TOPCon制造技术

本申请实施例涉及太阳能电池技术领域，提供一种

【技术实现步骤摘要】
TOPCon电池及其形成方法


[0001]本申请实施例涉及太阳能电池
，特别涉及一种
TOPCon
电池及其形成方法
。

技术介绍

[0002]随着太阳能电池技术的不断发展，目前越来越多的光伏制造商开始布局
TOPCon
电池技术
。
传统的
TOPCon
太阳能电池，在背面采用隧穿氧化层以及多晶硅层的结构进行钝化接触，该结构能够使多数载流子穿透氧化层，且对少数载流子起阻挡作用，从而实现了载流子的选择通过性，降低了电池的表面复合以及金属复合
。
然而，多晶硅层能带间隙较小，对光具有较强的寄生吸收作用，这在一定程度上限制了
TOPCon
电池效率进一步的提升；此外，传统的
TOPCon
太阳能电池中的氮化硅层的使用使得电池的横向传输电阻较大，也不利于电池性能的提升
。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种
TOPCon
电池及其形成方法，至少有利于提高太阳能电池的性能
。
[0004]根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种
TOPCon
电池的形成方法，包括：提供基底；在基底表面形成依次层叠的隧穿层和初始晶硅层；在初始晶硅层的表面形成掺杂源层，掺杂源层内具有掺杂离子；在掺杂源层的表面形成掩膜层，掩膜层包括多条子掩膜层；采用扩散工艺，使掺杂源层中的掺杂离子向初始晶硅层中扩散，以使初始晶硅层转化为掺杂晶硅层，掺杂晶硅层包括第一部分和第二部分，第一部分与子掩膜层正对，第二部分与相邻的子掩膜层之间的间隙正对；采用氧化工艺，使部分厚度的第二部分转化为氧化层；去除氧化层和掩膜层；在掺杂晶硅层的表面形成钝化层；在钝化层表面形成栅线，栅线与第一部分正对，且栅线沿基底厚度方向贯穿钝化层与第一部分电接触
。
[0005]在一些实施例中，扩散工艺的温度大于氧化工艺的温度，扩散工艺的压力小于氧化工艺的压力，扩散工艺的氧气流量小于氧化工艺的氧气流量，扩散工艺的氮气流量大于氧化工艺的氮气流量
。
[0006]在一些实施例中，扩散工艺的工艺条件包括：温度为
880
～
950℃
，压力为
50
～
250mbar
，氧气流量为0～
1000sccm
，氮气流量为
500
～
4000sccm
；氧化工艺的工艺条件包括：工艺温度为
50
～
800℃
，压力为
250
～
900mbar
，氧气流量为
200
～
5000sccm
，氮气流量为0～
3000sccm。
[0007]在一些实施例中，在采用氧化工艺使部分厚度的第二部分转化为氧化层过程中，氧化工艺的温度逐渐降低
。
[0008]在一些实施例中，在沿垂直于基底表面的方向上，掩膜层的厚度为
2nm
～
8nm。
[0009]在一些实施例中，在沿垂直于基底表面的方向上，氧化层的厚度与掺杂晶硅层厚度的比值为
0.4
～
0.6。
[0010]根据本申请一些实施例，本申请实施例还提供一种
TOPCon
电池，采用上述实施例中任一项
TOPCon
电池的形成方法制备，包括：基底；隧穿层，隧穿层位于基底表面；掺杂晶硅层，掺杂晶硅层位于隧穿层远离基底的表面，掺杂晶硅层包括第一部分和第二部分，在沿垂直于基底表面的方向上，第一部分相对于基底表面的高度高于第二部分相对于基底表面的高度；钝化层，钝化层位于掺杂晶硅层远离隧穿层的表面；栅线，栅线位于钝化层远离掺杂晶硅层的表面，栅线与第一部分正对，且栅线沿基底厚度方向贯穿钝化层与第一部分电接触
。
[0011]在一些实施例中，在沿垂直于基底表面的方向上，第一部分与第二部分的厚度比为4：1～5：
1。
[0012]在一些实施例中，在沿垂直于基底表面的方向上，第二部分的厚度为
15nm
～
25nm。
[0013]在一些实施例中，第一部分内的掺杂离子浓度与第二部分内的掺杂离子浓度比值为
