CN111933755A - 一种掺镓电池制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种掺镓电池制备方法通过合理的设置电注入设备的参数，结合电流钝化的原理提升掺镓PERC电池的体钝化效果，从而在掺镓电池生产过程中可以有效的提升掺镓PERC电池的转换效率，提高产品在市场的竞争力，另外，将作为因为产业升级后闲置资源的电注入设备有效的利用起来，使其产生经济效益，减少浪费。本发明的主要工序包括：制绒→磷扩散→激光SE→刻蚀→热氧钝化→钝化→丝网印刷→烧结→130‑350℃电注入提效。

Description

一种掺镓电池制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池制造领域，具体而言，涉及到掺镓电池制备方法。
背景技术
高效能、低成本以及高寿命太阳能电池一直是国内外电池行业所追求的目标。太阳能电池鉴于成本和材料的易得性，目前仍大量使用的掺硼硅片作为基体，其体内的硼原子与氧原子会在制造过程中结合并激活形成复合态，出现严重的光致衰减（LID）衰减现象，从而进一步地影响电池片的转换效率，此时需要引入电注入工序来减少或消除LID衰减现象以改良电池片的工作效率。钝化发射极背面接触（PERC）电池于掺硼硅片的LID特性，需要电注入设备钝化硅体内硼氧对用以减少效率衰减，电注入设备通过在较低温度下，对电池片通恒定的电流对电池基体内的硼氧对进行饱和，使其钝化后不再作为复合中心，在电池发电过程中不会被激活从而增加了使用寿命期间的效率平稳。
在太阳能电池制造技术革新过程中，硅片开始将掺硼工序切换为掺镓工序，基本从源头消除了硼氧复合体带来的负面影响。目前已经开始逐步取代掺硼硅片进入到PERC等电池生产领域， PERC电池生产过程中电注入工序原本也是用于掺硼硅片的光致衰减（LID）恢复，在引入掺镓硅片后由于从材料选型上杜绝了掺硼硅片光照过程中形成的硼氧复合体而导致的严重的LID衰减现象，所以现有技术中电注入工序基本不列为掺镓电池制造工序。
如中国专利授权公开号为CN 100494511C主题名称为掺镓元素太阳能硅单晶的生产方法，该生产方法包括掺杂方法和拉晶工艺,其中掺杂方法包括:1.擦拭掺杂装置,2.冷却掺杂装置,3.镓元素放入掺杂装置,4.隔离置换,5.掺入熔料中。拉晶的工艺步骤如下:1.引晶,2.放肩,3.转肩,4.等径,5.收尾,6.停炉。本发明经过对采用掺镓元素单晶的太阳能电池做进一步试验,试验结果验证,与采用掺硼元素单晶的太阳能电池相比,其特性指标大大提高,从而可满足高端太阳能电池的需要。此方法不涉及电注入工序。
又如中国专利申请公布号为CN108172642A主题名称为一种单晶掺镓双面太阳电池及其制备方法，其制备方法，包括：在掺镓的硅片上完成表 面织构化，发射极制备，绝缘处理，正表面钝化减 反射膜及背表面钝化膜制备，背面钝化膜局域开 膜以及金属化过程，亦不涉及电注入工序。
综上，根据对比文件以及其他现有技术中的掺镓电池不再像前掺硼电池涉及电注入工序，导致企业或者研究机构中由于之前掺硼电池制造所必须使用的电注入设备由于没有用武之地而被闲置。
发明内容
发明人发现将电注入工序引入掺镓电池的制造工艺中，通过合理的设置电注入设备的参数，结合电流钝化的原理提升掺镓PERC电池的体钝化效果，从而在掺镓电池生产过程中可以有效的提升掺镓PERC电池的转换效率，提高产品在市场的竞争力，另外，将作为闲置资源的电注入设备有效的利用起来，使其产生经济效益。
出于上述发明目的，本发明提供了掺镓电池的制备方法：
掺镓电池制备方法，包括以下步骤：
S1、制绒：使用碱性溶液，再用制绒添加剂，对掺镓硅片进行制绒，利用碱性溶液再添加制绒添加剂是光伏行业对硅片制绒的常用技术手段；
S2、磷扩散：磷源进行磷扩散工艺，以形成pn结，磷源制备P型电池也是一般使硅片形成pn结的常规方法；
S3、激光SE：使用激光进行深度磷掺杂；
S4、刻蚀：去除背面和侧边的pn结区，并去除正面的PSG；
S5、热氧钝化：在硅片正面热氧生长一层纳米级致密氧化层；
S6、钝化：正反两面生长一层氧化铝层，再在两面分别生长氮氧化硅；
S7、丝网印刷：在正面和背面印刷主栅线和细栅线；
S8、烧结：将金属栅线和硅晶化后形成合金层；
