CN116632080A - 一种TOPCon电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TOPCon电池及其制备方法,属于TOPCon电池技术领域,包括单晶硅片,其背面从内到外依次设置有隧穿层、掺杂多晶硅层、背面减反射层和背面金属电极;掺杂多晶硅层为磷掺杂的多晶硅,包括第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域;第二掺杂多晶硅区域厚度、掺杂浓度均小于第一掺杂多晶硅区域。将掺杂多晶硅层分成两个区域,并分别对其厚度、掺杂浓度等进行设计,第一掺杂多晶硅区域具有较高掺杂浓度和厚度,既能避免浆料烧结过程隧穿氧化层被破坏,降低金属接触区复合电流,又能保证较低的金属接触电阻;第二掺杂多晶硅区域具有较低的掺杂浓度和厚度,能降低非金属区掺杂多晶硅的光寄生吸收,尤其是降低自由载流子吸收。

Description

一种TOPCon电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及TOPCon电池领域,具体而言,涉及一种TOPCon电池及其制备方法。
背景技术
现有TOPCon(隧穿氧化钝化接触)电池通常在硅片背面制备的1-2nm超薄隧穿氧化层,然后在氧化层表面沉积厚度为80-200nm的掺杂多晶硅层,最后在掺杂多晶硅层上淀积氮化硅。该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化和场钝化,超薄氧化层可以使电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡空穴的输运,降低复合电流;掺杂多晶硅层横向传输特性降低了串联电阻;以上两种特性共同提升了电池的开路电压、填充因子以及电池的转换效率。
TOPCon电池背面通常采用Ag浆烧穿SiNx介质膜与掺杂多晶硅形成欧姆接触。由于浆料烧结过程中,金属Ag晶粒可能穿透掺杂多晶硅膜层,破坏界面氧化层的钝化效果;为了保证好的场钝化效果和低的欧姆接触,掺杂多晶硅需要足够的掺杂浓度,其浓度通常大于1e20cm-3。为了降低金属接触区的复合电流密度,金属接触区需要采用足够的掺杂多晶硅厚度,其通常在100-150nm;但非金属接触区掺杂的多晶硅厚度过大会对长波光存在自由载流子吸收(FCA),会导致TOPCon电池短路电流的损失,另一方面,高掺杂多晶硅对背面入射光的寄生吸收会导致电池的双面率降低。
通常掺杂多晶硅膜厚需要在复合电流、电阻损失与光学损失之间进行平衡。目前,主要通过在保证金属电极浆料不烧穿隧穿氧化层及该金属电极与多晶硅膜层形成良好欧姆接触的前提下,尽量降低多晶硅膜层的厚度,以减少光子在高掺杂多晶硅层内的寄生吸收;抑或仅在电池的金属电极区域采用上述钝化结构,难以兼顾电池的光线吸收与钝化效果。
发明内容
为克服现有技术中TOPCon电池存在的复合电流、电阻损失与光学损失之间较难进行平衡,难以兼顾光线吸收与钝化效果的问题,本发明提供了一种TOPCon电池及其制备方法,既能保证金属接触区的掺杂多晶硅厚度,避免浆料烧结过程隧穿氧化层被破坏,降低复合电流和接触电阻;同时又能降低非金属区的光寄生吸收,尤其是降低自由载流子吸收。具体技术方案如下:
一种TOPCon电池,包括单晶硅片,所述单晶硅片正面从内到外依次设置有扩散层、钝化层、正面减反射层和正面金属电极;所述单晶硅片背面从内到外依次设置有隧穿层、掺杂多晶硅层、背面减反射层和背面金属电极;
所述掺杂多晶硅层为磷掺杂的多晶硅,包括第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域;所述背面金属电极穿透所述背面减反射层并与所述第一掺杂多晶硅区域相接触;所述第二掺杂多晶硅区域厚度、掺杂浓度均小于所述第一掺杂多晶硅区域。
