一种激光硼掺杂选择性发射极TOPCon结构电池及其制备方法与流程

本发明属于光伏技术领域，具体涉及一种激光硼掺杂选择性发射极topcon结构电池及其制备方法。

背景技术：

提高电池转换效率和降低电池制造成本一直是业界不断追求的目标。大量的新型高效电池结构技术被提出，并被国内外众多科研单位和企业进行了大量的研究。其中，隧穿氧化层钝化接触(tunneloxidepassivatingcontacts，topcon)太阳电池，使用极薄二氧化硅和重掺杂硅薄膜的叠层膜作为背面钝化接触，经过高温退火后，具有极好的钝化性能和极低的接触电阻、耐高温性能。topcon电池光电转化效率已经达到25.8％，并且与n-pert双面电池产业相兼容，极大地简化了电池生产工艺和成本。

目前，topcon电池产业化效率较低，选择性发射极的应用可以降低ag-al和p⁺⁺区域的接触电阻，同时降低金属栅线下p⁺⁺区域的j0,met，提高电池的开路电压和填充因子，从而提高电池转化效率。激光掺杂选择性发射极很容易被实现，不需要复杂的掩膜工艺，在p-perc电池中已经被应用。目前，使用硼硅玻璃(bsg)作为掺杂源进行激光掺杂，也是国际上一个技术难点，激光难以将bsg的硼掺杂进入p⁺层，会导致p⁺层的表面掺杂浓度降低，结深加深。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了

本发明的技术方案为：一种激光硼掺杂选择性发射极topcon结构电池的制备方法，包括以下步骤：

ⅰ、对n型硅片进行清洗制绒；

ⅱ、在硼扩散中，推进形成高硼表面浓度的p⁺⁺层，不进行氧化过程；

ⅲ、采用激光对栅线区域进行掺杂推进；

ⅳ、经过清洗，放回扩散炉进行氧化形成选择性发射极；

ⅴ、去除背面的bsg和p⁺层，在背面制备隧穿氧化层和掺杂薄膜硅层；

ⅵ、去掉正面绕镀产生的多晶硅和步骤ⅱ得到的bsg，双面沉积钝化层和sinx减反膜；

ⅶ、丝网印刷双面电极。

本发明利用推进工艺形成的高表面浓度的p⁺⁺层作为激光掺杂硼源，经过激光掺杂和氧化工艺，形成硼选择性发射极，而不需要沉积额外的硼源，极大地简化选择性发射极topcon电池的制备工艺过程，同时有利于成本的降低；通过本发明的制备方法不仅可以提高电池的开路电压，而且可以提高电池的填充因子，最终提高topcon太阳电池的转换效率。

作为优选，所述步骤ⅱ中，硼扩散时的工艺推进参数为：bbr3的n2流量为1～2000sccm，推进温度为700～1200℃，推进时间为0～10h。

作为优选，所述步骤ⅲ中采用的激光的参数为：功率为1～1000w、扫描速度为0.1～100m/s、波长为1100～200nm的脉冲或连续激光光束。

作为优选，所述述步骤ⅳ中，氧化工艺参数为：o2流量为1～2000sccm，氧化温度为700～1200℃，氧化时间为0～10h。

本发明还提供了上述的制备方法制备得到的激光硼掺杂选择性发射极topcon结构电池。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)应用本发明的选择性发射极，可以降低ag-al和p⁺⁺区域的接触电阻，同时降低金属栅线下p⁺⁺区域的复合，不仅可以提高电池的开路电压，而且可以提高电池的填充因子，最终提高topcon太阳电池的转换效率；

(2)本发明解决了激光难以将bsg的硼掺杂进入p⁺层，会导致p⁺层的表面掺杂浓度降低，结深加深的问题。本发明利用推进工艺形成的高表面浓度的p⁺⁺层作为激光掺杂硼源，经过激光掺杂和氧化工艺，形成硼选择性发射极；

(3)本发明不需要沉积额外的硼源，极大地简化选择性发射极topcon电池的制备工艺过程，同时，本发明工序简单、成本低、适合应用于规模化生产。

附图说明

图1为本发明制备激光硼掺杂选择性发射极topcon太阳电池的流程图；

图2为本发明制备得到的激光硼掺杂选择性发射极topcon太阳电池的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明的激光硼掺杂选择性发射极topcon太阳电池的制备方法，包括如下步骤，如图1所示：

ⅰ.对n型硅片进行制绒和rca清洗；

ⅱ.进行硼扩散，其中bbr3的n2流量130sccm，推进温度：900℃；推进时间：2h，推进形成高硼表面浓度的p⁺⁺层，不进行氧化过程；

ⅲ.采用532nm绿光纳秒调q激光，功率28w、扫描速度20m/s，对金属栅线区域进行掺杂推进；

ⅳ.经过清洗，放回扩散炉进行氧化，氧化的工艺参数为：o2流量为30sccm，氧化温度为920℃；氧化时间为2h，从而形成选择性发射极；

ⅴ.去除背面的bsg和p⁺层，在背面制备tunneloxidelayer(隧道氧化层)和掺杂薄膜硅层；

ⅵ.去掉正面绕镀产生的多晶硅和步骤ⅱ的bsg，双面沉积passivationlayer(钝化层)和sinx减反膜；

ⅶ.丝网印刷正面和背面电极。

最终制备出的激光硼掺杂选择性发射极topcon太阳电池，见图2。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种激光硼掺杂选择性发射极TOPCon结构电池及其制备方法，方法包括以下步骤：对N型硅片进行清洗制绒；在硼扩散中，推进形成高硼表面浓度的P++层，不进行氧化过程；采用激光对栅线区域进行掺杂推进；经过清洗，放回扩散炉进行氧化形成选择性发射极；去除背面的BSG和P+层，在背面制备隧穿氧化层和掺杂薄膜硅层；去掉正面绕镀产生的多晶硅和步骤Ⅱ得到的BSG，双面沉积钝化层和SiNx减反膜；丝网印刷双面电极。本发明的制备方法不仅可以提高电池的开路电压，而且可以提高电池的填充因子，最终提高TOPCon太阳电池的转换效率。

技术研发人员：林文杰;何宇;龚剑;邹杨;王尧;袁玲;刘成法;陈达明;陈奕峰;沈辉
受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司
技术研发日：2019.06.28
技术公布日：2019.10.01