System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法技术_技高网

一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法技术

技术编号:40961417 阅读:4 留言:0更新日期:2024-04-18 20:40
本申请涉及光伏技术领域,提出了一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法,包括如下步骤:将N型硅晶片用混合溶液1浸泡后,冷却后用去离子水漂洗后晾干;将硅晶片处理后,得到氢化本征非晶硅层;在硅晶片的双面形成隧穿氧化层;在硅晶片正面形成第一poly层;将硅晶片沉积处理后,在硅晶片正面得到含碳的隧穿氧化硅层;将硅晶片正面沉积并退火处理后,在硅晶片正面得到轻掺含磷poly硅层;将硅晶片正面通入混合气体3,沉积并退火处理后,在硅晶片正面得到重掺含磷含碳poly硅层;在硅晶片反面得到含磷的多晶硅层;在硅晶片反面得到氧化铝钝化层;在硅晶片双面均得到氮化硅钝化层。此电池具有钝化质量好、转换效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及光伏,具体而言,涉及一种高钝化质量的n型topcon电池的制备方法。


技术介绍

1、根据基底硅片不同,太阳能电池可以分为p型电池和n型电池。p型电池就是在p型硅片(掺杂3价元素)制备n+/p结构的电池,p型电池使用磷扩散工艺,主要代表为早期的bsf(铝背场)电池和目前主流的perc(发射极钝化和背面接触)电池,极限转换效率为24.5%。2015年之前,bsf电池占据90%市场,2016年perc电池开始发力,到2020年perc电池占比超过85%。p型电池工艺比较简单、成本低,但是面临效率提升瓶颈。n型电池结构优化,具备更高的效率潜力。n型电池则使用硼扩散工艺,在n型硅片(掺杂5价元素)上制备p+/n结构,主要代表有topcon(tunnel oxide passivating contacts,隧穿氧化层钝化接触)和hjt(heterojunction with intrinsic thin layer,晶体硅异质结太阳电池),与p型电池相比具有转换率高、温度系数低、双面率高以及载流子寿命高等优点。

2、topcon电池以其与perc电池高度的兼容性使得众多电池厂商升级原有产线或布局该技术,topcon电池制备需要在perc基础上新增硼扩以及制备隧穿氧化层/poly-si设备,polo(隧穿氧化层+poly-si)结构的制备是该电池的核心技术。

3、目前对于topcon电池的遂穿氧化层有两种主流的制备方法,即lpcvd热氧法和pecvd电离法,但是由于车间环境及前道工序环境的关系,均会使得无论是采用lpcvd或pecvd设备生长的遂穿氧化层,都会出现遂穿氧化层均匀性较差的问题,进而影响到钝化的均匀性,导致topcon电池的转换效率较低。


技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种高钝化质量的n型topcon电池的制备方法,此方法制备的topcon电池具有钝化质量好、转换效率高的优点。

2、为解决上述问题,本专利技术采用的技术方法为:

3、本申请实施例提供一种高钝化质量的n型topcon电池的制备方法,包括如下步骤:

4、s1、将n型硅晶片用混合溶液1浸泡后,冷却后用去离子水漂洗后晾干;

5、s2、将步骤s1所得的硅晶片背面溅射处理后,得到氢化本征非晶硅层;

6、s3、将步骤s2所得的硅晶片放入氢氟酸溶液中浸泡,再用去离子水漂洗后,再高温处理后,在硅晶片的双面形成隧穿氧化层;

7、s4、将步骤s3所得的硅晶片正面退火后,在硅晶片正面形成第一poly层;

8、s5、将步骤s4所得的硅晶片正面预热后,再降压通入混合气体1,沉积处理后,在硅晶片正面得到含碳的隧穿氧化硅层;

9、s6、将步骤s5所得的硅晶片正面通入混合气体2,沉积并退火处理后,在硅晶片正面得到轻掺含磷poly硅层;

10、s7、将步骤s6所得的硅晶片正面通入混合气体3,沉积并退火处理后,在硅晶片正面得到重掺含磷含碳poly硅层;

11、s8、将步骤s7所得的硅晶片反面通入混合气体4,沉积并退火处理后,在硅晶片反面得到含磷的多晶硅层;