S9、电注入提效：电注入设备钝化工位通以电流在温度130-350℃进行体钝化以提高效率。130-350℃体钝化温度段为低温退火温度段，相对于常规手段的高温退火的优势是能将金属离子锁定在合金层，使得合金层不游离到合金层之上甚至游弋到电池片表面从而影响电池片的稳定性缩短其使用寿命。低温退火状态下不会激活已经经过退火工艺吸杂出来的杂质元素而导致的复合中心，只是对电池片内部的氢离子进行钝化处理，并且低温不需要消耗更多的能源，对设备的硬件要求和安全相对高温设备要求低。
本领域技术人员已知或者通过资料检索是可以查阅到以上简写S1-S8的一般制备方法对本发明均适用。
进一步地，掺镓电池制备方法，包括以下步骤：
S1、制绒：使用OH-浓度为0.05-0.15mol/L的碱性溶液，再用1%-3%体积浓度的单晶制绒添加剂，在70-80℃的条件下对掺镓硅片进行制绒；
S2、磷扩散：在810-880℃高温条件下通入氧气，氮气，磷源进行磷扩散工艺，以形成pn结；
S3、激光SE：使用激光掺杂设备进行深度磷掺杂；
S4、刻蚀：去除背面和侧边的pn结区，并去除正面的PSG；
S5、热氧钝化：在580-680℃条件下通入氧气和氮气在正面热氧生长一层纳米级致密氧化层；
S6、钝化：在280-410℃条件下正反两面生长一层氧化铝层，然后在450-550℃的温度条件下通入硅烷和氨气、氮气、氧气在两面分别生长氮氧化硅；
S7、丝网印刷：在正面和背面印刷主栅线和细栅线；
S8、烧结：利用790-860℃高温将金属栅线和硅晶化后形成合金层；
S9、电注入提效：电注入设备钝化工位通以电流在温度150-280℃进行体钝化以提高效率。
进一步的，掺镓电池制备方法，包括以下步骤：
S1、制绒：使用工业KOH或者NaOH或者TMAH配成浓度为3%-8%的溶液，并添加1%-3%的单晶制绒添加剂在70-85℃的条件下对硅片进行制绒；
S2、磷扩散：使用低压扩散炉在810-880℃高温条件下通入氧气，氮气，磷源 POCL3进行磷扩散工艺，以形成pn结；
S3、激光SE：使用激光掺杂设备进行深度磷掺杂；
S4、刻蚀：在链式刻蚀机台使用高浓度硝酸和氢氟酸混合液去除背面和侧边的pn结区，并在后道使用HF去除正面的PSG；
S5、热氧钝化：使用低压氧化炉在温度为580-680℃条件下通入氧气和氮气在正面热氧生长一层纳米级致密氧化层；
S6、钝化：使用ALD钝化设备在280-410℃条件下正反两面生长一层氧化铝层，然后再利用管式钝化炉在450-550℃的温度条件下通入硅烷和氨气、氮气、氧气在两面分别生长氮氧化硅；
S7、丝网印刷：使用印刷机配合特定的网版、浆料分别在正面和背面印刷主栅线和细栅线；
S8、烧结：烧结炉设备利用790-860℃高温将金属栅线和硅晶化后形成合金层；
S9、电注入提效：电注入设备钝化工位通以电流在温度为150-280℃的低温条件下进行体钝化。
作为优选，硅片选用掺镓浓度为1×1013～1×1017个原子/立方厘米，电阻率为0.4Ωm-1.1Ωm的硅片，以控制硅片质量，避免体内杂质过高或者镓浓度过低影响钝化。
作为优选，磷扩散方阻控制在120-170Ω，激光掺杂后方阻控制在90-110Ω，这样能更好的控制PN结质量，并且与后道的栅线浆料形成良好的欧姆接触；
作为优选，热氧厚度控制在3-8nm，保证了表面保护层和氧化硅的表面钝化效果，不易被碱金属侵入造成失效。
作为优选，钝化的氧化铝厚度控制在2-8nm，两面分别生长氮氧化硅，正面厚度74-82nm，背面厚度80-100nm，纳米级的氧化铝产生高密度固定负电荷，屏蔽P型少子，形成场效应钝化，氮氧化硅进行表面氢钝化，并利用本身膜质特点保护电池片表面免受划伤，选用的厚度能够很好的匹配光学性能，达到最佳效果。
作为优选，电注入钝化工位的电流控制在6-12安培，温度控制在150℃-280℃，时间在400s-580s，该范围内能实现体钝化的最佳效果，在完成体钝化的时候而不至于激活基体杂质形成复合中心。
作为优选，掺镓电池制备方法，步骤还包括：S10、进行测试分档包装。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过研究匹配掺镓电池片的特性，改善PERC电池工艺控制，尤其是调试电注入的工艺参数，包括电注入设备的电流、温度、工艺时间的匹配，在掺镓电池片完成烧结后进行电注入钝化，有效提升了电池片的开路电压和填充因子，从而提升了太阳能掺镓电池片的转换效率。
