一种提升N-TOPCon电池背面金属化接触性的制备方法与流程

一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法
技术领域
1.本发明涉及topcon电池加工技术领域，具体涉及一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法。


背景技术：

2.topcon电池产能得到释放，效率有明显的提升。但是目前topcon电池效率方面仍存在一些问题，尤其电池背面因引入poly硅层而导致的接触性及复合性问题对效率影响较大，所以开发高效且稳定的背接触性电池显得尤为迫切。
3.现阶段，topcon电池引入poly硅后，会对poly硅用磷进行重掺形成一个良好的背接触层，背面薄层电阻贡献的接触性能够稳定的控制，然而背面重掺有富余的p原子会容易捕获电子，形成较多的复合中心，影响电流和开压，对效率提升会有较大瓶颈。怎样降低p掺的复合下提升背面金属化区域的接触，再提升效率需要重点解决。


技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本发明提供一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法，通过使用二氧化硅气凝胶掺杂银浆，能够在提升发射极接触性的同时，降低非接触区域表面的复合，使得短路电流及开路电压和填充因子都能得到较好的改善。
5.为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
6.一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
7.(1)n型硅片制绒；
8.(2)硼扩散掺杂：在硅片前表面掺杂一层p+层；
9.(3)背面去bsg并进行抛光；
10.(4)正背面高温下先形成sio层然后再生长poly硅层；
11.(5)背表面进行磷扩散进行低掺杂及退火晶化，形成低掺杂n+层；
12.(6)去除正背面的bsg及psg，并同时去除正面的poly硅；
13.(7)前表面利用ald沉积al2o3薄膜；
14.(8)前表面利用pecvd沉积si
x
ny或者siony薄膜；
15.(9)背表面利用pecvd沉积si
x
ny或者siony薄膜；
16.(10)正背面进行电极印刷，烧结，形成欧姆接触，其中背面使用掺杂纳米级别二氧化硅气凝胶技术的银浆进行电击印刷。
17.优选的，所述步骤(1)为在硅片表面形成纳米级别的绒面。
18.优选的，所述步骤(3)为采用酸洗去bsg，后碱洗抛光。
19.优选的，所述步骤(4)中poly硅层厚度在80-130nm。
20.优选的，所述步骤(5)中得到的n型硅片背面方阻在60-80ω。
21.优选的，所述步骤(6)中去除方式为酸洗及碱洗。
22.优选的，所述步骤(10)中纳米级别二氧化硅气凝胶在银浆中的掺杂方式为将纳米级别二氧化硅气凝胶与银粉掺杂制备成掺杂二氧化硅的多空隙的亚微米银颗粒单质，后在制备成银浆，且纳米级别二氧化硅气凝胶掺杂银粉的比例为0.005％-0.01％。
23.本发明提供一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法，与现有技术相比优点在于：
24.(1)本发明使用二氧化硅气凝胶掺杂银浆提升发射极区域接触性和导电性，在提升发射极接触性的同时，降低了非接触区域表面的复合，使得短路电流及开路电压和填充因子都能得到较好的改善；
25.(2)本发明充分利用了topcon电池的钝化接触技术，在现有的poly硅结构上，开发低掺杂工艺，然后通过叠加使用并开发二氧化硅气凝胶技术的银浆，针对性的提高了发射电极区域的高导电性和接触性，及降低了非发射极区域的复合性。
26.(3)本发明中使用的二氧化硅气凝胶是一种极其轻盈、透明、高吸附和表面积且具有良好的导电性和绝缘性的材料，它是由二氧化硅颗粒形成的三维网络结构，这个结构中的大部分体积是由空气或者其他气体填充的，所以它的密度极低，高比表面积，高孔隙率等特点；金属化银浆引入二氧化硅气凝胶，具体指银粉材料制作过程中，掺杂一定比例的纳米级别的二氧化硅气凝胶，借助二氧化硅气凝胶的特性以此形成掺杂二氧化硅的多空隙的亚微米银颗粒单质，然后进行银浆制作流程，这样增加了亚微米级别银颗粒的体表面积和接触面积，增加了银的导电性和银浆的接触性；目前量产的topcon路线下，poly硅金属化主要有银浆腐蚀形成良好的接触，银浆主要是微米级别的银粉颗粒，玻璃粉，有机相组成；目前topcon电池路线下形成电池后，微米级别的银导电性主要由银颗粒表面完成，导电性一定，导致线电阻和接触电阻一定下制约了接触的提升，效率有明显的局限性；本发明通过poly硅的浅掺杂优化，降低了poly硅的复合；叠加金属化银浆引入二氧化硅气凝胶技术，亚微米级别的银在一定温度烧结下，因为体表面积和空隙增大，使得银的固有导电通道不单单是表面，也有亚微米空隙，从而提升金属导电率；亚微米的空隙增加了与玻璃粉的接触能力，填充更加充实，烧结蚀刻poly硅过程提升了玻璃相与poly硅的接触面，增加接触性；这样较大的提升了发射极接触性的同时，降低了非接触区域表面的复合，使得短路电流及开路电压和填充因子都能得到较好的改善，综上对提高转换效率有较大的帮助，相对提效幅度更大。
附图说明：
27.图1为本发明实施例的电池结构示意图；
28.图2为本发明对比例的电池结构示意图。
29.实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1：
32.n-topcon电池的制备：
33.(1)n型硅片制绒，在硅片表面形成纳米级别的绒面；
