一种基于重掺杂硼扩散的TOPCon电池制备工艺的制作方法

文档序号:38081336发布日期:2024-05-28 19:04阅读:11来源:国知局

本申请涉及topcon电池制备,具体而言,涉及一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺。


背景技术:

1、近几十年来,随着人类对石油、煤炭、天然气等不可再生能源的过度开采和消耗,此类能源难以长久满足人类的需求;另外,不可再生能源的过度利用导致环境污染加剧,人类赖以生存的环境一步步被破坏,因此寻求新型清洁能源一直受到国际社会广泛关注,诸如风能、地热能、太阳能、海洋能等能源的发展利用越来越成为人类发展所必须研究利用的能源。其中,太阳能因其覆盖范围广,受地域限制性因素较小且取之不尽、用之不竭而受到国际能源发展的青睐,而太阳能光伏发电技术更利于满足人类发展所需,另一方面,目前传统的也是最具发展潜力的仍是硅基太阳能电池,生产硅基太阳能电池主要原料就是硅(si),硅元素在地壳中占总质量的26.4%,仅次于排名第一位的氧元素(49.4%),足够太阳能电池生产所需,因此太阳能电池近几十年发展迅速。

2、隧穿氧化层钝化接触太阳电池(tunnel oxide passivated contact solarcell,topcon)是最近几年发展迅速的一种高效晶硅太阳电池。该电池特点是采用高质量的超薄氧化硅加掺杂多晶硅层实现电池全背面高效钝化和载流子选择性收集,无硅/金属接触界面,有利于提升开路电压(open circuit voltage,voc),而全面积地收集载流子有利于提升填充因子(fill factor,ff)。此外该电池采用高质量n型单晶硅片为衬底,无p型硅片的光致衰减效应,因此可获得高效率的太阳电池。但就目前市场来看,太阳电池的转化性能还有待提高。


技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺,此制备工艺通过采用重掺杂硼扩散、低温金属化以及增加金属化细栅数来达到提高转化率的效果。

2、本申请解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

3、本申请实施例提供一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺,包括以下步骤:

4、s1、制绒;

5、s2、硼扩散:对n型晶体硅基体的正面进行第一次硼扩散,形成第一p+掺杂层以及第一bsg层;去除第一bsg层后进行激光开槽,然后在开槽处进行第二次硼扩散,形成第二p+掺杂层以及第二bsg层;

6、s3、激光处理和氧化处理;

7、s4、沉积二氧化硅和多晶硅;

8、s5、磷扩散:采用磷源在n型晶体硅基体的背面进行磷扩散,在其背面形成n+掺杂层和psg层;

9、s6、利用化学腐蚀去除背面psg,再用碱液去除正面的bsg;

10、s7、对n型晶体硅基体的正反表面进行钝化处理;

11、s8、金属化:在n型晶体硅基体的背面用银浆印刷电极,形成背面细栅;在n型晶体硅基体的正面先用腐蚀性铝浆横向印刷正面第一细栅,经烘烤烧结后在正面第一细栅上纵向印刷银浆,烧结后得到第二细栅。

12、相对于现有技术,本申请的实施例至少具有如下优点或有益效果:

13、1、本申请采用重掺杂(二次硼扩散)深结方法,来实现硼扩散的选择性发射极结构,使得在topcon电池表面有两种浓度的硼扩浓度,进而减少掺杂减少表面复合速率,金属和金属化图形接触的部分进行高掺杂,实现好的欧姆接触,提高电池的转化率。

14、2、本申请在金属化烧结步骤采用低温烧结工艺,相比于现有技术中的高温烧结具有更好的安全性,同时也不担心会烧穿pn结。本申请还增加金属化正背面的栅数来提升ff配比,进而综合起到为电池性能增效的结果。



技术特征:

1.一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺,其特征在于,其包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺,其特征在于,所述s1步骤中的制绒为将n型晶体硅基体放入含有制绒添加剂的碱液中,在60-80℃下形成金字塔绒面。

3.根据权利要求1所述的一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺,其特征在于,所述s2步骤中的第一次硼扩散具体步骤为:先将扩散炉升温至950℃,将n型晶体硅基体先在炉口预热后再送入恒温区,通入三氯化硼进行扩散,扩散时间为30-90min,第一p+掺杂层的结深为0.3-0.5μm。

4.根据权利要求3所述的一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺,其特征在于,所述s2步骤中第二次硼扩散的扩散时间为60-100min,第二p+掺杂层的结深为1-3μm。

5.根据权利要求1所述的一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺,其特征在于,所述s4步骤中沉积二氧化硅和多晶硅具体采用低压化学气相沉积法在硅片沉积隧穿氧化层sio2和poly-si层。

6.根据权利要求1所述的一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺,其特征在于,所述s5步骤中磷扩散具体为先在850-1100℃下扩散10-30min,再降温至750-850℃下扩散10-60min,n+掺杂层的结深为0.5-2μm。

7.根据权利要求1所述的一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺,其特征在于,所述s7步骤中的钝化处理具体为:在n型晶体硅基的在硅片正面利用化学气相沉积的方式沉积表面钝化层和减反层,在背面利用化学气相沉积的方式沉积钝化层,所述正面的钝化层和减反层为sio2、sinx或al2o3介质膜;背面的钝化层为sio2和sinx介质膜组成的复合介质膜。

8.根据权利要求1所述的一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺,其特征在于,所述s8步骤中背面细栅和正面第一细栅的宽度均为10-50μm,间距为0.5-1.2mm,设置150-200根;所述正面第二细栅的宽度为1-2mm,等间距设置8-15根。

9.根据权利要求1所述的一种基于重掺杂硼扩散的topcon电池制备工艺,其特征在于,所述金属化步骤中的烧结采用低温烧结,温度为300-400℃。


技术总结
本申请提出了一种基于重掺杂硼扩散的TOPCon电池制备工艺,涉及TOPCon电池制备领域。包括以下步骤:制绒;重掺杂硼扩散;激光处理和氧化处理;沉积二氧化硅和多晶硅;磷扩散;利用化学腐蚀去除背面PSG,再用碱液去除正面的BSG;对N型晶体硅基体的正反表面进行钝化处理;金属化:在N型晶体硅基体的背面用银浆印刷电极,形成背面细栅;在N型晶体硅基体的正面先用腐蚀性铝浆横向印刷正面第一细栅,经烘烤烧结后在正面第一细栅上纵向印刷银浆,烧结后得到第二细栅。此制备工艺通过采用重掺杂硼扩散、低温金属化以及增加金属化细栅数来达到提高转化率的效果。

技术研发人员:陈龙
受保护的技术使用者:宜宾英发德耀科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/27
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