2、相比掺硼电池片，利用现有设备不需要额外增加成本的情况下提升电池转换效率0.05%以上。
3、效率提升后LID控制在0.3%以内，远低于掺硼1%，同时对LeTID无影响。
具体实施方式
如下列举本发明的几个优选实施方案以及一个对比例详细地说明本发明。在以下说明中，列出了许多具体操作步骤以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将清楚的是本发明可以不用这些具体操作步骤中的一些或全部而进行实施。在其他情况下，为了不遮盖本发明的主体情况，对众所周知的方法步骤未具体进行描述。
实施例采用的电注入设备的工位数为10个，其中第一工位为预热工位，2-10工位为钝化工位，当然其他在本发明启示下采用不同工位数达到与本发明相同或者相似效果的电注入设备亦在本发明保护范围内。
对比例
选用硅片的掺镓浓度为1×1013～1×1017个原子/立方厘米，电阻率为0.4Ωm-1.1Ωm。首先采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面, 所用的溶液通常为 KOH 溶液， KOH 溶液一般按照 KOH：添加剂：H2O=20:3:160 的体积比例配制，温度为 80℃。然后在 2-5%的HF 溶液中进行清洗，之后再烘干硅片表面。采用高温扩散的方式在低压扩散炉中温度为830℃利用氮气将POCL3带入炉管后对硅片进行扩散，形成PN结，方阻在140Ω，然后再利用SE激光对扩散层进行栅线处选择性掺杂，方阻为135 Ω 。然后利用HNO3：HF：H2O=5:2:1比例的溶液对硅片背面和侧边进行刻蚀以形成正负极的断路，之后在温度为580℃的情况下，在硅片正面生长一层氧化层，再利用ALD设备对硅片两面镀一层3nm的氧化铝，接着分别在正反两面镀上氮化硅，正面氮化硅厚度在74nm，背面氮化硅厚度在120nm，使用特定的网版在硅片正反两面印刷导电电极。完成电池后使用中国计量研究院认证的标片校准博格测试机进行测试，效率22.46%；
实施例 1
选用硅片的掺镓浓度为1×1013～1×1017个原子/立方厘米，电阻率为0.4Ωm-1.1Ωm。首先采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面, 单晶制绒添加剂的体积浓度为1%-3%，KOH 溶液一般按照 KOH：添加剂：H2O=20:3:160 的体积比例配制，温度为 82℃。然后在 2-5%的 HF 溶液中进行清洗，然后再烘干硅片表面。采用高温扩散的方式在低压扩散炉中温度为810℃利用氮气将POCL3带入炉管后对硅片进行扩散，形成PN结，方阻在145Ω，然后再利用SE激光对扩散层进行栅线处选择性掺杂，方阻在90Ω，使用体积比为70%-85%高浓度硝酸和10%-20%氢氟酸混合液去除背面和侧边的pn结区，并在后道使用氢氟酸去除正面的PSG。然后利用HNO3：HF：H2O=5:2:1比例的溶液对硅片背面和侧边进行刻蚀以形成正负极的断路，之后在温度为600℃的情况下的低压氧化炉内，在硅片正面生长一层厚度为3nm氧化层。再将硅片转移至ALD钝化设备内，控制温度为290℃，对硅片两面镀一层2nm的氧化铝，接着将其转移到管式钝化炉，温度为450℃，分别在正反两面镀上氮氧化硅正面厚度74nm，背面厚度90nm使用特定的网版在硅片正反两面印刷导电电极。完成电池的制作后即可使用电注入进行钝化以提升效率，相应的电注入使用工艺条件为2-3工位：6A/130℃，4-10工位：8A/175℃，工艺时间：580S/每工位，完成电池后使用中国计量研究院认证的标片校准博格测试机进行测试，效率比对比例提升0.06%。
实施例 2
