一种提高TOPCon电池超薄氧化层钝化效果的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高TOPCon电池超薄氧化层钝化效果的方法，在TOPCon电池的制备过程中对硅片进行背抛光，且在硅片的抛光背面开始自然氧化之前，在硅片的抛光背面形成湿氧氧化层，并在湿氧氧化层上沉积超薄氧化层。本发明专利技术能避免由于环境中温湿度波动在硅片抛光背面生成厚度不均匀的自然氧化层，进而避免该不均匀的自然氧化层影响超薄氧化层提供良好的界面钝化；本发明专利技术能降低太阳能电池片对温湿度的敏感度，降低温湿度波动造成的中心发暗比例，提升效率与良率。提升效率与良率。提升效率与良率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高TOPCon电池超薄氧化层钝化效果的方法


[0001]本专利技术涉及光伏领域，具体涉及一种提高TOPCon电池超薄氧化层钝化效果的方法。

技术介绍

[0002]隧穿氧化层钝化接触（TOPCon，Tunnel oxide passivating contacts）太阳能电池片是一种新型钝化接触太阳能电池。TOPCon电池的正面为硼扩散的发射极，并使用氧化铝/氮化硅双层钝化膜；TOPCon电池的背面制备一层隧穿氧化层，再沉积一层掺杂多晶硅，二者共同形成钝化接触结构，为硅片的背面提供良好的界面钝化。其中，隧穿氧化层是TOPCon电池的核心结构之一，隧穿氧化层一般为1～2nm厚度的超薄氧化层（如超薄的二氧化硅层），其可实现量子隧穿效应，既能让电子顺利通过，又可以阻止空穴的复合。
[0003]目前一般采用碱抛工艺对硅片进行背抛光处理后再采用PECVD制备隧穿氧化层，通过PECVD在硅片的抛光背面沉积一层超薄氧化层，提供良好的界面钝化，同时提供隧穿载流子隧穿势垒。
[0004]目前对硅片进行背抛光的碱抛工艺一般采用槽式碱抛，利用NaOH/KOH将硅片背面的金字塔绒面去除，形成平整的塔基结构，即形成抛光背面。如图1所示，目前碱抛工艺的流程包括：上料，预处理，水槽1，碱抛槽，水槽2，后清洗，水槽3，酸洗，水槽4，慢提拉槽，烘干槽，下料。
[0005]但完成背抛光并烘干后的硅片，其抛光背面对温湿度的敏感度提高，温湿度波动造成的中心发暗比例有所升高，会影响太阳能电池片的效率与良率。更具体来说，背抛光（碱抛）之后，且在对硅片的抛光背面沉积超薄氧化层之前，硅片会暴露于环境中等待后续PECVD沉积隧穿氧化层，硅片的抛光背面会生成自然氧化层，如图3所示；但环境中的温湿度波动会使硅片抛光背面生成的自然氧化层厚度不均匀，而厚度不均匀的自然氧化层会影响超薄氧化层提供良好的界面钝化，即影响超薄氧化层的钝化效果。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术的缺陷，本专利技术提供一种提高TOPCon电池超薄氧化层钝化效果的方法，所述TOPCon电池的制备工艺包括：对硅片进行背抛光，在硅片的抛光背面暴露于环境中开始自然氧化之前，在硅片的抛光背面形成厚度均匀的湿氧氧化层（即通过湿氧氧化方法形成的氧化层），并在厚度均匀的湿氧氧化层上沉积厚度均匀的超薄氧化层，从而避免硅片的抛光背面形成厚度不均匀的自然氧化层（即自然氧化形成的氧化层），进而避免厚度不均匀的自然氧化层影响超薄氧化层的钝化效果（即提高超薄氧化层的钝化效果）。
[0007]优选的，采用碱抛工艺对硅片进行背抛光。
[0008]优选的，所述碱抛工艺包括：去除硅片抛光背面上残留碱液和含有杂质的二氧化硅层，并对硅片的抛光背面进行湿氧氧化，在硅片的抛光背面形成湿氧氧化层。
[0009]优选的，采用盐酸和氢氟酸进行残留碱液和含有杂质的二氧化硅层的去除；并采
用65℃的双氧水或常温的臭氧水对硅片的抛光背面进行湿氧氧化，在硅片的抛光背面形成湿氧氧化层。
[0010]优选的，所述碱抛工艺的流程包括：上料，预处理，水槽1，碱抛槽，水槽2，后清洗，水槽3，湿氧氧化，水槽4，慢提拉槽，烘干槽，下料。
[0011]优选的，所述湿氧氧化时，先采用盐酸和氢氟酸的混合液去除碱抛后背面的碱残留和含有杂质的二氧化硅层，然后采用65℃的双氧水或常温的臭氧水形成湿氧氧化层。
[0012]优选的，所述湿氧氧化层和超薄氧化层都为二氧化硅层。
[0013]优选的，所述湿氧氧化层的厚度不大于1nm。
[0014]优选的，所述超薄氧化层的厚度为1～2nm。
[0015]优选的，所述湿氧氧化层和超薄氧化层的总厚度（即湿氧氧化层厚度+超薄氧化层厚度）为2～3nm。
