一种测试Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法技术

本发明专利技术属于Topcon电池领域，涉及一种测试Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法，该方法包括以下步骤：将Topcon电池片中的隧穿氧化层暴露于碱腐蚀液中，使碱腐蚀液通过pinhole腐蚀硅基底产生气泡，统计产生气泡的位置数量即为pinhole数量。本发明专利技术提出的测试Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法，具有简单易行、便捷有效的特点，可对大面积隧穿氧化层pinhole的数量作可视化检测。穿氧化层pinhole的数量作可视化检测。穿氧化层pinhole的数量作可视化检测。

【技术实现步骤摘要】
一种测试Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法


[0001]本专利技术属于Topcon电池领域，涉及一种测试Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法。

技术介绍

[0002]钝化隧穿Topcon电池已经成为继perc电池后的下一代电池。Topcon电池的核心之一是氧化硅隧穿层的厚度以及氧化硅薄膜的质量。决定氧化膜质量的因素主要有两方面，一是薄膜的生长条件，二是高温工艺。目前Topcon电池有两条技术路线，一个是Lpcvd生长隧穿层和多晶硅层，一个是Pecvd生长隧穿层和多晶硅层。Lpcvd是通过热氧化工艺形成的氧化膜，Pecvd是通过笑气等离子化后氧化硅片表面形成氧化膜，但是无论那种路线后面都要经历一步高温工艺。Lpcvd路线需要进行高温磷扩散来形成掺杂的多晶硅层，Pecvd需要高温退火使非晶硅晶化以及激活磷原子，而这步高温工艺会影响氧化膜的质量。高温过程中，由于氧化膜两边都含有晶体硅，且热膨胀系数不同，而氧化膜通常较薄，所以较大的热应力会使得氧化膜有些地方需要形成空洞来释放应力，这些空洞称为pinhole。pinhole的数量可以影响电子传输能力，影响氧化膜对硅表面的钝化，最终影响太阳能电池的效率。但是目前没有特别有效的办法表征大面积硅片pinhole的数量，所以pinhole的具体影响因素、数量的控制都没办法进行有效的研究。而本专利技术提供了一种便捷有效的测试pinhole数量的方法，为pinhole的研究提供了重要的手段，为进一步研究pinhole的相关理论提供了依据，有利于太阳能效率的进一步提升。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种测试Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法，该方法简单易行，可对大面积隧穿氧化层pinhole的数量作可视化检测，有利于进一步研究pinhole的相关理论，对提高Topcon太阳能有重要作用。另一方面，本专利技术还提供一种氧化硅保护剂，该保护剂能够大幅度降低碱腐蚀液对隧穿氧化层的腐蚀速率，从而有效用于本专利技术的方法中。
[0004]本专利技术将通过以下技术方案实现上述目的：
[0005]Topcon电池片包括位于硅基底背面的隧穿氧化层，本专利技术提供一种测试上述Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法，包括以下步骤：将Topcon电池片中的隧穿氧化层暴露于碱腐蚀液中，使碱腐蚀液通过pinhole腐蚀硅基底产生气泡，统计产生气泡的位置数量即为pinhole数量。
[0006]碱腐蚀液在腐蚀硅基底时会产生气泡，腐蚀隧穿氧化层即氧化硅时则不产生气泡，当碱腐蚀液通过隧穿氧化层表面的pinhole腐蚀硅基底时，在含有pinhole的位置处会产生气泡，统计产生气泡的位置数量即为pinhole数量。
[0007]具体的，所述碱腐蚀液为1
‑
3wt％的氢氧化钠溶液，腐蚀温度为55
‑
65℃。
[0008]具体的，所述Topcon电池片的边缘及硅基底表面采用石蜡进行保护防止其被腐
蚀，即仅将隧穿氧化层暴露于碱腐蚀液中；所述隧穿氧化层采用添加氧化硅保护剂的方式进行保护，减缓其腐蚀速率。
[0009]根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种用于上述方法的氧化硅保护剂，所述氧化硅保护剂包括以下按质量百分比计算的组分：硅烷偶联剂0.5
‑
1.5％，十二烷基硫酸钠0.05
‑
0.1％，苯酚0.01
‑
0.05％，4wt％白炭黑水溶液2
‑