选用硅片的掺镓浓度为1×1013～1×1017个原子/立方厘米，电阻率为0.4Ωm-1.1Ωm。首先采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面, 单晶制绒添加剂的体积浓度为1%-3%，KOH 溶液一般按照 KOH：添加剂：H2O=20:3:160 的体积比例配制，温度为 82℃。然后在 2-5%的 HF 溶液中进行清洗，然后再烘干硅片表面。采用高温扩散的方式在低压扩散炉中温度为850℃利用氮气将POCL3带入炉管后对硅片进行扩散，形成PN结，方阻在120Ω，然后再利用SE激光对扩散层进行栅线处选择性掺杂，方阻在90Ω，使用体积比为70%-85%高浓度硝酸和10%-20%氢氟酸混合液去除背面和侧边的pn结区，并在后道使用氢氟酸去除正面的PSG。然后利用HNO3：HF：H2O=5:2:1比例的溶液对硅片背面和侧边进行刻蚀以形成正负极的断路，之后在温度为580℃的情况下的低压氧化炉内，在硅片正面生长一层厚度为3nm氧化层。再将硅片转移至ALD钝化设备内，控制温度为280℃，对硅片两面镀一层6nm的氧化铝，接着将其转移到管式钝化炉，温度为550℃，分别在正反两面镀上氮氧化硅正面厚度74nm，背面厚度80nm 使用特定的网版在硅片正反两面印刷导电电极。成电池的制作后即可使用电注入进行钝化以提升效率，相应的电注入使用工艺条件为2-10工位：8A/150℃，工艺时间：450S/每工位，完成电池后使用中国计量研究院认证的标片校准博格测试机进行测试，效率比对比例提升0.08%。
实施例 3
选用硅片的掺镓浓度为1×1013～1×1017个原子/立方厘米，电阻率为0.4Ωm-1.1Ωm。首先采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面, 单晶制绒添加剂的体积浓度为1%-3%，KOH 溶液一般按照 KOH：添加剂：H2O=20:3:160 的体积比例配制，温度为 82℃。然后在 2-5%的 HF 溶液中进行清洗，然后再烘干硅片表面。采用高温扩散的方式在低压扩散炉中温度为880℃利用氮气将POCL3带入炉管后对硅片进行扩散，形成PN结，方阻在150Ω，然后再利用SE激光对扩散层进行栅线处选择性掺杂，方阻在110Ω，使用体积比为70%-85%高浓度硝酸和10%-20%氢氟酸混合液去除背面和侧边的pn结区，并在后道使用氢氟酸去除正面的PSG。然后利用HNO3：HF：H2O=5:2:1比例的溶液对硅片背面和侧边进行刻蚀以形成正负极的断路，之后在温度为680℃的情况下的低压氧化炉内，在硅片正面生长一层厚度为6nm氧化层。再将硅片转移至ALD钝化设备内，控制温度为410℃，对硅片两面镀一层8nm的氧化铝，接着将其转移到管式钝化炉，温度为550℃，分别在正反两面镀上氮氧化硅正面厚度82nm，背面厚度90nm，使用特定的网版在硅片正反两面印刷导电电极。完成电池的制作后即可使用电注入进行钝化以提升效率，相应的电注入使用工艺条件为2-10工位：10A/280℃，工艺时间：450S/每工位，完成电池后使用中国计量研究院认证的标片校准博格测试机进行测试，效率比对比例提升0.07%。
实施例 4
选用硅片的掺镓浓度为1×1013～1×1017个原子/立方厘米，电阻率为0.4Ωm-1.1Ωm。首先采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面, 单晶制绒添加剂的体积浓度为1%-3%，KOH 溶液一般按照 KOH：添加剂：H2O=20:3:160 的体积比例配制，温度为 82℃。然后在 2-5%的 HF 溶液中进行清洗，然后再烘干硅片表面。采用高温扩散的方式在低压扩散炉中温度为810℃利用氮气将POCL3带入炉管后对硅片进行扩散，形成PN结，方阻在170Ω，然后再利用SE激光对扩散层进行栅线处选择性掺杂，方阻在100Ω，使用体积比为70%-85%高浓度硝酸和10%-20%氢氟酸混合液去除背面和侧边的pn结区，并在后道使用氢氟酸去除正面的PSG。然后利用HNO3：HF：H2O=5:2:1比例的溶液对硅片背面和侧边进行刻蚀以形成正负极的断路，之后在温度为600℃的情况下的低压氧化炉内，在硅片正面生长一层厚度为8nm氧化层。再将硅片转移至ALD钝化设备内，控制温度为410℃，对硅片两面镀一层8nm的氧化铝，接着将其转移到管式钝化炉，温度为550℃，分别在正反两面镀上氮氧化硅正面厚度82nm，背面厚度100nm 3正面氮氧化硅厚度在71m，背面氮化硅厚度在110nm，使用特定的网版在硅片正反两面印刷导电电极。完成电池的制作后即可使用电注入进行钝化以提升效率，相应的电注入使用工艺条件为2-10工位：12A/350℃，工艺时间：450S/每工位，完成电池后使用中国计量研究院认证的标片校准博格测试机进行测试，效率比对比例提升0.06%。
