一种正面采用Ag浆电极的TOPCon电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种正面采用Ag浆电极的TOPCon电池及其制备方法，属于TOPCon电池领域，以N型晶硅为基底，其正面依次设置有p型掺杂层、钝化层、正面减反射层、正面金属电极，其背面依次设置隧穿氧化层、n型掺杂多晶硅层、背面减反射层和背面金属电极；正面金属电极穿透正面减反射层、钝化层与p型掺杂层形成欧姆接触；背面金属电极穿透背面减反射层与n型掺杂多晶硅层形成欧姆接触；正面金属电极采用印刷烧结形成的Ag浆电极，Ag浆电极中不含Al粉。采用Ag浆印刷烧结形成导电性良好的金属电极，并针对Ag浆与p型掺杂区接触性能较差的问题，通过光辅助微导处理降低金属Ag浆电极与p型掺杂层之间的接触电阻，从而提升电池FF和转换效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种正面采用Ag浆电极的TOPCon电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及TOPCon电池领域，具体而言，涉及一种正面采用Ag浆电极的TOPCon电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，PERC电池已接近理论极限效率，以TOPCon、HJT、XBC为代表的N型技术快速渗透，其中TOPCon短期内因经济性、性价比优势凸显，在N型技术中脱颖而出，大规模产能率先落地。
[0003]N型电池技术中，TOPCon技术发展极为迅速，在量产效率的快速提升过程中离不开正面硼发射极及背面磷扩薄poly金属化浆料的有力支持。因受p型硼扩区发射极电子缺失及掺杂浓度低等制约因素的影响，常规银浆在硼扩区较难形成良好接触，在硼扩区银浆设计中通常通过加入铝来实现良好的电学接触。但铝对硅的强扩散作用又使得硼扩区金属复合非常严重，而带来开压的损失。
[0004]通过激光硼掺杂可帮助TOPCon电池在正面对硼硅玻璃进行选择性掺杂，实现选择性发射极SE结构，降低电极区域的接触电阻和金属区复合，可实现0.2％
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0.3％的提效。但是，激光硼掺杂较PERC SE掺杂更为复杂。硼在硅的固溶度低于磷，掺杂难度更高，在推进时需求更高的能量。即使用激光掺杂时(即与PERC的SE方式类似)，需要采用功率更高的激光器。因此PERC电池产线中的激光掺杂设备在TOPCon产线中不能兼容沿用，需要重新购置激光掺杂设备。而高功率激光掺杂会导致发射极损伤，需增加高温退火工艺来消除或降低损伤，这又增加了设备投资和工艺成本。
[0005]TOPCon采用AgAl浆料，Al粉的加入可以降低B掺杂P型发射极表面接触电阻，但需玻璃料控制Al刺的大小，否则会导致p
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n结击穿，造成严重接触复合；Al粉表面通常会形成一层绝缘的AlOx，AgAl浆料中的玻璃料需要打开Al粉表面的AlOx层，同时烧穿AlOx/SiNx/SiNxOy，才有可能形成好的欧姆接触。所以，AgAl浆料玻璃料成分与用量与现有PERCAg浆差异较大。通常，采用AgAl浆料制备的TOPCon电池，电池组件在做湿热(DH)测试过程中H2O的渗入加速羧酸的形成，羧酸容易腐蚀AgAl浆与硅片之间的界面玻璃层，另外Ag/Al化学势差异，导致Al被氧化腐蚀。最终，导致电池Rs快速上升，FF快速下降，严重时Isc下降明显，严重影响电池可靠性。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术中采用AgAl浆料制备TOPCon电池存在的AgAl浆中Al的扩散能深度大，容易导致正面金属接触区复合电流密度增加；由于Al的掺杂，导致浆料电阻率增大，从而导致电池正面栅线线电阻增大，串联电阻Rs增加，以及填充因子FF降低等问题，本专利技术提供了一种正面采用Ag浆电极的TOPCon电池及其制备方法，采用Ag浆印刷烧结形成导电性良好的金属电极，并通过光辅助微导处理降低金属Ag浆电极与p型掺杂区之间的接触电阻，从而提升电池FF和转换效率。具体技术方案如下：
[0007]一种正面采用Ag浆电极的TOPCon电池，以N型晶硅为基底，其正面依次设置有p型掺杂层、钝化层、正面减反射层、正面金属电极，其背面依次设置隧穿氧化层、n型掺杂多晶硅层、背面减反射层和背面金属电极；
[0008]正面金属电极穿透所述正面减反射层、所述钝化层与所述p型掺杂层形成欧姆接触；所述背面金属电极穿透所述背面减反射层与所述n型掺杂多晶硅层形成欧姆接触；
[0009]正面金属电极采用印刷烧结形成的Ag浆电极，所述Ag浆电极中不含Al粉。
[0010]优选地，所述基底为磷掺杂N型单晶硅片，电阻率0.1
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10Ωcm，厚度100
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200um。
[0011]优选地，所述钝化层为AlOx薄膜，其厚度为3
‑
5nm。
[0012]优选地，所述正面减反射层为SiNx、SiOxNy、SiOx中的一种或多种组成的复合膜，其厚度为70
‑
150nm。
[0013]本专利技术还提供了一种上述正面采用Ag浆电极的TOPCon电池的制备方法，包括如下步骤：
[0014]步骤一，以磷掺杂N型单晶硅片作为基底，单面制绒在单晶硅片正面形成表面金字塔结构；