34.(2)硼扩散掺杂，在硅片前表面掺杂一层p+层；
35.(3)背面酸洗去bsg，然后对背面进行碱洗抛光
36.(4)正背面高温下先形成sio层然后再生长poly硅层，poly硅层厚度在120nm
37.(5)背表面进行磷扩散进行低掺杂及退火晶化，形成低掺杂n+层，得到n型硅片背面方阻在70ω；
38.(6)正背面酸性及碱洗去除正背面的bsg及psg，并同时去掉正面的poly硅
39.(7)前表面利用ald沉积al2o3薄膜；
40.(8)前表面利用pecvd沉积si
x
ny薄膜；
41.(9)背表面利用pecvd沉积si
x
ny薄膜
42.(10)正背面进行电极印刷，烧结，形成欧姆接触，制得n-topcon电池，且背面使用掺杂纳米级别二氧化硅气凝胶技术的银浆；其中气凝胶掺杂银粉的比例为0.008％，即1000克银粉中掺0.8克纳米级二氧化硅气凝胶后制备成银浆；
43.对比例：
44.常规n-topcon电池的制备：
45.(1)n型硅片制绒，在硅片表面形成纳米级别的绒面；
46.(2)硼扩散掺杂，在硅片前表面掺杂一层p+层；
47.(3)背面酸洗去bsg，然后对背面进行碱洗抛光
48.(4)正背面高温下先形成sio层然后再生长poly硅层，poly硅层厚度在120nm
49.(5)背表面进行磷扩散进行重掺杂及退火晶化，形成高掺杂n+层，得到n型硅片背面方阻在40ω；
50.(6)正背面酸性及碱洗去除正背面的bsg及psg，并同时去掉正面的poly硅
51.(7)前表面利用ald沉积al2o3薄膜；
52.(8)前表面利用pecvd沉积si
x
ny薄膜；
53.(9)背表面利用pecvd沉积si
x
ny薄膜
54.(10)正背面进行银浆电极印刷，烧结，形成欧姆接触，制得n-topcon电池。
55.检测：
56.对上述实施例和对比例制得的n-topcon电池进行性能检测，具体如下表所示：
57.类别对比例实施例实施例-对比例uoc(mv)717.35718.441.09isc(ma)13.69013.7330.043ff(％)84.1184.330.22eta(％)25.01825.2010.182rs(mω)1.181.12-0.06rsh44334234-199irev20.0110.01-0.001背面栅线电阻(ω/cm)1.91.5-0.4背面接触电阻(ω)0.60.3-0.3
58.实施例效率相对常规topcon电池高0.182％，具体是开压(uoc)高1.09mv，短流
(isc)高43ma，rs(电阻)下降0.06mω，填充(ff)上升0.22％，且实施例栅线电阻下降0.4ω/cm，接触电阻下降0.3ω。
59.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
60.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)n型硅片制绒；(2)硼扩散掺杂：在硅片前表面掺杂一层p+层；(3)背面去bsg并进行抛光；(4)正背面高温下先形成sio层然后再生长poly硅层；(5)背表面进行磷扩散进行低掺杂及退火晶化，形成低掺杂n+层；(6)去除正背面的bsg及psg，并同时去除正面的poly硅；(7)前表面利用ald沉积al2o3薄膜；(8)前表面利用pecvd沉积si
x
n
y
或者sion
y
薄膜；(9)背表面利用pecvd沉积si
x
n
y
或者sion
y
薄膜；(10)正背面进行电极印刷，烧结，形成欧姆接触，其中背面使用掺杂纳米级别二氧化硅气凝胶技术的银浆进行电击印刷。2.根据权利要求1所述的一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)为在硅片表面形成纳米级别的绒面。3.根据权利要求1所述的一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)为采用酸洗去bsg，后碱洗抛光。4.根据权利要求1所述的一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中poly硅层厚度在80-130nm。5.根据权利要求1所述的一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中得到的n型硅片背面方阻在60-80ω。6.根据权利要求1所述的一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中去除方式为酸洗及碱洗。7.根据权利要求1所述的一种提升n-topcon电池背面金属化接触性的制备方法，其特征在于：所述步骤(10)中纳米级别二氧化硅气凝胶在银浆中的掺杂方式为将纳米级别二氧化硅气凝胶与银粉掺杂制备成掺杂二氧化硅的多空隙的亚微米银颗粒单质，后在制备成银浆，且纳米级别二氧化硅气凝胶掺杂银粉的比例为0.005％-0.01％。

技术总结
本发明提供一种提升N-TOPCon电池背面金属化接触性的制备方法，涉及TOPCon电池加工技术领域。所述制备方法为在背面浅P掺杂后，在电极印刷时采用纳米级别二氧化硅气凝胶掺杂到银粉中再制成银浆后印刷。本发明克服了现有技术的不足，通过使用二氧化硅气凝胶掺杂银浆，能够在提升发射极接触性的同时，降低非接触区域表面的复合，使得短路电流及开路电压和填充因子都能得到较好的改善。因子都能得到较好的改善。因子都能得到较好的改善。


技术研发人员：付少剑 毛卫平 潘利民 王金凤 郭小飞 叶枫 张明明
受保护的技术使用者：滁州捷泰新能源科技有限公司
技术研发日：2023.08.03
技术公布日：2023/10/11