去除电池正面绕镀的方法及其应用及N-Topcon电池与流程

本发明属于光伏组件电池，具体涉及一种去除电池正面绕镀的方法及其在n-topcon电池制备方法中的应用，以及该n-topcon电池制备方法制备得到的n-topcon电池。

背景技术：

1、topcon(tunnel oxide passivation contact的缩写，隧穿氧化钝化接触)电池作为一种新型的高效晶硅电池，具有极限效率高、与现有perc(passivated emitter andrear cell的缩写，发射极和背面钝化电池)产线兼容度高、无光衰、温度系数低等优势，备受国内外研究所与生产企业的关注。常规topcon电池一般采用低压化学气相沉积法双面沉积非晶硅，导致产能比较低；而单面沉积非晶硅又会导致电池片的良率和效率比较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种去除电池正面绕镀的方法，用于解决现有技术中双面沉积非晶硅引起的产能低；以及单面沉积非晶硅时，高温过程中在正面形成硼/磷硅玻璃层导致的效率低和良率低的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种去除电池正面绕镀的方法，包括如下步骤：

4、在硅片背面沉积多晶硅层；通入磷源，使多晶硅层表面形成磷硅玻璃；去除硅片正面及四周侧面的磷硅玻璃和多晶硅层及硅片正面硼硅玻璃，保留硅片背面的磷硅玻璃；通过高温退火将硅片背面保留的磷硅玻璃中的磷元素推进到多晶硅层内形成n+多晶硅掺杂层，并氧化硅片正面的富硼层形成硼硅玻璃；去除硅片背面的磷硅玻璃和硅片正面由所述富硼层形成的硼硅玻璃；所述硅片为n型硅。

5、通过先在磷扩散的沉积步骤后去除硅片正面及四周侧面的磷硅玻璃和多晶硅层及硅片正面硼硅玻璃，再进行高温退火，可以有效解决高温过程在硅片正面形成硼/磷硅玻璃层导致的效率低和良率低的问题；同时在退火过程中通入氧气将正面的富硼层形成硼硅玻璃，然后清洗去除，可以有效去除一部分富硼层，从而提高钝化能力。

6、根据本发明的一些优选实施方面，所述去除硅片正面及四周侧面的磷硅玻璃和多晶硅层及硅片正面的硼硅玻璃的方法为：先用氢氟酸去除硅片正面及四周侧面的磷硅玻璃；再用氢氧化钾和添加剂去除硅片正面及四周侧面的多晶硅层；最后用氢氟酸去除硅片正面的硼硅玻璃。在硅片背面沉积多晶硅层后，通入磷源，使多晶硅层表面形成磷硅玻璃时，会在硅片的正面、背面及四周侧面都产生绕镀的磷硅玻璃和绕镀的多晶硅层，故在此先去除。硅片正面的硼硅玻璃是在电池制备过程中的硼扩散步骤中产生的，并且在前期的背面刻蚀步骤中只去除了硅片背面的硼硅玻璃。

7、根据本发明的一些优选实施方面，所述通入磷源，使多晶硅层表面形成磷硅玻璃的步骤中，沉积温度为800-850℃，沉积时间为10-30min。本发明的一些实施例中，在硅片背面沉积多晶硅层的方法为低压化学气相沉积法，通入的气体为氮气和氧气，氮气流量为500-1500sccm，氧气流量为500-1000sccm。通入的磷源为三氯氧磷。所述多晶硅层的厚度为100-300nm，优选为130-170nm，所述磷源的厚度为10-20nm。

8、根据本发明的一些优选实施方面，所述通过高温退火将硅片背面保留的磷硅玻璃中的磷元素推进到多晶硅层内部形成n+多晶硅掺杂层的步骤中，推进温度为850-950℃，推进时间为20-50min。通入的气体为氮气和氧气，氮气的流量为1000-3000sccm，氧气的流量为1000-2000sccm。具体地，在高温退火时，还会向多晶硅层内形成一层薄薄的新的磷硅玻璃，最后去除时会将此前保留在硅片背面的磷硅玻璃和此步骤新产生的磷硅玻璃共同去除，最终得到n+多晶硅掺杂层。

9、根据本发明的一些优选实施方面，所述去除硅片正面及四周侧面的磷硅玻璃的步骤中，氢氟酸的浓度为2％-8％，刻蚀时间为25-60s。采用链式刻蚀设备去除硅片正面及四周侧面的磷硅玻璃。

10、根据本发明的一些优选实施方面，所述去除硅片正面及四周侧面的多晶硅层的步骤中，氢氧化钾的浓度为2％-5％，刻蚀时间为120-300s，刻蚀温度为50-80℃。采用槽式刻蚀设备去除硅片正面及四周侧面的多晶硅层。

11、根据本发明的一些优选实施方面，所述去除硅片正面硼硅玻璃的步骤中，氢氟酸的浓度为30％-50％，刻蚀时间为30-60s。采用链式刻蚀设备去除硅片正面硼硅玻璃。

