[发明专利]一种TopCon电池的制备方法

说明书

本发明提供了一种TopCon电池的制备方法。与现有技术相比，本发明在TopCon电池正面层积氧化镓，氧化镓可以钝化表面，同时利用氧化镓作为正面P+掺杂剂的来源，镓元素在硅中有较快的扩散系数，再搭配激光进行正面掺杂，可以实现局部的镓元素掺杂，从而实现金属接触区的重掺杂，降低接触电阻，同时实现受光区的轻掺杂，降低表面俄歇复合，提升开路电压，提升填充因子FF，提升电池效率。并且该方法不需要另外提供掺杂剂来源，只需要在正面氧化镓层积后，增加激光掺杂工序，简化了TopCon电池的制备工序，有利于降低成本。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种TopCon电池的制备方法。

背景技术

对于高效和低成本晶硅电池技术一直是光伏行业不断的追求。相对P型晶硅电池，N型晶硅电池的少子寿命高，无光致衰减，弱光效应好，温度系数小，是晶硅太阳能电池迈向理论最高效率的希望。

其中，TOPCon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触（TunnelOxide Passivated Contact）太阳能电池技术，其电池结构为N型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合速率，并以高掺杂硅薄膜实现选择性接触，从而降低接触区的J_0,metal，TopCon电池的最高转换效率已经达到25.8%。

TOPCon电池通常采用硼（B）扩的方式在正面实现PN结，正面采用选择发射极可以降低低掺杂区的复合，同时保证重掺区的接触效果，提高电池的开路电压和填充因子，从而提升电池效率。目前TOPCon电池主要以硼硅玻璃（BSG）为掺杂源，采用激光选择性掺杂实现选择性接触。但是激光难以将BSG中的B元素扩散掺杂进入P型硅，因此该方案还存在较大的技术难点。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种TopCon电池的制备方法，该制备方法可降低表面掺杂浓度，提升开路电压。

本发明提供了一种TopCon电池的制备方法，包括：

提供TopCon电池的半成品；所述半成品包括硅片，设置于硅片正面的发射极层、依次设置于硅片背面的隧穿氧化层与掺杂多晶硅层；

在半成品的正面沉积氧化镓钝化层；

利用激光对沉积氧化镓钝化层的半成品的正面进行选择性掺杂处理；

在选择性掺杂处理的半成品的正面和背面分别沉积正面减反射层与背面减反射层；

在沉积正面减反射层与背面减反射层的半成品的正面和背面分别制备电极，得到TopCon电池；其中正面制备电极的过程为在正面选择性掺杂处理区域制备选择性发射电极。

优选的，所述氧化镓钝化层的厚度为1~50 nm。

优选的，所述激光为长脉冲激光；所述激光的波长为300~400 nm；所述激光的能量密度为1~10 J·cm^-2。

优选的，所述半成品按照以下方法制备：

将硅片进行制绒；

将制绒后硅片的正面进行扩散处理，形成发射极层；

在形成发射极层硅片的背面制备隧穿氧化层与多晶硅层，并对多晶硅层进行掺杂，形成掺杂多晶硅层。

优选的，制绒后硅片的反射率为9%~12%。

优选的，所述扩散处理为硼扩散掺杂处理；扩散处理的过程中以BBr₃为硼源，以惰性气体为载气；所述载气的流量为100~150 sccm；所述扩散处理的温度为800℃~1000℃；所述扩散处理的时间为80~120 min。

优选的，扩散处理后扩散层的方阻为120~150 Ω/sq。

优选的，所述隧穿氧化层的厚度为1~10 nm；所述掺杂多晶硅层的厚度为100~150nm。