TOPCon电池隧穿氧化层制备方法与流程

本发明涉及一种topcon电池的制备方法，特别是一种topcon电池隧穿氧化层的制备方法。

背景技术：

1、关于太阳能高效电池技术——隧穿氧化层钝化接触(tunnel oxide passivated-contact，topcon)，旨在改善硅电池背面的钝化。主要以n型硅片为基础，在硅片背面生长了一层超薄氧化硅，然后再沉积一层磷掺杂的多晶硅层，二者共同形成钝化接触结构，为电池背面提供良好的界面钝化，从而为制备全背面金属电极奠定基础。该技术最主要的优点是利用电池背面的全面钝化，避免了金属电极与硅的直接接触，显著降低了复合电流，并且对载流子有选择性收集，这大大提升了开路电压(voc)和填充因子(ff)。

2、目前，topcon电池的隧穿氧化层的制备主要采用热氧化法，使用pecvd设备，在沉积温度为440℃～460℃下依次沉积隧穿氧化层、本征非晶硅薄膜以及沉积掺杂非晶硅薄膜。该方法存在制造费用高、厚度难以控制、容易产生爆膜等问题。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种topcon电池隧穿氧化层制备方法，减少爆膜情况，对晶硅损伤小。

2、技术方案：一种topcon电池隧穿氧化层制备方法，作为硅衬底的n型单晶硅片经制绒、硼扩散工艺处理后，先通过湿法氧化形成第一隧穿氧化层，后通过pevcd热氧化形成第二隧穿氧化层，第一隧穿氧化层和第二隧穿氧化层的厚度共1.8nm；湿法氧化嵌套在硼扩散工艺处理后的碱抛工艺中。

3、进一步的，第一隧穿氧化层的厚度为0.8～1.6nm，第二隧穿氧化层的厚度为0.2～1nm。

4、进一步的，碱抛工艺流程为：碱洗、水洗、抛光、水洗、湿法氧化、水洗。

5、进一步的，湿法氧化的碱洗液为koh和h2o2的混合溶液，koh的体积浓度为0.24％，h2o2的体积浓度为2.85～5.23％。

6、进一步的，pevcd热氧化工艺为：气相沉积温度为420℃，n2o的流量为12000sccm，压力为1900pa，功率为15000w，脉冲比为2:190，时间为110～40s。

7、最佳的，第一隧穿氧化层的厚度为1.2nm，湿法氧化的碱洗液为koh和h2o2的混合溶液，koh的体积浓度为0.24％，h2o2的体积浓度为4.07％；第二隧穿氧化层的厚度为0.6nm，pevcd热氧化工艺为：气相沉积温度为420℃，n2o的流量为12000sccm，压力为1900pa，功率为15000w，脉冲比为2:190，时间为90s。

8、有益效果：本发明的优点是：topcon电池采用湿法氧化结合热氧化共同形成隧穿氧化层，其膜厚均匀性更好，爆膜问题得到有效改善，开压更优，效率更高；湿法氧化嵌套在碱抛工艺中进行，膜层制作成本低。

技术特征：

1.一种topcon电池隧穿氧化层制备方法，其特征在于：作为硅衬底的n型单晶硅片经制绒、硼扩散工艺处理后，先通过湿法氧化形成第一隧穿氧化层，后通过pevcd热氧化形成第二隧穿氧化层，第一隧穿氧化层和第二隧穿氧化层的厚度共1.8nm；湿法氧化嵌套在硼扩散工艺处理后的碱抛工艺中。

2.根据权利要求1所述的topcon电池隧穿氧化层制备方法，其特征在于：第一隧穿氧化层的厚度为0.8～1.6nm，第二隧穿氧化层的厚度为0.2～1nm。

3.根据权利要求1所述的topcon电池隧穿氧化层制备方法，其特征在于：碱抛工艺流程为：碱洗、水洗、抛光、水洗、湿法氧化、水洗。

4.根据权利要求1所述的topcon电池隧穿氧化层制备方法，其特征在于：湿法氧化的碱洗液为koh和h2o2的混合溶液，koh的体积浓度为0.24％，h2o2的体积浓度为2.85～5.23％。

5.根据权利要求1所述的topcon电池隧穿氧化层制备方法，其特征在于：pevcd热氧化工艺为：气相沉积温度为420℃，n2o的流量为12000sccm，压力为1900pa，功率为15000w，脉冲比为2:190，时间为110～40s。

6.根据权利要求1所述的topcon电池隧穿氧化层制备方法，其特征在于：第一隧穿氧化层的厚度为1.2nm，湿法氧化的碱洗液为koh和h2o2的混合溶液，koh的体积浓度为0.24％，h2o2的体积浓度为4.07％；第二隧穿氧化层的厚度为0.6nm，pevcd热氧化工艺为：气相沉积温度为420℃，n2o的流量为12000sccm，压力为1900pa，功率为15000w，脉冲比为2:190，时间为90s。

技术总结
本发明公开了一种TOPCon电池隧穿氧化层制备方法，作为硅衬底的N型单晶硅片经制绒、硼扩散工艺处理后，先通过湿法氧化形成第一隧穿氧化层，后通过PEVCD热氧化形成第二隧穿氧化层，第一隧穿氧化层和第二隧穿氧化层的厚度共1.8nm；湿法氧化嵌套在硼扩散工艺处理后的碱抛工艺中。TOPCon电池采用湿法氧化结合热氧化共同形成隧穿氧化层，其膜厚均匀性更好，爆膜问题得到有效改善，开压更优，效率更高；湿法氧化嵌套在碱抛工艺中进行，膜层制作成本低。

技术研发人员：王丽婷,许伟,杜敬良,周啸颖,孙航,王金淳,舒振兴,赵冬,黄镇,谢文君,刘海涛,许峰,俞洪林,李岩松,王守志,刘阳,高荣刚,黄国平
受保护的技术使用者：中节能太阳能科技（镇江）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15