4％，以及余量的去离子水。该氧化硅保护剂采用了化学键合、物理吸附的方式使得上述组分作用于氧化硅表面，起到保护氧化硅减缓腐蚀的作用，并对硅的腐蚀速率不具有影响。所述氧化硅保护剂占碱腐蚀液的体积的1
‑
2％。
[0010]进一步的，本专利技术所述Topcon电池片还包括位于隧穿氧化层背面的多晶硅层及多晶硅层背面的氧化硅钝化膜，此时需将多晶硅层及氧化硅钝化膜除去，将隧穿氧化层暴露于碱腐蚀液中。
[0011]具体的，用于测试上述含有多晶硅及钝化膜的Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法，包括：将所述Topcon电池片置于氢氟酸水溶液中除去氧化硅钝化膜，将除去氧化硅钝化膜后的Topcon电池片置于碱腐蚀液中除去多晶硅层，使隧穿氧化层暴露于碱腐蚀液中，碱腐蚀液继续通过pinhole腐蚀硅基底产生气泡，统计此时产生气泡的位置数量即为pinhole数量。
[0012]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出一种测试Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法，该方法便捷有效，简单易行，可对大面积隧穿氧化层pinhole的数量作可视化检测，有利于进一步研究pinhole的相关理论，对提高Topcon太阳能效率有重要作用。
附图说明
[0013]图1：本专利技术实施例中的Topcon电池片结构示意图。
[0014]图2：本专利技术实施例1中氧化硅隧穿层表面pinhole气泡照片。
[0015]图3：本专利技术实施例2中氧化硅隧穿层表面pinhole气泡照片。
[0016]图4：本专利技术实施例2中氧化硅隧穿层表面pinhole的数量统计。
具体实施方式
[0017]下面结合具体实施方式以及附图，对本专利技术做进一步说明，不用于限定本专利技术的保护范围。
[0018]需提前说明的是，本专利技术的实施例中所采用的Topcon电池片具有如图1所示的结构，包括位于硅基底1背面的氧化硅隧穿层2，位于氧化硅隧穿层2背面的多晶硅层3，位于多晶硅层3背面的氧化硅钝化层5，所述氧化硅隧穿层2中包含pinhole4。
[0019]实施例1：
[0020]测试小面积Topcon电池片隧穿氧化层中pinhole数量的方法，包括以下步骤：
[0021]S1.将上述Topcon电池片的硅基底表面及侧面采用石蜡进行保护，避免其在碱腐蚀液中被腐蚀；
[0022]S2.将经过步骤S1处理后的Topcon电池片置于5vol％的氢氟酸水溶液中浸泡，去除多晶硅表面的氧化硅钝化层；
[0023]S3.将1wt％氢氧化钠溶液与氧化硅保护剂充分混合，氧化硅保护剂体积占碱腐蚀
液体积的1％，加热至55℃，将经过步骤S2处理后的Topcon电池片置于上述混合液中；所述氧化硅保护剂由以下按质量百分比计算的组分组成：硅烷偶联剂0.5％，十二烷基硫酸钠0.05％，苯酚0.01％，4wt％白炭黑水溶液2％，以及余量的去离子水。
[0024]S4.当多晶硅已经完全被腐蚀干净时，碱腐蚀液通过pinhole继续腐蚀硅基底并产生气泡，气泡通过pinhole冒出隧穿氧化层表面，此时产生气泡的位置数量即为pinhole数量。
[0025]实施例1中，将除去氧化硅钝化层的Topcon电池片置于氢氧化钠溶液与氧化硅保护剂的混合液后，初始阶段会形成较多的氢气气泡，随着反应的进行，2分钟后多晶硅已被完全腐蚀干净，碱腐蚀液通过pinhol本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法，所述Topcon电池片包括位于硅基底背面的隧穿氧化层，其特征在于，包括以下步骤：将Topcon电池片中的隧穿氧化层暴露于碱腐蚀液中，使碱腐蚀液通过pinhole腐蚀硅基底产生气泡，统计产生气泡的位置数量即为pinhole数量。2.根据权利要求1所述测试Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法，其特征在于，所述Topcon电池片的边缘及硅基底表面采用石蜡进行保护。3.根据权利要求1所述测试Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法，其特征在于，所述隧穿氧化层采用氧化硅保护剂进行保护。4.根据权利要求3所述测试Topcon电池片隧穿氧化层pinhole数量的方法，其特征在于，所述氧化硅保护剂包括以下按质量百分比计算的组分：硅烷偶联剂0.5
‑
1.5％，十二烷基硫酸钠0.05
‑
0.1％，苯酚0.01
‑
0.05％，4wt％白炭黑水溶液2...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶继春，张新鹏，夏庆锋，曾俞衡，黄如伟，
申请(专利权)人：中科研和宁波科技有限公司，
类型：发明
国别省市：