实施例 5
选用硅片的掺镓浓度为1×1013～1×1017个原子/立方厘米，电阻率为0.4Ωm-1.1Ωm。首先采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面, 单晶制绒添加剂的体积浓度为1%-3%，KOH 溶液一般按照 KOH：添加剂：H2O=20:3:160 的体积比例配制，温度为 82℃。然后在 2-5%的 HF 溶液中进行清洗，然后再烘干硅片表面。采用高温扩散的方式在低压扩散炉中温度为860利用氮气将POCL3带入炉管后对硅片进行扩散，形成PN结，方阻在150Ω，然后再利用SE激光对扩散层进行栅线处选择性掺杂，方阻在100Ω，使用体积比为70%-85%高浓度硝酸和10%-20%氢氟酸混合液去除背面和侧边的pn结区，并在后道使用氢氟酸去除正面的PSG。然后利用HNO3：HF：H2O=5:2:1比例的溶液对硅片背面和侧边进行刻蚀以形成正负极的断路，之后在温度为580℃的情况下的低压氧化炉内，在硅片正面生长一层厚度为5nm氧化层。再将硅片转移至ALD钝化设备内，控制温度为350℃，对硅片两面镀一层5nm的氧化铝，接着将其转移到管式钝化炉，温度为550℃，分别在正反两面镀上氮氧化硅正面厚度82nm，背面厚度95nm，使用特定的网版在硅片正反两面印刷导电电极。完成电池的制作后即可使用电注入进行钝化以提升效率，相应的电注入使用工艺条件为2-10工位：12A/250℃，工艺时间：2-4工位：400S/每工位，5-10工位：450S/每工位，完成电池后使用中国计量研究院认证的标片校准博格测试机进行测试，效率可提升0.06%。
实施例 6
选用硅片的掺镓浓度为1×1013～1×1017个原子/立方厘米，电阻率为0.4Ωm-1.1Ωm。首先采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面, 单晶制绒添加剂的体积浓度为1%-3%，KOH 溶液一般按照 KOH：添加剂：H2O=20:3:160 的体积比例配制，温度为 82℃。然后在 2-5%的 HF 溶液中进行清洗，然后再烘干硅片表面。采用高温扩散的方式在低压扩散炉中温度为850℃利用氮气将POCL3带入炉管后对硅片进行扩散，形成PN结，方阻在120Ω，然后再利用SE激光对扩散层进行栅线处选择性掺杂，方阻在100Ω，使用体积比为70%-85%高浓度硝酸和10%-20%氢氟酸混合液去除背面和侧边的pn结区，并在后道使用氢氟酸去除正面的PSG。然后利用HNO3：HF：H2O=5:2:1比例的溶液对硅片背面和侧边进行刻蚀以形成正负极的断路，之后在温度为650℃的情况下的低压氧化炉内，在硅片正面生长一层厚度为3nm氧化层。再将硅片转移至ALD钝化设备内，控制温度为350℃，对硅片两面镀一层2nm的氧化铝，接着将其转移到管式钝化炉，温度为450℃，分别在正反两面镀上氮氧化硅正面厚度82nm，背面厚度95nm。使用特定的网版在硅片正反两面印刷导电电极。完成电池的制作后即可使用电注入进行钝化以提升效率，相应的电注入使用工艺条件为：6A/130℃，工艺时间：相应的电注入使用工艺条件为2-4工位：580S/每工位，5-10工位：480S/每工位，完成电池后使用中国计量研究院认证的标片校准博格测试机进行测试，效率可提升0.06%。
对实施例1-6测试后的产品以及其他如用TMAH和NAOH作为碱性处理溶液制备的掺镓电池片制备的电池，按照测试效果和客户的要求，进行分档次包装以满足市场需求。

Claims (10)

1.一种掺镓电池制备方法，其特征在于：掺镓电池片烧结后采用电注入设备对电池片进行体钝化操作。
2.根据权利要求1所述的掺镓电池制备方法，其特征在于：所述电池片的体钝化温度为130-350℃。
3.根据权利要求1所述的掺镓电池制备方法，其特征在于：所述电注入设备的钝化工位的电流控制为6-12安培，温度控制为150℃-280℃，时间为400s-580s。
4.根据权利要求1所述的掺镓电池制备方法，其特征在于：所述掺镓电池片采用的硅片电池的掺镓浓度为1×1013～1×1017个原子/立方厘米，电阻率为0.4Ωm-1.1Ωm。
5.根据权利要求1所述的一种掺镓电池制备方法，其特征在于：所述电池片钝化前的制备方法包括以下步骤：
