一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池及其制备方法与流程

本发明涉及电池，具体涉及一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池及其制备方法。

背景技术：

1、目前n-topcon电池背面导电浆料具有一定的腐蚀性，但腐蚀能力较难控制，为了防止导电浆料烧穿多晶硅层破坏隧穿层，从而造成巨大的负荷，多晶硅层需要沉积达到一定的厚度防止其烧穿。光寄生吸收随厚度增加而增加，多晶硅层过厚会造成电池的短路电流过低，导致电池的转换效率降低。故而，将金属化部分多晶硅层厚度控制在120nm以上，高掺杂浓度提高金属化的接触能力，非金属部分厚度控制在20-50nm，适当降低掺杂浓度，提升欧姆接触。用激光去除非金属化区域的多晶硅后，在清洗硅片正面以及边缘的绕镀poly硅时，由于低掺杂多晶硅层表面无保护层，极易被破坏，会导致电池的短路电流降低，造成电池的光电转换效率降低。为此，我们提出了一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池及其制备方法。

技术实现思路

1、(一)针对现有技术的不足，本发明提供了一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池及其制备方法，克服了现有技术的不足，对低掺杂多晶硅起保护作用，从而提升电池的性能。

2、(二)为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池，包括硅基底、硅基底正面上设有p+掺杂层、氧化铝钝化层、氮化硅减反层和正面电极，且硅基底背面上设有遂穿氧化层1、多晶硅层1、遂穿氧化层2、多晶硅层2、氮化硅减反层和背面电极。

3、本发明还提供了一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池的制备方法，具体包括以下步骤：

4、(1)选用n型硅基底并进行双面制绒，形成金字塔结构，得到绒面硅片；

5、(2)在绒面硅片的正面进行硼扩散，形成p+掺杂层和硼硅玻璃层，后去除其硼硅玻璃层、背面和边缘绕扩的掺杂层；

6、(3)在绒面硅片的背面进行热氧化处理形成遂穿氧化层1，后采用pecvd原位磷掺杂的方法形成非晶硅层1；

7、(4)对磷掺杂后的硅片再次予以热氧化处理形成遂穿氧化层2，后继续采用pecvd原位磷掺杂的方法形成非晶硅层2；

8、(5)将两次磷掺杂后的硅片进行高温退火处理，使得非晶硅层1和非晶硅层2转化为多晶硅层1和多晶硅层2；

9、(6)根据金属化图案采用激光去除非金属化区域的多晶硅层2和遂穿层2，形成凸出结构，得到初型电池片；

10、(7)去除初型电池片正面及边缘的绕镀多晶硅；

11、(8)采用ald工艺，在初型电池片正面生长氧化铝钝化层，并采用pecvd法，在初型电池片正面和背面沉积氮化硅减反层；

12、(9)在正面印刷银铝浆，在背面印刷银浆，烘干烧结后进行光注入处理。

13、优选的，步骤(2)中，硼掺杂浓度为4e20cm-3。

14、优选的，步骤(3)中，遂穿氧化层1的厚度为1.5-2nm，非晶硅层1的厚度为20-50nm，且非晶硅层1的磷掺杂浓度为8e19-3e20cm-3。

15、优选的，步骤(4)中，遂穿氧化层2的厚度为1-1.5nm，非晶硅层2的厚度为50-200nm，且非晶硅层2的磷掺杂浓度为3e20-1e21cm-3。

16、优选的，步骤(6)中，凸出结构的宽度为70-120μm，间距为1.2-1.5mm。

17、优选的，步骤(8)中，氧化铝钝化层的厚度为1-5nm，氮化硅减反层的厚度为60-80nm。

18、(三)本发明提供了一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池及其制备方法，具备以下有益效果：

19、本发明提供一种新型n-topcon电池结构，在背面多晶硅低掺杂层与高掺杂层之间增加一层隧穿层2作为湿法阻挡层，对低掺杂多晶硅起保护作用，在清洗硅片正面以及边缘的绕镀多晶硅后，其对应隧穿层2的金属化部分得以保留，且提高钝化效果，从而提升电池的性能。

技术特征：

1.一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池，其特征在于，包括硅基底、硅基底正面上设有p+掺杂层、氧化铝钝化层、氮化硅减反层和正面电极，且硅基底背面上设有遂穿氧化层1、多晶硅层1、遂穿氧化层2、多晶硅层2、氮化硅减反层和背面电极。

2.如权利要求1所述的一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

3.如权利要求2所述的一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，硼掺杂浓度为4e20cm-3。

4.如权利要求2所述的一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，遂穿氧化层1的厚度为1.5-2nm，非晶硅层1的厚度为20-50nm，且非晶硅层1的磷掺杂浓度为8e19-3e20cm-3。

5.如权利要求2所述的一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，遂穿氧化层2的厚度为1-1.5nm，非晶硅层2的厚度为50-200nm，且非晶硅层2的磷掺杂浓度为3e20-1e21cm-3。

6.如权利要求2所述的一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，凸出结构的宽度为70-120μm，间距为1.2-1.5mm。

7.如权利要求2所述的一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池的制备方法，其特征在于，步骤(8)中，氧化铝钝化层的厚度为1-5nm，氮化硅减反层的厚度为60-80nm。

技术总结
本发明涉及电池领域，具体涉及一种背面采用双层隧穿层结构的topcon电池及其制备方法，包括以下步骤：(1)制取绒面硅片；(2)硼扩散；(3)形成遂穿氧化层1和非晶硅层1；(4)形成遂穿氧化层2和非晶硅层2；(5)转化为多晶硅层1和多晶硅层2；(6)制取初型电池片；(7)去除初型电池片正面及边缘的绕镀多晶硅；(8)生长氧化铝钝化层以及沉积氮化硅减反层；(9)印刷电极。本发明提供一种新型topcon电池结构，在背面多晶硅低掺杂层与高掺杂层之间增加一层隧穿层2作为湿法阻挡层，对低掺杂多晶硅起保护作用，在清洗硅片正面以及边缘的绕镀多晶硅后，其对应隧穿层2的金属化部分得以保留，且提高钝化效果，从而提升电池的性能。

技术研发人员：柳冉冉,高芳丽,郭小飞,戴欣欣
受保护的技术使用者：滁州捷泰新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15