将掺杂多晶硅层分成第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域,第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域分别对应金属接触区和非金属接触区,所述第一掺杂多晶硅区域具有较高的掺杂浓度和厚度,既能避免浆料烧结过程隧穿氧化层被破坏,降低金属接触区复合电流,又能保证较低的金属接触电阻;所述第二掺杂多晶硅区域具有较低的掺杂浓度和厚度,能降低非金属区掺杂多晶硅的光寄生吸收,尤其是降低自由载流子吸收。
优选地,所述第一掺杂多晶硅区域的厚度为100-200nm,所述第二掺杂多晶硅区域与所述第一掺杂多晶硅区域的厚度差为10-100nm。
优选地,所述第一掺杂多晶硅区域的厚度为100-150nm,所述第二掺杂多晶硅区域的厚度为30-80nm。
优选地,所述第二掺杂多晶硅区域的掺杂浓度与所述第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度差为(0.1-1.0)e20cm-3
优选地,所述第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度为(1-5)e20cm-3,所述第二掺杂多晶硅区域的掺杂浓度为(0.1-3.0)e20cm-3
优选地,所述背面隧穿层为氧化硅,厚度为1-3nm。
优选地,所述背面减反射层为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中一种或多种组成的复合膜,且其总厚度为70-120nm。
优选地,所述背面减反射层的综合折射率为1.9-2.1,且朝远离所述单晶硅片方向,膜层折射率依次降低。
优选地,所述背面金属电极为Ag栅线电极;且所述第二掺杂多晶硅区域的宽度大于所述背面金属电极的宽度。
本发明还提供了一种上述TOPCon电池的制备方法,包括如下步骤:
在单晶硅片背面制备隧穿层;
在隧穿层表面沉积本征非晶硅层,并对本征非晶硅层进行磷扩散掺杂,将其由非晶态转化成结晶态,形成掺杂多晶硅层;
通过激光局部氧化使位于背面金属电极下方的第一掺杂多晶硅区域的多晶硅表面部分转换成氧化硅;再以氧化硅作为掩膜,采用碱性溶液对背面非金属区的第二掺杂多晶硅层进行选择性湿法刻蚀,使第二掺杂多晶硅区域的掺杂多晶硅层蚀刻减薄,最终得到掺杂多晶硅层中,第一掺杂多晶硅区域厚度大于第二掺杂多晶硅区域;磷扩散过程中,得到的掺杂曲线通常在表面浓度最高,靠近隧穿氧化层方向掺杂浓度逐渐降低,因此,在选择性湿法刻蚀减薄后的第二掺杂多晶硅区域平均掺杂浓度低于没有刻蚀减薄的第一掺杂多晶硅区域;
在掺杂多晶硅层表面沉积背面减反射层;
在与第一掺杂多晶硅区域对应的背面减反射层表面印刷金属电极,共烧结使金属电极烧穿所述背面减反射层与第一掺杂多晶硅区域形成欧姆接触。
优选地,所述激光局部氧化过程中,采用紫外纳秒脉冲激光照射第一掺杂多晶硅区域,并通入氧气,其中激光波长为355nm,脉宽5-50ns,激光功率1-10W,脉冲频率为50-250kHz,光斑大小50-100um,扫描速度300-500mm/s。
优选地,所述选择性湿法刻蚀中,碱溶液中含有KOH、NaOH、TMAH中的至少一种,浓度在1wt%-10wt%,温度60-90℃;碱溶液中含有刻蚀添加剂,浓度在0.1vol-3vol%。
有益效果:
采用本发明技术方案产生的有益效果如下:
