[发明专利]一种用于N型TOPCon电池背表面钝化的掺杂方法

说明书

本发明的目的在于公开一种用于N型TOPCon电池背表面钝化的掺杂方法，与现有技术相比，通过两步掺杂方式，即先对背表面的基体进行一个极浅的掺杂，然后再沉积遂穿氧化层及多晶硅层，最后再对多晶硅层进行掺杂；采用离子注入及磷扩散组合的方式完成背表面的掺杂；有效地解决了现有掺杂技术中由于遂穿氧化层的阻挡作用，使得Si基体表面掺杂浓度总是低于多晶硅层的掺杂浓度，使得在Si基体与遂穿氧化层的界面处聚集的多数载流子相对较少的问题，实现本发明的目的。

技术领域

本发明涉及一种电池背表面钝化的掺杂方法，特别涉及一种用于N型TOPCon电池背表面钝化的掺杂方法。

背景技术

基于N型硅衬底的隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact，TOPCon)电池技术，由于背表面采用了超薄氧化硅和掺杂多晶硅(Poly-Si)的叠层结构进行钝化，该隧穿氧化层钝化接触结构能够使得多数载流子穿透氧化层，对少数载流子起阻挡作用，有效地实现了载流子的选择通过性，从而极大地降低了少数载流子的复合速率，不但能实现与异质结结构相当的表面钝化效果，而且可以与高温工艺相兼容，还避免了电极接触处的高复合问题，因此该种电池结构引起了广泛的关注。

TOPCon电池的背表面是基于Si基体依次生长了遂穿氧化层与多晶硅的叠层结构，因此在掺杂过程中不仅要使得沉积的本征Poly-Si层得到掺杂，而且也要使得掺杂源进入Si基体的表面，一方面使得在Si基体与遂穿氧化层的界面处聚集多数载流子，另一方面由于掺杂源进入Si基体内，减小了背表面的串联电阻，提高了电池的填充因子，从而有助于电池端转换效率的提升。

针对目前TOPCon电池结构的背表面由于采用了遂穿氧化层与Poly-si的叠层结构进行钝化，虽然在其钝化特性上表现出优异的特性，但是在Poly-Si层的掺杂过程中由于遂穿氧化层的阻挡作用，使得掺杂源不易于进入Si基体部分，若要使得Poly-Si层的掺杂源进入Si基体内，需要更高的扩散温度或退火温度(采用离子注入方式掺杂)，而对于Poly-Si层而言最优的晶化温度为850℃左右，因此更高的退火温度不利于多晶硅的晶体化。另一方面采用现有的掺杂方式使得Si基体内的掺杂浓度总是低于多晶硅层的掺杂浓度(由于扩散过程中的浓度梯度分布决定的)，因此在Si基体与遂穿氧化层的界面处聚集的多数载流子较少，从而使得电池的填充因子及电流较小，从而影响电池的转换效率。

因此，特别需要一种用于N型TOPCon电池背表面钝化的掺杂方法，以解决上述现有存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于N型TOPCon电池背表面钝化的掺杂方法，针对现有技术的不足，不仅解决了现有TOPCon电池背表面掺杂的所存在的Si基体内的掺杂浓度总是低于多晶硅层的掺杂浓度问题，而且可以实现在多晶硅最优的晶化温度下实现背表面掺杂的效果。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

第一方面，本发明提供的一种用于N型TOPCon电池背表面钝化的掺杂方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤一、采用常规的制绒工艺将原始硅片侵入在温度为65℃-85℃，质量分数为2-5％的KOH或NaOH与质量分数为2-6％的H₂O₂的混合溶液中去除损伤层，然后再利用质量分数为1％-3％的KOH或NaOH溶液与一定量的异丙醇或制绒添加剂混合溶液进行双面制绒；

步骤二、将双面制绒后获得的绒面(织构)硅片载入到管式低压硼扩散炉管中完成PN结的制作工艺；

步骤三、利用HNO3及HF的混合溶液对背表面进行抛光及边缘刻蚀，一方面去除硼扩散过程中绕扩到背面的硼掺杂层，使其正背面绝缘，另一方面抛光后的表面有利于沉积更加均匀的隧穿氧化层及多晶硅层；