一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种TOPCon电池结构及其制备方法


[0001]本专利技术属于光伏
，涉及一种
TOPCon
电池结构及其制备方法
。

技术介绍

[0002]隧穿钝化接触电池
(TOPCon
电池
)
中，通过在背面设置隧穿接触结构，可极大的降低背面
n
发射极的表面复合，及金属接触复合，从而能够提升电池的效率，然而，在
TOPCon
电池正面，金属栅线在
p
发射极处直接与
Si
基底接触，存在载流子复合严重的问题，从而极大的限制了电池效率的进一步提升
。
针对上述缺陷，研究人员提出在
TOPCon
电池正面金属化区域采用钝化接触结构，形成
Poly
‑
finger
结构，以有效克服
TOPCon
电池金属化区域复合严重的问题
。
然而，现有用于制备正面
Poly
‑
finger
结构的方法中，仅在金属化区域生长氧化硅层和非晶硅层，并通过在扩散炉中对非晶硅层进行晶化形成多晶硅层，进而对多晶硅层进行掺杂形成掺杂多晶硅层，然而在正面的非金属区域并未生长氧化硅层，而是在硅基体正面的非金属化区域直接通过磷扩散形成
n++
扩散层
(
硼扩散形成
P+
层
)
，用于与硅基体构建
pn
结发射区，可见，在正面的非金属区域未形成界面氧化隧穿，这使得非金属区域存在较高的界面复合，导致电池的效率仍然偏低
。
另外，上述的用于制备
Poly
‑
finger
结构的技术中，仍然需要在扩散炉中制备
n++
扩散层
(P+
层
)
，且也需要在对多晶硅层进行硼扩散掺杂形成
P+
多晶硅层，但上述工艺复杂且工艺窗口期窄，由此导致良品率难以提高，而且硼扩散需要在
1000℃
以上，存在能耗大
、
高温和产生的硼硅玻璃导致石英管寿命短
、
制备和维护成本高等缺陷，同时在对多晶硅层进行硼扩散时，虽然能在金属区域实现高硼掺杂浓度深结，但在硼扩散过程中容易在
n++
扩散层
(P+
层
)
中引入其他污染源，从而导致非金属区域仍然存在较高的复合，这也使得电池效率难以有效提高
。
此外，采用传统的回刻技术制备正面
Poly
‑
finger
结构，仍然存在以下缺陷：
(a)
工艺窗口窄，刻蚀速度以及刻蚀量难以控制，量产可行性不高，如先正面生长多晶硅层，硼扩散后通过丝网印刷掩膜，然后进行湿法刻蚀，这样的制备方式难以精确控制非金属区域的多晶硅层厚度；
(b)
重掺杂多晶硅层的形成仍然需要在高温条件下进行，存在能耗大
、
高温和产生的硼硅玻璃导致石英管寿命短
、
制备和维护成本高等缺陷；
(c)
掺杂层中硼掺杂浓度难以有效控制
。
因此，如何在硅片正面构建钝化效果优异的钝化结构，对于提高
TOPCon
电池的转换效率，以及实现
TOPCon
电池的低成本
、
低能耗的批量生产和大规模应用具有重要意义
。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术中的不足，提供一种转换效率高的
TOPCon
电池结构及其制备方法
。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案
。
[0005]一种
TOPCon
电池结构的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、
对硅基体进行双面制绒；
[0007]S2、
在硅基体的正面依次沉积正面隧穿氧化硅层
、
第一硼掺杂非晶硅层
、
碱刻蚀阻
挡层和第二硼掺杂非晶硅层；
[0008]S3、
在硅基体正面栅线区域进行图形化掩膜；
[0009]S4、
对硅基体正面非掩膜区域进行碱刻蚀，去除第二硼掺杂非晶硅层，直至露出碱刻蚀阻挡层；
[0010]S5、
去除硅基体正面栅线区域的图形化掩膜；
[0011]S6、
在硅基体背面制备背面隧穿氧化硅层和磷掺杂非晶硅层；
[0012]S7、
对硅基体进行退火处理；
[0013]S8、
在硅基体正面沉积钝化层；
[0014]S9、
在硅基体的正面和背面分别沉积正面减反层和背面减反层
、
印刷正面电极和背面电极，烧结和注入，完成对
TOPCon
电池结构的制备
。
[0015]上述的制备方法，进一步改进的，所述碱刻蚀阻挡层为氧化硅薄膜或氮化硅薄膜；所述碱刻蚀阻挡层的厚度为
1nm
～
10nm。
[0016]上述的制备方法，进一步改进的，所述第一硼掺杂非晶硅层的厚度为
10nm
～
50nm。
[0017]上述的制备方法，进一步改进的，所述第二硼掺杂非晶硅层的厚度为
100nm
～
200nm。
[0018]上述的制备方法，进一步改进的，所述硅基体为
N
型硅片
。
[0019]上述的制备方法，进一步改进的，所述正面隧穿氧化硅层的厚度为
1nm
～
2nm。
[0020]作为一个总的技术构思，本专利技术还提供了一种上述的制备方法制得的
TOPCon
电池结构，所述
TOPCon
电池结构包括硅基体，所述硅基体的正面由内向外依次为正面隧穿氧化硅层
、
第一硼掺杂多晶硅层
、
钝化层和正面减反层；所述硅基体的正面还设有正面电极，所述正面电极与所述钝化层之间由内向外依次设有碱刻蚀阻挡层和第二硼掺杂多晶硅层；所述正面电极穿过所述正面减反层与所述钝化层
、
所述第二硼掺杂多晶硅层和所述第一硼掺杂多晶硅层形成欧姆接触
。
[0021]上述的
TOPCon
电池结构，进一步改进的，所述第一硼掺杂多晶硅层的厚度为
10nm
～
50nm
；所述第二硼掺杂多晶硅层的厚度为
100nm
～
200nm
；所述钝化层为氧化铝薄膜；所述正面减反层为氮化硅薄膜；所述正面电极为银电极
、
铝电极和银铝电极中的至少一种
。
[0022]上述的
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
TOPCon
电池结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
对硅基体进行双面制绒；
S2、
在硅基体的正面依次沉积正面隧穿氧化硅层
、
第一硼掺杂非晶硅层
、
碱刻蚀阻挡层和第二硼掺杂非晶硅层；
S3、
在硅基体正面栅线区域进行图形化掩膜；
S4、
对硅基体正面非掩膜区域进行碱刻蚀，去除第二硼掺杂非晶硅层，直至露出碱刻蚀阻挡层；
S5、
去除硅基体正面栅线区域的图形化掩膜；
S6、
在硅基体背面制备背面隧穿氧化硅层和磷掺杂非晶硅层；
S7、
对硅基体进行退火处理；
S8、
在硅基体正面沉积钝化层；
S9、
在硅基体的正面和背面分别沉积正面减反层和背面减反层
、
印刷正面电极和背面电极，烧结和注入，完成对
TOPCon
电池结构的制备
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱刻蚀阻挡层为氧化硅薄膜或氮化硅薄膜；所述碱刻蚀阻挡层的厚度为
1nm
～
10nm。3.
根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述第一硼掺杂非晶硅层的厚度为
10nm
～
50nm。4.
根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述第二硼掺杂非晶硅层的厚度为
100nm
～
200nm。5.
根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硅基体为
N
型硅片
。6.
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈骏，赵增超，李兵，沈永臻，刘湘祁，周小荣，黄嘉斌，谢湘洲，邓新新，
申请(专利权)人：湖南红太阳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：