12、根据本发明的一些优选实施方面，所述去除硅片背面的磷硅玻璃和硅片正面由所述富硼层形成的硼硅玻璃的步骤中，使用的刻蚀液为氢氟酸，氢氟酸的浓度为浓度5％-10％，刻蚀时间为90-110s，采用槽式刻蚀设备进行刻蚀。

13、另一方面，本发明还提供了一种上述去除电池正面绕镀的方法的应用，即包括上述去除电池正面绕镀的方法的n-topcon电池的制备方法。该n-topcon电池的制备方法包括双面制绒、硼扩散、背面刻蚀、隧穿氧化层生长、上述去除电池正面绕镀的方法、硅片正面氧化铝和氮化硅介质膜沉积、背面氮化硅介质膜沉积和丝网印刷与烧结。

14、又一方面，本发明提供了利用上述n-topcon电池的制备方法制备得到的n-topcon电池。通过上述制备方法制备得到的n-topcon电池的外观无色差，良率提高。

15、与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本发明的去除电池正面绕镀的方法，通过先在磷扩散的沉积步骤后去除硅片正面及四周侧面的磷硅玻璃和多晶硅层及硼硅玻璃，再进行高温退火，可以有效解决高温过程在硅片正面形成硼/磷硅玻璃层导致的效率低和良率低的问题；且单面沉积多晶硅相比于双面沉积还能够有效提高低压化学气相沉积工艺的产能；同时在退火过程中通入氧气将正面的富硼层形成硼硅玻璃，然后清洗去除，可以有效去除部分硅片正面的富硼层，从而提高电池的钝化能力。

技术特征：

1.一种去除电池正面绕镀的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的去除电池正面绕镀的方法，其特征在于，所述去除硅片正面及四周侧面的磷硅玻璃和多晶硅层及硅片正面的硼硅玻璃的方法为：先用氢氟酸去除硅片正面及四周侧面的磷硅玻璃；再用氢氧化钾和添加剂去除硅片正面及四周侧面的多晶硅层；最后用氢氟酸去除硅片正面的硼硅玻璃。

3.根据权利要求1所述的去除电池正面绕镀的方法，其特征在于，所述通入磷源，使多晶硅层表面形成磷硅玻璃的步骤中，沉积温度为800-850℃，沉积时间为10-30min。

4.根据权利要求1所述的去除电池正面绕镀的方法，其特征在于，所述通过高温退火将硅片背面保留的磷硅玻璃中的磷元素推进到多晶硅层内部形成n+多晶硅掺杂层的步骤中，推进温度为850-950℃，推进时间为20-50min。

5.根据权利要求2所述的去除电池正面绕镀的方法，其特征在于，所述去除硅片正面及四周侧面的磷硅玻璃的步骤中，氢氟酸的浓度为2％-8％，刻蚀时间为25-60s。

6.根据权利要求2所述的去除电池正面绕镀的方法，其特征在于，所述去除硅片正面及四周侧面的多晶硅层的步骤中，氢氧化钾的浓度为2％-5％，刻蚀时间为120-300s，刻蚀温度为50-80℃。

7.根据权利要求2所述的去除电池正面绕镀的方法，其特征在于，所述去除硅片正面硼硅玻璃的步骤中，氢氟酸的浓度为30％-50％，刻蚀时间为30-60s。

8.根据权利要求1所述的去除电池正面绕镀的方法，其特征在于，所述去除硅片背面的磷硅玻璃和硅片正面由所述富硼层形成的硼硅玻璃的步骤中，使用的刻蚀液为氢氟酸，氢氟酸的浓度为浓度5％-10％，刻蚀时间为90-110s。

9.一种如权利要求1-8任意一项所述的去除电池正面绕镀的方法在制备n-topcon电池中的应用。

10.一种如权利要求9所述的n-topcon电池的制备方法制备得到的n-topcon电池。

技术总结
本发明公开一种去除电池正面绕镀的方法及其应用及N‑Topcon电池，去除电池正面绕镀的方法包括如下步骤：在硅片背面沉积多晶硅层；通入磷源，使多晶硅层表面形成磷硅玻璃；去除硅片正面及四周侧面的磷硅玻璃和多晶硅层及硅片正面硼硅玻璃，保留硅片背面的磷硅玻璃；通过高温退火将硅片背面保留的磷硅玻璃中的磷元素推进到多晶硅层内部形成n+多晶硅掺杂层，并氧化硅片正面的富硼层形成硼硅玻璃；去除硅片背面的磷硅玻璃和硅片正面由所述富硼层形成的硼硅玻璃；所述硅片为N型硅。本发明的去除电池正面绕镀的方法，可以有效解决电池片的效率低和良率低的问题并提高产能；还可有效去除部分硅片正面的富硼层，从而提高电池的钝化能力。

技术研发人员：朱佳佳,赵福祥,费存勇
受保护的技术使用者：韩华新能源（启东）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15