{{query}}
您好,欢迎来到源宇洲!
电池回收再利用技术平台
0411-86645829
0411-87283972
TOPCon电池工艺流程
发布时间: 2023-03-22 预览次数:

1.  PERC电池结构 & N型TOPCon电池结构

001.png

2. PERC技术 & N型TOPCon技术工艺流程

002.png

3. N型TOPCon电池工艺及设备

003.png

4. N型TOPCon电池工艺各工序作用

1. 清洗制绒

① 清洗目的

硅片切割后其边缘有损伤,硅的晶格结构被破坏、表面复合严重,清洗制绒主要目的在于去除表面损伤并形成表面金字塔陷光结构、增加光线吸收,并提升少子寿命。

2. 硼扩散工序

① 目的

主要作用是制备 PN 结,由于硼在硅中的固溶度低,因此需要高温和更长的时间进行扩散。同时,扩散源的选择对生产过程也会有影响,氯化物腐蚀性较强,溴化物黏性大,清洗过程繁琐、增加运维费用。

004.png

硼扩散通常在较高的温度下完成-超出1000℃,并且和磷扩散所需的102分钟的循环周期相比,硼扩散的循环时间为150min

② 原理

1679447493202.png

1679447502817.png

在炉管内反应生成的气态HCl和H2O会在N2的携带下在炉管内均匀分布,H2O还会与BBr3和O2反应生成B2O3反应生成气态的HBO2,HBO2在高温下也会发生分解,生成B2O3,可以实现B2O3在太阳能电池片表面上的均匀分布;另一方面,H2O还会与炉管内沉积的B2O3发生反应,这样即避免了B2O3在扩散炉管壁的沉积,延长了石英器件的使用寿命,同时增加有效的硼源;HCl还可以与太阳能电池片表面及炉管内的金属杂质反应,生成气态的金属氯化物,随尾气排出,可以避免金属杂质在高温过程中扩散入太阳能电池片内部。

3. 掺杂工序

① 目的

1679447538815.png

TOPCon+SE电池结构

作用:形成重掺杂区,提高光电转换效率。

② 激光在TOPCon 流程的所在工序

1679447571476.png

PERC SE是掺磷,而TOPCON SE是掺硼,由于硼和磷的分离系数,磷更容易从二氧化硅向硅中扩散,而硼更容易从硅从二氧化硅中扩散,需要更大的能量才能推进掺杂,而激光能量过大又易造成硅片损伤,因此将硼掺杂进硅的难度更高。相比于传统的硼扩散,TOPCon电池叠加SE技术理论上可以实现效率提升0.5%,而在实际量产中可以实现效率提升0.2~0.4%。

发射极掺杂对太阳电池转换效率影响较大,高浓度掺杂降低硅片与电极的接触电阻,进而减小电池的串联电阻,但会导致载流子复合变大、降低少子寿命降低,影响电池的开路电压和短路电流,而低浓度掺杂则相反。

③ 一次硼扩&二次硼扩


TOPCon SE工艺拥有多种技术路线,根据进入扩散炉的次数,可以分为一次硼扩和二次硼扩。其中,根据激光使用方式的不同,二次硼扩又可以分为两类不同的方法。具体来看:

a. 两次硼扩散+激光开槽。

这是二次硼扩的常规方法,在这种方法中,激光的主要作用是进行开槽,去除金属化图形区域的P+掺杂层和掩膜层,露出N型晶体硅正表面。根据环晟光伏发明专利书,这种方法的工序步骤可以分为5步骤:①一次硼扩散;②激光开槽;③清洗去除激光损伤;④二次硼扩散形成开槽处P++层;⑤二次清洗去除BSG和背面抛光。

1679447607191.png

b. 两次硼扩散+激光掺杂。

可以利用推进工艺形成的高表面浓度的P++层作为激光掺杂硼源,经过激光掺杂和氧化工艺,形成硼选择性发射极。工序包括5步骤:

①在硼扩散中,推进形成高硼表面浓度的P++层;

②对栅线区域进行激光掺杂推进;

③清洗去除表面硼硅玻璃(BSG);

④放回扩散炉进行氧化形成选择性发射极;

⑤清洗。

1679447622863.png


c. 一次激光硼掺杂。

一次硼扩仅需三步工序:①硼扩散;②硼浆印刷(不必需);③激光掺杂;④清洗。一次激光掺杂工序简单,但难点在于难以形成较好的掺杂曲线。PERC SE是掺磷,而TOPCON SE是掺硼,由于硼和磷的分离系数,磷更容易从二氧化硅向硅中扩散,采用皮秒激光一次掺杂即能够在低温、短时间内掺杂足够的磷原;而硼更容易从硅从二氧化硅中扩散,传统的皮秒激光掺杂方式只能形成较浅的掺杂,往往需要更大的能量才能推进掺杂,而激光能量过大又易造成硅片损伤,因此将硼掺杂进硅的难度更高,一次掺杂往往容易导致重扩区结深、表面浓度与轻扩区差异不明显,复合速率仍高。

1679447637220.png

4. 刻蚀工序

① 目的

刻蚀的主要作用为去除 BSG 和背结。扩散过程会在硅片表面及周边均形成扩散层,周边扩散层容易形成短路,表面扩散层影响后续钝化,因此需要去除。目前刻蚀主要采用湿法,先在链式设备中去除背面与周边扩散层,之后处理正面。

5. 制备隧穿氧化层与多晶硅层

① 目的

背面沉积 1-2nm 隧穿氧化层,之后沉积 60-100nm 多晶硅层形成钝化结构。TOPCon 钝化层制备方式较多,主要分为 LPCVD、PECVD、PVD 路线等,目前以 LPCVD 为主,PECVD 具备较强潜力。

6. 制备背面减反射膜

① 目的

在电池背面制备减反射钝化膜层增加对光的吸收,同时,在 SiNx 薄膜形成过程中产生的氢原子对硅片具有钝化作用。

7. 正面镀氧化铝

① 目的

在硅片正面沉积一层氧化铝膜层,与其他膜层共同形成正面钝化作用。

8. 制备正面减反射膜

① 目的

正面减反膜与背面作用基本相同,此外,正面沉积的氧化铝薄膜非常薄,容易在后续电池组件的制作中被破坏,正面 SiNx 对氧化铝也具有保护作用。

9. 丝网印刷-激光转印

1679447672370.png

通过丝网印刷制备前后电极。

10. 烧结

通过高温烧结形成良好的欧姆接触。

11. 自动分选

对不同转换效率的电池片进行分档。


文章来源: 光伏见闻

特别声明:本站所载图文内容均来源互联网,微信公众号等公开渠道,我们对文中观点保持中立,出于更直观传递信息之目的转载稿件,仅供参考。版权归原作者和机构所有,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如有侵权,或涉及任何第三方合法权利,请及时联系我们删除(微信:snan2109;QQ:906945059),我们会及时反馈并处理完毕。