[实用新型]TOPCon电池表面钝化设备

说明书

本实用新型公开了一种TOPCon电池表面钝化设备，至少包括多功能PECVD，多功能PECVD对硅片的背面镀氧化硅膜、非晶硅层以及对非晶硅层的原位掺杂，对应的反应温度是400～600℃，所述多功能PECVD自带升降温功能或者位于多功能PECVD工序之后的退火炉将镀膜后的硅片加热至600℃以上，使非晶硅层转化为多晶硅层，然后降温至400～600℃。本实用新型利用多功能PECVD自带升降温功能或者多功能PECVD+退火炉升降温的工艺代替现有的LPCVD+清洗刻蚀的工艺，实现对硅片背面的单独沉积，多功能PECVD在沉积时不会对硅片的正面发生作用，解决了现有技术中对硅片正面的“先镀后洗再镀”的弊端，简化了现有工序步骤，省去清洗刻蚀工序，降低由此引起对硅片正面镀膜的不利影响。

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池钝化技术领域，尤其是一种涉及超薄的可隧穿的氧化层和高掺杂的多晶硅薄层的TOPCon电池表面钝化设备。

背景技术

太阳能光伏电池是一种把太阳的光能直接转化为电能的新型电池。目前通常使用的是以硅为基底的硅光伏电池，包括单晶硅、多晶硅和非晶硅光伏电池。随着硅片质量的提升，晶硅电池表面复合已经成为制约其效率的主要因素，表面钝化技术尤为重要。TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化钝化接触)作为一种新型钝化技术已经成为研究热点，该技术是在电池表面生成一层超薄的可隧穿的氧化层和一层高掺杂的多晶硅层，氧化层的钝化作用和高掺杂多晶硅层的场钝化作用可以极大地降低少子复合速率，同时高掺杂的多晶硅层对于多子来说具有良好的传导性，因而TOPCon电池具有高的开路电压和填充因子。

TOPCon电池技术多应用于N型晶体硅太阳能电池，其特点是在硅片的背面镀氧化硅（SiO₂）膜和多晶硅层（poly-silicon）并对多晶硅层进行掺杂处理，在硅片的正面镀氧化铝（Al₂O₃）膜和氮化硅（Si_xN_y）膜等。对于双面TOPCon电池技术还需要在硅片的背面镀氮化硅（Si_xN_y）膜，而单面TOPCon电池技术则不需要。现有的TOPCon电池技术的工艺流程可归纳为：1.清洗制绒；2.硼扩散；3.刻蚀；4.硅片背面镀氧化硅膜和多晶硅层并掺杂处理；5.清洗刻蚀；6.硅片正面镀氧化铝膜和氮化硅膜。其中，对硅片背面镀膜工艺通常采用以下技术：1、利用LPCVD设备镀氧化硅膜+多晶硅层，并对多晶硅层掺杂处理。2、利用LPCVD设备镀氧化硅膜+多晶硅层，利用扩散掺杂工艺对多晶硅层掺杂处理。3、利用LPCVD设备镀氧化硅膜+多晶硅层，利用离子注入工艺对多晶硅层掺杂处理。以上几种技术中，由于LPCVD（LowPressure Chemical Vapor Deposition，低压力化学气相沉积）在工作时会同时对硅片的背面和正面进行沉积，在完成对背面镀膜后，需要对硅片正面和侧面进行清洗刻蚀，去除硅片正面的沉积层，使硅片的正面保持洁净，之后再对硅片的正面用PECVD（Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积）或其他设备进行镀膜。因此，现有技术利用LPCVD进行镀膜时对硅片的正面是“先镀后洗再镀”，这样工序繁琐，费时费力，生产成本高，生产效率低。如果在清洗刻蚀中出现偏差，会导致硅片的成品率下降。目前行业内通常使用LPCVD设备实现对多晶硅层的沉积，一直受到其上述特点的局限，而这也是目前行业内较为普遍的技术思路。

实用新型内容

本申请人针对上述现有TOPCon电池表面钝化技术存在的工序繁琐、费时费力、生产成本高、生产效率低、不成品风险高等缺点，提供了一种结构合理的TOPCon电池表面钝化设备，能够用自带升降温功能且可以在同一腔室内沉积多种薄膜的多功能PECVD（本专利中简称“多功能PECVD”）或者多功能PECVD+退火炉升降温的工艺（此时多功能PECVD设备取消升降温功能，以节省时间）代替现有的LPCVD+清洗刻蚀的工艺，实现对硅片背面的单独沉积，简化了现有工序步骤，省去清洗刻蚀工序，降低对硅片正面镀膜的不利影响，提高生产效率，降低生产成本。