(1)将掺杂多晶硅层分成第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域,其中第一掺杂多晶硅区域与背面金属电极接触,并使其具有较高的掺杂浓度,可以保证金属接触区具有较低的接触电阻;同时,第一掺杂多晶硅区域具有较大的厚度,能有效屏蔽烧结过程中浆料的渗透,避免界面隧穿氧化层被破坏,从而保证金属接触区具有较低的复合电流。这里第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域分别对应金属接触区和非金属接触区。
第二掺杂多晶硅区域通过选择性湿法刻蚀,其厚度和掺杂浓度均低于第一掺杂多晶硅区域;由于重掺杂的多晶硅在长波光(900-1200nm)具有较大的自由载流子吸收(FCA),因此,第二掺杂多晶硅区域的蚀刻减薄,可以降低相应的长波段自由载流子吸收,电池正面短路电流和效率因此提高;同时背面入射光的寄生光吸收也能明显降低,电池双面率也因此提高。
(2)通过在背面金属区采用激光局部氧化形成刻蚀掩膜阻挡层和背面掺杂多晶硅局部选择性湿法刻蚀减薄,避免了掩膜制备和去除工艺复杂、无法量产或量产成本高的技术问题,制备方法简单,易于实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是实施例1中TOPCon电池层结构图;
图2是对比例1中TOPCon电池层结构图;
图3是实施例1中TOPCon电池制备工艺流程图。
图中,1、单晶硅层;2、扩散层;3、钝化层;4、正面减反射层;
5、正面金属电极;6、隧穿层;7、掺杂多晶硅层;
71、第一掺杂多晶硅区域;72、第二掺杂多晶硅区域;8、背面减反射层;9、背面金属电极。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,TOPCon电池包括单晶硅片1,所述单晶硅片1正面从内到外依次设置有扩散层2、钝化层3、正面减反射层5和正面金属电极5;所述单晶硅片1背面从内到外依次设置有隧穿层6、掺杂多晶硅层7、背面减反射层8和背面金属电极9;
掺杂多晶硅层7为磷掺杂的多晶硅,掺杂浓度不低于1e20cm-3,包括第一掺杂多晶硅区域71和第二掺杂多晶硅区域72;所述背面金属电极9穿透所述背面减反射层8并与所述第一掺杂多晶硅区域71相接触;所述第二掺杂多晶硅区域72的厚度、掺杂浓度均小于所述第一掺杂多晶硅区域。
将掺杂多晶硅层7分成第一掺杂多晶硅区域71和第二掺杂多晶硅区域72,第一掺杂多晶硅区域71和第二掺杂多晶硅区域72分别对应金属接触区和非金属接触区,所述第一掺杂多晶硅区域71具有较高的掺杂浓度和厚度,既能避免浆料烧结过程隧穿氧化层被破坏,降低金属接触区复合电流,又能保证较低的金属接触电阻;所述第二掺杂多晶硅区域72具有较低的掺杂浓度和厚度,能降低非金属区掺杂多晶硅的光寄生吸收,尤其是降低自由载流子吸收。
优选地,所述第一掺杂多晶硅区域71的厚度为100-200nm,所述第二掺杂多晶硅区域72与所述第一掺杂多晶硅区域71的厚度差为10-100nm。
优选地,所述第一掺杂多晶硅区域71的厚度为100-150nm,所述第二掺杂多晶硅区域72的厚度为30-80nm。
优选地,所述第二掺杂多晶硅区域72的掺杂浓度与所述第一掺杂多晶硅区域71的掺杂浓度差为(0.1-1.0)e20cm-3
优选地,所述第一掺杂多晶硅区域71的掺杂浓度为(1-5)e20cm-3,所述第二掺杂多晶硅区域72的掺杂浓度为(0.1-3.0)e20cm-3
作为一种优选的实施方式,所述背面隧穿层为氧化硅,厚度为1-3nm;采用热氧化、湿化学氧化、臭氧氧化、等离子氧化形成。
作为一种优选的实施方式,所述背面减反射层为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中一种或多种组成的复合膜,且其总厚度为70-120nm。