12、s9、将步骤s8所得的硅晶片反面以三甲基铝和水作为前驱体,沉积并退火处理后,在硅晶片反面得到氧化铝钝化层;

13、s10、将步骤s9所得的硅晶片双面通入混合气体5,沉积并退火处理后,在硅晶片双面均得到氮化硅钝化层。

14、本申请的一些实施例中,上述混合溶液1包括体积比为1:1:(5-7)的盐酸、过氧化氢和去离子水,n型硅晶片用混合溶液1在100℃下浸泡10-15min。

15、本申请的一些实施例中,上述步骤s2具体是将硅晶片背面在沉积功率230-250w、氩气进气量10-15sccm、背底真空度4×10-4pa、气压0.3-0.6pa、氢浓度9-10.3wt.%条件下,溅射处理140-170min,得到氢化本征非晶硅层。

16、本申请的一些实施例中,上述步骤s3具体是将硅晶片放入氢氟酸溶液中浸泡30-60s,再用去离子水漂洗后,再在温度580-600℃、1.5kpa氧气氛围下处理4-6min,在硅晶片的双面形成隧穿氧化层。

17、本申请的一些实施例中,上述步骤s4具体是将硅晶片正面在温度880-920℃、氮气氛围条件下退火30min,在硅晶片正面形成第一poly层。

18、本申请的一些实施例中,上述步骤s5具体是将硅晶片正面在温度180-190℃、真空度8×10-4pa、气压90-100pa条件下预热15-20min,再降压至60-80pa,通入混合气体1,沉积3-7min,在硅晶片正面得到含碳的隧穿氧化硅层;混合气体1包括体积流量比为10:(150-180):2:(10-13)的硅烷、氢气、甲烷和磷化氢。

19、本申请的一些实施例中,上述步骤s6具体是将硅晶片正面在温度180-190℃、真空度8×10-4pa、气压50-70pa条件下,通入混合气体2,沉积3-5min,在温度760-780℃条件下退火30min,在硅晶片正面得到轻掺含磷poly硅层;混合气体2包括体积流量比为10:8:(150-200)的硅烷、磷烷和氢气。

20、本申请的一些实施例中,上述步骤s7具体是将硅晶片正面在温度180-190℃、真空度8×10-4pa、气压50-70pa条件下,通入混合气体3,沉积3-5min,在温度760-780℃条件下退火30min,在硅晶片正面得到重掺含磷含碳poly硅层;混合气体3包括体积流量比为10:15:2:(120-150)的硅烷、磷烷、甲烷和氢气。

21、本申请的一些实施例中,上述步骤s8具体是将硅晶片反面在温度180-190℃、真空度8×10-4pa、气压50-70pa条件下,通入混合气体4,沉积3-5min,在温度760-780℃条件下退火30min,在硅晶片反面得到含磷的多晶硅层;混合气体4包括体积流量比为10:8:(150-200)的硅烷、磷烷和氢气。

22、本申请的一些实施例中,上述步骤s9具体是将硅晶片反面在温度190-200℃、压强0.014-0.017pa条件下,以三甲基铝和水作为前驱体,以脉冲的方式沉积13-15min,在氮气氛围、温度400-430℃条件下退火30min,在硅晶片反面得到氧化铝钝化层;步骤s10具体是将硅晶片双面在温度300-350℃、压强13-18pa条件下,通入混合气体5,沉积10-13min,在温度400-430℃条件下退火30min,在硅晶片双面均得到氮化硅钝化层;混合气体5包括体积流量比为2:(10-13)的硅烷和氨气。

23、相对于现有技术,本申请的专利技术至少具有如下优点或有益效果:

24、本申请的整个背面钝化膜层的结构设计,能够防止退火过程磷扩散过深的情况,对后道退火工艺窗口也会有更宽的调试空间;且背面钝化整体能够使得退火温度逐渐靠近前道硼扩散的温度;通过在本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法,其特征在于,所述混合溶液1包括体积比为1:1:(5-7)的盐酸、过氧化氢和去离子水,所述N型硅晶片用混合溶液1在100℃下浸泡10-15min。

3.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤S2具体是将硅晶片背面在沉积功率230-250W、氩气进气量10-15sccm、背底真空度4×10-4Pa、气压0.3-0.6Pa、氢浓度9-10.3wt.%条件下,溅射处理140-170min,得到氢化本征非晶硅层。

