可以选自120～150nm，如130nm、140nm。
[0029]在本专利技术的实施例中，氧化硅扩散阻挡层可以采用LPCVD方法制备得到；对其具体的制备方法没有特殊的限制，采用本领域熟知的PEVCD法制备氧化硅层的方法制备得到即可；扩散阻挡层的厚度选自5～20nm，如10nm、15nm。
[0030]在本专利技术的实施例中，可以在背面金属电极在扩散阻挡层对应的位置处进行开槽；开槽的方法可以采用激光开膜的方式进行刻蚀开槽；激光开模的激光波长可以选自320～450nm，如350nm、355nm、400nm；开槽的尺寸和区域与背面金属电极的尺寸和区域一致即可。
[0031]在本专利技术的实施例中，通过POCl3扩散能够对非晶硅进行晶化，同时能够对氧化硅扩散阻挡层开槽处的本征非晶硅薄膜进行重掺杂，形成第一掺杂多晶硅区域(可以记为第
一掺杂多晶硅层)，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3E20cm
‑3、5E20cm
‑3、8E20cm
‑3；未开槽区域的本征非晶硅薄膜受氧化硅扩散阻挡层阻挡，进行轻掺杂，获得第二掺杂多晶硅区域(可以记为第二掺杂多晶硅层)，第二掺杂多晶硅区域的掺杂浓度选自5E19～2E20cm
‑3(即5
×
10
19
～2
×
10
20
cm
‑3)，如1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TOPCon电池的制备方法，包括：在隧穿层下表面制备本征非晶硅薄膜；在所述本征非晶薄膜硅下表面制备氧化硅层作为扩散阻挡层；在扩散阻挡层表面开槽；进行POCl3扩散，在开槽处进行重掺杂，形成第一掺杂多晶硅区域；在未开槽区域进行轻掺杂，形成第二掺杂多晶硅区域。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述本征非晶硅薄膜的厚度选自120～150nm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述扩散阻挡层的厚度选自5～20nm。4.根据权利要求1所述的制备方法，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。5.根据权利要求1所述的制备方法，...

【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：