作为一种优选的实施方式,所述背面减反射层的综合折射率为1.9-2.1,且朝远离所述单晶硅片方向,膜层折射率依次降低。
作为一种优选的实施方式,所述背面金属电极为Ag栅线电极;且所述第二掺杂多晶硅区域的宽度大于所述背面金属电极的宽度。采用丝网印刷、激光转印等方式印刷Ag浆料,通过烧结穿透背面减反射层与掺杂多晶硅层形成欧姆接触。
作为一种优选的实施方式,所述单晶硅片为磷掺杂N型单晶硅片,其电阻率为0.1-10Ωcm,厚度为100-200um。
作为一种优选的实施方式,所述扩散层为硼掺杂的形成的P型掺杂层,方阻为100-300Ω/□,采用BCl3或BBr3高温扩散形成。
作为一种优选的实施方式,所述钝化层为氧化铝,厚度在2-6nm,采用ALD沉积获得;
作为一种优选的实施方式,所述正面减反射层为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中一种或多种组成的复合膜,总厚度为70-120nm,综合折射率为1.9-2.1,远离硅片方向,膜层折射率依次降低。
作为一种优选的实施方式,所述正面金属电极为AgAl栅线电极,采用丝网印刷、激光转印等方式印刷AgAl浆料,通过烧结穿透正面减反射层和钝化层,与掺杂层形成欧姆接触。
本实施方式还提供了一种上述TOPCon电池的制备方法,包括如下步骤:
步骤S101,制绒,利用酸碱化学品,消除硅片表面有机沾污和金属杂质,在硅片表面形成表面织构,增加太阳光的吸收减少反射;
步骤S102,硼扩散,形成正面PN结;
步骤S103,单面HF刻蚀,去除背面BSG层;
步骤S104,背面刻蚀,去除背面寄生扩散形成的PN结,防止边缘漏电;
步骤S105,采用LPCVD工艺,原位氧化生成隧穿氧化层,并沉积本征非晶硅层;当然,这里也可以选择其他工艺来制备隧穿氧化层和本征非晶硅层,如PECVD工艺或溅射法;
步骤S106,磷扩散,对背面非晶硅和非晶氧化硅进行磷扩散掺杂,并将其由非晶态转化成结晶态;
步骤S107,单面HF刻蚀,去除扩散后正面及边缘绕镀多晶硅表面PSG层;
步骤S108,正面刻蚀,采用碱溶液刻蚀的方式去除绕镀多晶硅层,采用氢氟酸清洗去除正面的BSG及背面的PSG;
步骤S109,激光局部氧化,通过紫外纳秒脉冲激光局部照射多晶硅,同时按一定的氧通量通入氧气,激光诱导的多晶层表面发生非晶化,改变了多晶硅在蚀刻中的刻蚀电阻率;刻蚀电阻率取决于激光能量以及激光过程中的氧分压;因此激光处理过程中氧的存在增加了多晶硅层的抗刻蚀性,为后续湿法刻蚀做准备;所述激光局部氧化过程中,采用紫外纳秒脉冲激光照射第一掺杂多晶硅区域,并通入氧气,其中激光波长为355nm,脉宽5-50ns,激光功率1-10W,脉冲频率为50-250kHz,光斑大小50-100um,扫描速度300-500mm/s。
步骤S110,背面Poly选择性湿法刻蚀:以氧化硅作为掩膜,采用碱性溶液对背面非金属区的第二掺杂多晶硅层进行选择性湿法刻蚀,使第二掺杂多晶硅区域的掺杂多晶硅层蚀刻减薄,最终得到掺杂多晶硅层中,第一掺杂多晶硅区域厚度大于第二掺杂多晶硅区域;磷扩散过程中,得到的掺杂曲线通常在表面浓度最高,靠近隧穿氧化层方向掺杂浓度逐渐降低,因此,在选择性湿法刻蚀减薄后的第二掺杂多晶硅区域平均掺杂浓度低于没有刻蚀减薄的第一掺杂多晶硅区域;优选地,所述选择性湿法刻蚀中,所述碱溶液中含有KOH、NaOH、TMAH中的至少一种,浓度在1wt%-10wt%,温度60-90℃;所述碱溶液中含有刻蚀添加剂,浓度在0.1vol-3vol%。
步骤S111,以ALD原子层沉积方式在基底正面沉积一层致密的AlOx薄膜;
步骤S112,以PECVD的方式在基底正面沉积氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种叠层膜;