0.9:1
～1：
1。
[0014]本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
[0015]本申请实施例提供的
TOPCon
电池的形成方法，在基底表面形成的隧穿层可以起到化学钝化的效果，使基底表面的界面态密度增大，从而促进光生载流子的复合，增大太阳能电池的填充因子
、
短路电流以及开路电压，以提高太阳能电池的光电转换效率
。
在形成初始晶硅层后，先在初始晶硅层的表面形成具有掺杂离子的掺杂源层，然后在掺杂源层表面形成掩膜层，再进行扩散工艺，则在后续扩散工艺中掺杂源层内的掺杂离子会向初始晶硅层中扩散以使初始晶硅层转化为掺杂晶硅层，掺杂晶硅层可以具有场钝化效果，在自掺杂晶硅层指向基底方向的可以形成一个静电场，使少数载流子逃离，从而降低少数载流子的浓度，使得基底界面处的载流子复合速率降低
。
其中，掩膜层包括多个子掩膜层，子掩膜层的位置与基底的电极区的位置对应，则在氧化工艺中，掺杂晶硅层的第一部分
I
被子掩膜层覆盖，掺杂晶硅层的第二部分
II
被暴露，只有部分厚度的第二部分
II
会被氧化成氧化层，第一部分
I
被掩膜层保护，则对于掺杂晶硅层来说，第二部分
II
在沿垂直于基底表面方向上的厚度减薄，如此可以降低掺杂晶硅层的寄生吸收效应；而第一部分
I
的厚度仍保持，则后续形成钝化层和栅线时，与第一部分
I
位置相对应的栅线在烧穿钝化层与第一部分
I
电接触时，不会由于第一部分
I
的厚度过薄导致栅线与隧穿层直接接触，提高了太阳能电池的稳定性
。
附图说明
[0016]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0017]图1至图
10
为本申请实施例提供的一种
TOPCon
电池的形成方法的各个步骤对应的结构示意图
。
具体实施方式
[0018]TOPCon
电池中的掺杂多晶硅层具有光学寄生效应，这导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
TOPCon
电池的形成方法，其特征在于，包括：提供基底；在所述基底表面形成依次层叠的隧穿层和初始晶硅层；在所述初始晶硅层的表面形成掺杂源层，所述掺杂源层内具有掺杂离子；在所述掺杂源层的表面形成掩膜层，所述掩膜层包括多条子掩膜层；采用扩散工艺，使所述掺杂源层中的所述掺杂离子向所述初始晶硅层中扩散，以使所述初始晶硅层转化为掺杂晶硅层，所述掺杂晶硅层包括第一部分和第二部分，所述第一部分与所述子掩膜层正对，所述第二部分与相邻的所述子掩膜层之间的间隙正对；采用氧化工艺，使部分厚度的所述第二部分转化为氧化层；去除所述氧化层和所述掩膜层；在所述掺杂晶硅层的表面形成钝化层；在所述钝化层表面形成栅线，所述栅线与所述第一部分正对，且所述栅线沿所述基底厚度方向贯穿所述钝化层与所述第一部分电接触
。2.
根据权利要求1所述的
TOPCon
电池的形成方法，其特征在于，所述扩散工艺的温度大于所述氧化工艺的温度，所述扩散工艺的压力小于所述氧化工艺的压力，所述扩散工艺的氧气流量小于所述氧化工艺的氧气流量，所述扩散工艺的氮气流量大于所述氧化工艺的氮气流量
。3.
根据权利要求2所述的
TOPCon
电池的形成方法，其特征在于，所述扩散工艺的工艺条件包括：温度为
880
～
950℃
，压力为
50
～
250mbar
，氧气流量为0～
1000sccm
，氮气流量为
500
～
4000sccm
；所述氧化工艺的工艺条件包括：工艺温度为
50
～
800℃
，压力为
250
～
900mbar
，氧气流量为
200
～
5000sccm
，氮气流量为0～
3000sccm。4.
根据权利要求2所述的
TOPCon

【专利技术属性】
技术研发人员：郭金鑫，苗劲飞，苗丽燕，曾庆云，邱彦凯，
申请(专利权)人：晶科能源海宁有限公司，
类型：发明
国别省市：