[0016]本专利技术的优点和有益效果在于：背抛光完成之后，硅片在等待后续PECVD沉积隧穿氧化层时，硅片的抛光背面会暴露于环境中，本专利技术在背抛光（碱抛）工艺中形成厚度均匀的湿氧氧化层，湿氧氧化层可将硅片的抛光背面与环境隔离，可避免由于环境中温湿度波动在硅片抛光背面生成厚度不均匀的自然氧化层，进而避免该不均匀的自然氧化层影响超薄氧化层提供良好的界面钝化，即本专利技术可提高TOPCon电池的超薄氧化层的钝化效果。
[0017]本专利技术在背抛光（碱抛）工艺中增加了常温湿氧氧化环节，并最终在TOPCon电池的背面形成混合氧化层（即湿氧氧化层+超薄氧化层）；本专利技术制备的湿氧氧化层可以提高混合氧化层的均匀性，提供良好的背部界面钝化，降低太阳能电池片对温湿度的敏感度，降低温湿度波动造成的中心发暗比例，提升效率与良率。
[0018]本专利技术能改善TOPCon电池背面PEPOLY因为自然氧化层厚度不均匀导致的EL问题。
[0019]本专利技术使用湿氧氧化的良率，效率提升带来的收益＞使用湿氧氧化的化学成本，本专利技术在经济效益上具有优势。
附图说明
[0020]图1是现有技术的碱抛工艺流程图；图2是本专利技术的碱抛工艺流程图；图3是现有技术的TOPCon电池结构示意图；图4是本专利技术的TOPCon电池结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例，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。
[0022]本专利技术具体实施的技术方案如下：一种提高TOPCon电池超薄氧化层钝化效果的方法，在TOPCon电池的制备过程中，采用碱抛工艺对硅片进行背抛光；且在硅片的抛光背面暴露于环境中开始自然氧化之前，采用盐酸和氢氟酸去除硅片抛光背面上残留碱液以及含有杂质的二氧化硅层；并采用65℃的双氧水或常温的臭氧水对硅片的抛光背面进行湿氧氧化，在硅片的抛光背面形成厚度均
匀的湿氧氧化层；然后在厚度均匀的湿氧氧化层上沉积厚度均匀的超薄氧化层；从而避免硅片的抛光背面因暴露于环境中自然氧化形成厚度不均匀的自然氧化层，进而避免厚度不均匀的自然氧化层影响超薄氧化层的钝化效果；具体的，所述湿氧氧化层和超薄氧化层都为二氧化硅层；湿氧氧化层的厚度不大于1nm；超薄氧化层的厚度为1～2nm；湿氧氧化层和超薄氧化层的总厚度（即湿氧氧化层厚度+超薄氧化层厚度）为2～3nm；更具体的，如图3所示，本专利技术的碱抛工艺的流程包括：上料，预处理，水槽1，碱抛槽，水槽2，后清洗，水槽3，湿氧氧化，水槽4，慢提拉槽，烘干槽，下料；其中，湿氧氧化时，先采用盐酸和氢氟酸的混合液去除去除硅片抛光背面上残留碱液以及含有杂质的二氧化硅层，然后采用65℃的双氧水或常温的臭氧水硅片的抛光背面进行湿氧氧化，形成湿氧氧化层。
[0023]对比图1和图2可知，本专利技术的碱抛工艺，是对现有碱抛工艺的局部改进，主要是在水槽3后增加湿氧氧化层的形成；湿氧氧化时，将硅片的抛光背面浸入65℃的双氧水或者常温的臭氧水中。
[0024]碱抛完成之后，硅片在等待后续PECVD沉积隧穿氧化层时，硅片的抛光背面会暴露于环境中；本专利技术制备的TOPCon电池的结构如图4所示。对比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高TOPCon电池超薄氧化层钝化效果的方法，所述TOPCon电池的制备工艺包括：对硅片进行背抛光，在硅片的抛光背面沉积超薄氧化层；其特征在于，在硅片的抛光背面开始自然氧化之前，在硅片的抛光背面形成湿氧氧化层，并在湿氧氧化层上沉积超薄氧化层。2.根据权利要求1所述的提高TOPCon电池超薄氧化层钝化效果的方法，其特征在于，采用碱抛工艺对硅片进行背抛光。3.根据权利要求2所述的提高TOPCon电池超薄氧化层钝化效果的方法，其特征在于，所述碱抛工艺包括：去除硅片抛光背面上残留碱液以及含有杂质的二氧化硅层，并对硅片的抛光背面进行湿氧氧化，在硅片的抛光背面形成湿氧氧化层。4.根据权利要求3所述的提高TOPCon电池超薄氧化层钝化效果的方法，其特征在于，采用盐酸和氢氟酸去除硅片抛光背面上残留碱液以及含有杂质的二氧化硅层；采用双氧水或臭氧水对硅片的抛光背面进行湿氧氧化，在硅片的抛光背面形成湿氧氧化层。5.根据权利要求4所述的提高TOPCon电池超薄氧化层钝化...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓伟，王晓蕾，
申请(专利权)人：浙江日月光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：