[发明专利]一种叠加TCO透明导电薄膜的高效双面TOPCON电池工艺

说明书

本发明涉及一种叠加TCO透明导电薄膜的高效双面TOPCON电池工艺，包括以下步骤：S1.制绒；S2.氧化；S3.正面掺磷非晶硅/背面掺硼非晶硅；S4.退火；S5.双面沉积TCO/SiNx‑S6.丝网印刷烧结。整个工艺无需在低温环境下进行，双面性更好两面均能发电。在多晶硅层表面增加AZO透明导电层，能够阻挡浆料烧穿多晶硅层，提升电池片的效率、良率，使得太阳能电池的导电浆料选择变得更加容易。对多晶硅层的导电性能要求降低，可以降低多晶硅的掺杂浓度，提升少子寿命，改善膜的质量和钝化效果，电池效率更高。具有更高的兼容性，原有p型硅片产能可得到继续利用，相比现有PERC、常规TOPCON技术，工序更简单效率更高。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术，特别涉及一种叠加TCO透明导电薄膜的高效双面TOPCON电池工艺。

背景技术

晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的期间，当太阳光照射在半导体PN结上，形成电子-空穴对，在PN结电场作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后形成电流。

传统晶硅太阳能电池采用P型硅片作为基底，正面扩磷形成N型区，在硅片正表面沉积SiNx膜层实现太阳能电池表面钝化和减反射，可以降低少子在前表面的复合速率，大幅度提升晶硅电池的开路电压和短路电流，背面印刷铝浆料形成铝背结，从而提升晶硅太阳能电池的转换效率。

目前各个光伏公司都在积极开发高效电池，目前比较成熟的高效电池结构主要有两种，一种为TOPCON另一种为HIT电池，TOPCon电池结构背面由一层超薄的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层组成，可以显著降低金属接触区域的复合，同时兼具良好的接触性能，能够进一步提升太阳能电池的效率。TOPCon电池的掺杂多晶硅表面也需要沉积SiNx膜层保护，但是SiNx本身是绝缘介质，太阳能电池要实现电子收集，需要导电浆料烧穿SiNx，与底层的多晶硅层接触，电子还需要在poly层内横向移动至电极处才能实现收集。掺杂多晶硅层极易烧穿，并且需要高的掺杂浓度才能得到良好的导电性，因此掺杂多晶硅层厚度和掺杂浓度都会影响电池的效率，现有的浆料烧结窗口要求使用厚膜高掺杂工艺，对镀膜机台的产出和良品率都会有很大影响。HIT电池结构简单包括N型硅片基底上下表面分别为本征非晶硅和掺P的掺B的非晶硅然后分别沉积TCO透明导电薄膜，最后进行丝网印刷烧结制备电极。但是HIT电池的有个致命缺点，整个电池制备工艺必须在低温下进行，因为其高效钝化效果主要通过非晶硅里的H实现，高温工艺下非晶硅内的H极易释放形成气泡，因此工艺窗口极窄，浆料也必须要使用低温浆料成本极高。现有技术具有以下技术缺陷：

1.目前的TOPCon结构需要浆料烧穿氮化硅层后与poly层有良好接触，但是又不能烧穿poly层，浆料穿透poly层即失去钝化接触的效果，对太阳能电池浆料的要求很高；

2.为防止poly层烧穿，需要增加poly的厚度，目前在120-200nm范围，导致镀膜机台的产能降低，成本增高；

3.厚的poly层对光线也有明显的吸收，导致进入硅片内部的可利用的光减少，影响太阳能电池的转换效率；

4.薄的poly层横向导电性能会减弱，电阻增大，需要对poly层进行重掺杂，重掺杂也会导致膜层中复合中心增多，少子寿命下降。

专业术语介绍：

TOPCon电池：隧穿氧化钝化接触电池，双面均进行钝化，理论效率极限更高；

HIT电池：一种新型高效电池，以n型硅片作为基底正反面沉积本征、掺杂非晶硅形成的异质结电池；

TCO：透明导电氧化物；

AZO：铝掺杂氧化锌；

PECVD：等离子增强化学气相沉积；

DEZ：二乙基锌；

TMA：三甲基铝。