[0015]步骤二，通过硼扩散，在单晶硅片正面形成正面p型硼掺杂层；
[0016]步骤三，单面刻蚀，去除背面BSG，保留正面BSG；刻蚀去除背面绕扩掺杂层；
[0017]步骤四，在基底背面沉积隧穿氧化层和本征多晶硅层，对本征多晶硅层进行n型磷掺杂；
[0018]步骤五，单面刻蚀，去除扩散后正面绕镀多晶硅层表面的PSG；
[0019]步骤六，刻蚀去除正面BSG表面绕镀多晶硅层，清洗去除正面的BSG及背面的PSG；
[0020]步骤七，正面沉积AlOx薄膜；
[0021]步骤八，正面沉积正面减反射层，背面沉积背面减反射层；
[0022]步骤九，正背面印刷烧结Ag浆电极，并采用光辅助微导处理正面Ag浆电极。
[0023]优选地，步骤九中光辅助微导处理时，对电池施加偏置电压，电源正极与电池正面电极接触，负极与背面电极接触，同时采用脉冲线光源扫描电池正面，形成局部高电流，产生瞬时高温，使金属电极中的Ag与p型掺杂区的Si相互扩散，形成AgSix合金。
[0024]优选地，所述偏置电压在1
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20V；所述脉冲线光源的辐射波长包含400
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1500nm的光，且辐照强度为1
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10000W/cm2，线宽1
‑
1000um；脉冲作用时间为10ns
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10ms。
[0025]优选地，步骤二中，所述硼扩散采用BCl3或BBr3为硼源，扩散温度900
‑
1100℃，扩散方阻100
‑
300Ω/
□
。
[0026]优选地，步骤七中采用ALD原子层沉积方式，以TMA为前驱体，H2O为氧化剂，反应温度控制在200
‑
350℃，在硅片正面p型硼掺杂层表面沉积一层AlOx薄膜。
[0027]优选地，步骤八中采用管式或板式PECVD在硅片正面沉积正面减反射层。
[0028]有益效果：
[0029]采用本专利技术技术方案产生的有益效果如下：
[0030](1)正面金属电极采用纯Ag浆料制备，其中Al含量为零。与常规AgAl浆料电极相比，纯Ag浆料电极电阻率更低，栅线的线电阻降低；浆料成分中，Al粉的取消，导致金属扩散渗透深度降低，金属区复合电流密度降低，Voc提升；Al粉取消和玻璃料的改变，提高了正面金属电极对羧酸的耐腐蚀性，降低DH衰减，改善电池可靠性。
[0031](2)采用Ag浆印刷烧结形成导电性良好的金属电极，并针对Ag浆与p型掺杂区接触性能较差的问题，通过光辅助微导处理降低金属Ag浆电极与p型掺杂层之间的接触电阻，从而提升电池FF和转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正面采用Ag浆电极的TOPCon电池，其特征在于，以N型晶硅为基底，其正面依次设置有p型掺杂层、钝化层、正面减反射层、正面金属电极，其背面依次设置隧穿氧化层、n型掺杂多晶硅层、背面减反射层和背面金属电极；所述正面金属电极穿透所述正面减反射层、所述钝化层与所述p型掺杂层形成欧姆接触；所述背面金属电极穿透所述背面减反射层与所述n型掺杂多晶硅层形成欧姆接触；所述正面金属电极采用印刷烧结形成的Ag浆电极，所述Ag浆电极中不含Al粉。2.根据权利要求1所述的一种正面采用Ag浆电极的TOPCon电池，其特征在于，所述基底为磷掺杂N型单晶硅片，电阻率0.1
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10Ωcm，厚度100
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200um。3.根据权利要求1所述的一种正面采用Ag浆电极的TOPCon电池，其特征在于，所述钝化层为AlOx薄膜，其厚度为3
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5nm。4.根据权利要求1所述的一种正面采用Ag浆电极的TOPCon电池，其特征在于，所述正面减反射层为SiNx、SiOxNy、SiOx中的一种或多种组成的复合膜，其厚度为70
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150nm。5.一种根据权利要求1
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4任一项所述正面采用Ag浆电极的TOPCon电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，以磷掺杂N型单晶硅片作为基底，单面制绒在单晶硅片正面形成表面金字塔结构；步骤二，通过硼扩散，在单晶硅片正面形成正面p型硼掺杂层；步骤三，单面刻蚀，去除背面BSG，保留正面BSG；刻蚀去除背面绕扩掺杂层；步骤四，在基底背面沉积隧穿氧化层和本征多晶硅层，对本征多晶硅层进行n型磷掺杂；步骤五，单面刻蚀，去除扩散后正面绕镀多晶硅层表面的PSG；步骤六，刻蚀去除正面BSG表面绕镀多晶硅层，清洗去除正面的BSG及背面的PSG；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛卫平，金竹，周晓炜，陈桂栋，杨阳，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：