4.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤S3具体是将硅晶片放入氢氟酸溶液中浸泡30-60s,再用去离子水漂洗后,再在温度580-600℃、1.5kPa氧气氛围下处理4-6min,在硅晶片的双面形成隧穿氧化层。

5.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤S4具体是将硅晶片正面在温度880-920℃、氮气氛围条件下退火30min,在硅晶片正面形成第一poly层。

6.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤S5具体是将硅晶片正面在温度180-190℃、真空度8×10-4Pa、气压90-100Pa条件下预热15-20min,再降压至60-80Pa,通入混合气体1,沉积3-7min,在硅晶片正面得到含碳的隧穿氧化硅层;所述混合气体1包括体积流量比为10:(150-180):2:(10-13)的硅烷、氢气、甲烷和磷化氢。

7.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤S6具体是将硅晶片正面在温度180-190℃、真空度8×10-4Pa、气压50-70Pa条件下,通入混合气体2,沉积3-5min,在温度760-780℃条件下退火30min,在硅晶片正面得到轻掺含磷poly硅层;所述混合气体2包括体积流量比为10:8:(150-200)的硅烷、磷烷和氢气。

8.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤S7具体是将硅晶片正面在温度180-190℃、真空度8×10-4Pa、气压50-70Pa条件下,通入混合气体3,沉积3-5min,在温度760-780℃条件下退火30min,在硅晶片正面得到重掺含磷含碳poly硅层;所述混合气体3包括体积流量比为10:15:2:(120-150)的硅烷、磷烷、甲烷和氢气。

9.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤S8具体是将硅晶片反面在温度180-190℃、真空度8×10-4Pa、气压50-70Pa条件下,通入混合气体4,沉积3-5min,在温度760-780℃条件下退火30min,在硅晶片反面得到含磷的多晶硅层;所述混合气体4包括体积流量比为10:8:(150-200)的硅烷、磷烷和氢气。

10.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型TOPCon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤S9具体是将硅晶片反面在温度190-200℃、压强0.014-0.017Pa条件下,以三甲基铝和水作为前驱体,以脉冲的方式沉积13-15min,在氮气氛围、温度400-430℃条件下退火30min,在硅晶片反面得到氧化铝钝化层;所述步骤S10具体是将硅晶片双面在温度300-350℃、压强13-18Pa条件下,通入混合气体5,沉积10-13min,在温度400-430℃条件下退火30min,在硅晶片双面均得到氮化硅钝化层;所述混合气体5包括体积流量比为2:(10-13)的硅烷和氨气。

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【技术特征摘要】

1.一种高钝化质量的n型topcon电池的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型topcon电池的制备方法,其特征在于,所述混合溶液1包括体积比为1:1:(5-7)的盐酸、过氧化氢和去离子水,所述n型硅晶片用混合溶液1在100℃下浸泡10-15min。

3.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型topcon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤s2具体是将硅晶片背面在沉积功率230-250w、氩气进气量10-15sccm、背底真空度4×10-4pa、气压0.3-0.6pa、氢浓度9-10.3wt.%条件下,溅射处理140-170min,得到氢化本征非晶硅层。

4.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型topcon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤s3具体是将硅晶片放入氢氟酸溶液中浸泡30-60s,再用去离子水漂洗后,再在温度580-600℃、1.5kpa氧气氛围下处理4-6min,在硅晶片的双面形成隧穿氧化层。

5.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型topcon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤s4具体是将硅晶片正面在温度880-920℃、氮气氛围条件下退火30min,在硅晶片正面形成第一poly层。

6.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型topcon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤s5具体是将硅晶片正面在温度180-190℃、真空度8×10-4pa、气压90-100pa条件下预热15-20min,再降压至60-80pa,通入混合气体1,沉积3-7min,在硅晶片正面得到含碳的隧穿氧化硅层;所述混合气体1包括体积流量比为10:(150-180):2:(10-13)的硅烷、氢气、甲烷和磷化氢。

7.根据权利要求1所述的一种高钝化质量的n型topcon电池的制备方法,其特征在于,所述步骤s6具体是将硅晶片正...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈龙
申请(专利权)人:宜宾英发德耀科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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