S1、制绒：使用碱性溶液，再用制绒添加剂，对掺镓电池片进行制绒；
S2、磷扩散：磷源进行磷扩散工艺，以形成pn结；
S3、激光SE：使用激光进行深度磷掺杂；
S4、刻蚀：去除背面和侧边的pn结区，并去除正面的PSG；
S5、热氧钝化：在硅片正面热氧生长一层纳米级致密氧化层；
S6、钝化：正反两面生长一层氧化铝层，再在两面分别生长氮氧化硅；
S7、丝网印刷：在正面和背面印刷主栅线和细栅线；
S8、烧结：将金属栅线和硅晶化后形成合金层。
6.根据权利要求5所述的掺镓电池制备方法，其特征在于：S2步骤中，磷扩散温度为810-880℃，
所述磷源为 POCL3，所述磷扩散方阻控制在120-170Ω，激光掺杂后方阻控制在90-110Ω。
7.根据权利要求5所述的掺镓电池制备方法，其特征在于：S2中所述磷扩散使用的设备为低压扩散炉，S5中热氧钝化使用的设备为低压氧化炉。
8.根据权利要求5所述的掺镓电池制备方法，其特征在于：S4步骤中，使用体积比为70%-85%高浓度硝酸和10%-20%氢氟酸混合液去除背面和侧边的pn结区，并在后道使用氢氟酸去除正面的PSG。
9.根据权利要求5所述的掺镓电池制备方法，其特征在于：
S5步骤中所述氧化层厚度控制在3-8nm，热氧钝化温度为580-680℃。
10.根据权利要求5所述的掺镓电池制备方法，其特征在于：
S6步骤中，所述钝化的氧化铝厚度控制在2-8nm，氧化铝层的生长温度为280-410℃；两面分别生长的氮氧化硅，正面厚度74-82nm，背面厚度80-100nm，氮氧化硅的生长温度为450-550℃，所述氧化铝的生长设备为ALD钝化设备，所述氮氧化硅的生长设备为管式钝化炉。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112652677A (zh) * 2020-12-09 2021-04-13 晋能光伏技术有限责任公司 一种perc电池背面钝化工艺
CN114203856A (zh) * 2021-11-26 2022-03-18 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 一种太阳能光伏电池低压水平磷扩散生产线

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100275990A1 (en) * 2009-05-02 2010-11-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
CN110459615A (zh) * 2019-08-19 2019-11-15 通威太阳能（成都）有限公司 一种复合介电钝化层结构太阳电池及其制备工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100275990A1 (en) * 2009-05-02 2010-11-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
CN110459615A (zh) * 2019-08-19 2019-11-15 通威太阳能（成都）有限公司 一种复合介电钝化层结构太阳电池及其制备工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
彭嘉琪: "电注入退火对多晶硅PERC太阳能电池性能的影响", 《光子学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112652677A (zh) * 2020-12-09 2021-04-13 晋能光伏技术有限责任公司 一种perc电池背面钝化工艺
CN112652677B (zh) * 2020-12-09 2023-10-27 晋能光伏技术有限责任公司 一种perc电池背面钝化工艺
CN114203856A (zh) * 2021-11-26 2022-03-18 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 一种太阳能光伏电池低压水平磷扩散生产线

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