一种选择性掺杂结构及其制备方法、TOPcon电池与流程

本申请涉及光伏领域，尤其涉及topcon电池。

背景技术：

1、目前市场上大规模生产的topcon(tunnel oxide passivated contact solarcell，隧穿氧化层钝化接触太阳能电池)太阳能电池前表面发射极分为两块区域，一个是接触区，即与金属电极接触的区域；另一个是光照区域即非接触区。接触区的掺杂多晶硅层要求掺杂浓度较高，有利于降低金属电极和半导体的接触电阻。非接触区要求掺杂浓度较低，有利于降低光电效应过程中的表面俄歇复合，提高载流子收集率、短波响应和钝化效果。具有接触区的掺杂多晶硅层掺杂浓度较高、非接触区掺杂浓度较低这一特征的结构，称为选择性掺杂结构。

2、金属电极一般与掺杂多晶硅层直接接触。对于具有选择性掺杂结构的topcon电池，金属电极只与接触区的掺杂多晶硅层直接接触。在金属电极制备之前，掺杂多晶硅层表面一般整体覆盖有一层钝化层。金属电极的制备方式通常是在接触区内钝化层的表面预设导线浆料，通过高温烧结，浆料会形成金属电极，同时会破坏并穿透钝化层，与掺杂多晶硅层接触。目前的技术趋势是降低掺杂多晶硅层的厚度，以进一步提高topcon电池的性能并降低成本，但这同时造成了掺杂多晶硅层也容易被金属电极穿透，导致隧穿氧化层的钝化效果被破坏。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种选择性掺杂结构及其制备方法、topcon电池，以解决掺杂多晶硅层减薄后容易被金属电极穿透的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种选择性掺杂结构，所述选择性掺杂结构包括：

3、硅片，所述硅片的一面的区域划分为接触区和非接触区；

4、设置在所述硅片的一面的隧穿氧化层；

5、设置在所述隧穿氧化层表面的磷掺杂多晶硅层，所述接触区的多晶硅的磷掺杂浓度高于所述非接触区；

6、设置在所述接触区内的掺杂多晶硅层表面的磷掺杂纳米硅粉层；

7、设置在所述接触区内的掺杂多晶硅层表面的金属电极；

8、钝化层，所述钝化层设置在所述非接触区内的掺杂多晶硅层表面，以及所述磷掺杂纳米硅粉层表面未被金属电极占据的区域。

9、在本申请的一些实施例中，所述磷掺杂多晶硅层的厚度为70～100nm。

10、在本申请的一些实施例中，所述磷掺杂纳米硅粉层的厚度为5～15nm。

11、在本申请的一些实施例中，所述接触区中，磷掺杂多晶硅层的方块电阻为25～55ω；和/或，

12、所述非接触区中，磷掺杂多晶硅层的方块电阻为70～130ω。

13、在本申请的一些实施例中，所述钝化层的材料为氮化硅。

14、第二方面，本申请实施例提供一种选择性掺杂结构的制备方法，所述方法包括如下步骤：

15、提供硅片，将所述硅片的一面的区域划分为接触区和非接触区；

16、在所述硅片的一面沉积隧穿氧化层；

17、在所述隧穿氧化层表面沉积多晶硅层；

18、在所述接触区内的多晶硅层表面设置一层纳米硅粉层；

19、对所述多晶硅层和纳米硅粉层进行磷掺杂处理，使得所述多晶硅层转变成磷掺杂多晶硅层、所述纳米硅粉层转变成磷掺杂多晶硅粉层，并使得所述接触区的多晶硅的磷掺杂浓度高于所述非接触区；

20、在所述非接触区内的掺杂多晶硅层表面和所述磷掺杂纳米硅粉层表面制备钝化层；

21、在所述接触区内的钝化层表面设置导电浆料后烧结，使所述导电浆料形成金属电极，并穿透所述钝化层与所述磷掺杂纳米硅粉层接触。

22、在本申请的一些实施例中，所述磷掺杂多晶硅层的厚度为70～100nm。

23、在本申请的一些实施例中，所述磷掺杂纳米硅粉层的厚度为5～15nm。

24、在本申请的一些实施例中，所述在所述接触区内的多晶硅层表面设置一层纳米硅粉层，包括如下步骤：

25、以硅墨为材料，在所述接触区内的多晶硅层表面印刷形成纳米硅粉层。

26、第三方面，本申请实施例提供一种topcon电池，所述topcon电池包括第一方面所述的选择性掺杂结构，或者由第二方面任一实施例所述的方法制备得到的选择性掺杂结构。

27、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

28、本申请实施例提供的选择性掺杂结构，通过在所述接触区内的掺杂多晶硅层表面设置磷掺杂纳米硅粉层，可以起到隔离磷掺杂多晶硅层与金属电极的作用，防止掺杂多晶硅层也容易被金属电极穿透。

技术特征：

1.一种选择性掺杂结构，其特征在于，所述选择性掺杂结构包括：

2.根据权利要求1所述的选择性掺杂结构，其特征在于，所述磷掺杂多晶硅层的厚度为70～100nm。

3.根据权利要求1所述的选择性掺杂结构，其特征在于，所述磷掺杂纳米硅粉层的厚度为5～15nm。

4.根据权利要求1所述的选择性掺杂结构，其特征在于，所述接触区中，磷掺杂多晶硅层的方块电阻为25～55ω；和/或，

5.根据权利要求1所述的选择性掺杂结构，其特征在于，所述钝化层的材料为氮化硅。

6.一种选择性掺杂结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的选择性掺杂结构的制备方法，其特征在于，所述磷掺杂多晶硅层的厚度为70～100nm。

8.根据权利要求6所述的选择性掺杂结构的制备方法，其特征在于，所述磷掺杂纳米硅粉层的厚度为5～15nm。

9.根据权利要求6所述的选择性掺杂结构的制备方法，其特征在于，所述在所述接触区内的多晶硅层表面设置一层纳米硅粉层，包括如下步骤：

10.一种topcon电池，其特征在于，所述topcon电池包括权利要求1～5中任意一项所述的选择性掺杂结构，或者由权利要求6～9中任意一项所述的方法制备得到的选择性掺杂结构。

技术总结
本申请涉及一种选择性掺杂结构，所述选择性掺杂结构包括：硅片，所述硅片的一面的区域划分为接触区和非接触区；设置在所述硅片的一面的隧穿氧化层；设置在所述隧穿氧化层表面的磷掺杂多晶硅层，所述接触区的多晶硅的磷掺杂浓度高于所述非接触区；设置在所述接触区内的掺杂多晶硅层表面的磷掺杂纳米硅粉层；设置在所述接触区内的掺杂多晶硅层表面的金属电极；钝化层，所述钝化层设置在所述非接触区内的掺杂多晶硅层表面，以及所述磷掺杂纳米硅粉层表面未被金属电极占据的区域。本申请通过在所述接触区内的掺杂多晶硅层表面设置磷掺杂纳米硅粉层，可以起到隔离磷掺杂多晶硅层与金属电极的作用，防止掺杂多晶硅层也容易被金属电极穿透。

技术研发人员：刘志锋,王佳丽,余竹云,朱玉娟,李钡,纪桂平,张明涛
受保护的技术使用者：中环新能（安徽）先进电池制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25