步骤S113,以PECVD的方式在基底背面沉积氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种叠层膜;
步骤S114,正面印刷电极Ag/Al浆,背面印刷电极Ag浆;共烧结形成良好的欧姆接触;光注入修复电池体内和表面缺陷。
其中上述S101-S114中电池正背面各层的制备顺序可根据实际需要进行调整,电池正背面电极和减反射层,电池正面的钝化层和扩散层也可采用其他现有常用工艺制备得到。
下面通过一组实施例和一组对比例对本实施方式中TOPCon电池结构及其制备方法的有益效果进行进一步的评述。
实施例1:
如图1所示,TOPCon电池结构包括单晶硅片1,依次设置在单晶硅片1正面的扩散层2、钝化层3、正面减反射层4和正面金属电极5,依次设置在单晶硅片1背面的隧穿层6、掺杂多晶硅层7、背面减反射层8和背面金属电极9;所述掺杂多晶硅层7包括位于背面金属区下方的第一掺杂多晶硅区域71和位于背面非金属区的第二掺杂多晶硅区域72;所述第一掺杂多晶硅区域71为磷掺杂的多晶硅,厚度120-150nm,掺杂浓度(1-3)e20cm-3;所述第二掺杂多晶硅区域72为磷掺杂的多晶硅,厚度50-100nm其掺杂浓度(5-10)e19cm-3
如图3所示,上述TOPCon电池的制备方法,包括如下步骤:
步骤S101,制绒,选取磷掺杂N型单晶硅片,电阻率0.5-1.0Ωcm,厚度130-160um;利用酸碱化学品,消除硅片表面有机沾污和金属杂质,在硅片表面形成表面织构,增加太阳光的吸收减少反射;
步骤S102,硼扩散,采用BCl3低压扩散形成正面PN结,扩散温度950-1050℃,方阻150-250Ω/□;
步骤S103,单面HF刻蚀,去除背面BSG层;
步骤S104,背面刻蚀,采用碱性溶液刻蚀,去除背面寄生扩散形成的PN结,防止边缘漏电;
步骤S105,采用LPCVD原位氧化生成隧穿氧化层,温度在550-650℃,厚度在1-3nm,并沉积本征非晶硅层,厚度120-150nm;
步骤S106,磷扩散,以POCl3为扩散源,扩散温度800-900℃对背面非晶硅和非晶氧化硅进行磷扩散掺杂,并将其由非晶态转化成结晶态;
步骤S107,单面HF刻蚀,去除扩散后正面及边缘绕镀多晶硅表面PSG层;
步骤S108,正面刻蚀,采用碱溶液刻蚀的方式去除绕镀多晶硅层,采用氢氟酸清洗去除正面的BSG及背面的PSG;
步骤S109,激光局部氧化,通过紫外纳秒脉冲激光局部照射多晶硅,同时按一定的氧通量通入氧气,激光诱导的多晶层表面发生非晶化,改变了多晶硅在蚀刻中的刻蚀电阻率;刻蚀电阻率取决于激光能量以及激光过程中的氧分压;因此激光处理过程中氧的存在增加了多晶硅层的抗刻蚀性,为后续湿法刻蚀做准备;所述激光局部氧化过程中,采用紫外纳秒脉冲激光照射第一掺杂多晶硅区域,并通入氧气,其中激光波长为355nm,脉宽10ns,激光功率3W,脉冲频率为100kHz,光斑大小70um,扫描速度400mm/s。
步骤S110,背面Poly选择性湿法刻蚀:以激光氧化形成的氧化硅作为掩膜,采用碱性溶液对背面非金属区的第二掺杂多晶硅层进行选择性湿法刻蚀,使第二掺杂多晶硅区域的掺杂多晶硅层蚀刻减薄,最终得到掺杂多晶硅层中,第一掺杂多晶硅区域厚度大于第二掺杂多晶硅区域;磷扩散过程中,得到的掺杂曲线通常在表面浓度最高,靠近隧穿氧化层方向掺杂浓度逐渐降低,因此,在选择性湿法刻蚀减薄后的第二掺杂多晶硅区域平均掺杂浓度低于没有刻蚀减薄的第一掺杂多晶硅区域;选择性湿法刻蚀中,所述碱溶液中采用KOH浓度在1wt%-10wt%,温度60-90℃;碱溶液中含有刻蚀添加剂,浓度在0.3vol%。
步骤S111,以ALD原子层沉积方式在基底正面沉积一层致密的AlOx薄膜,厚度在3-5nm;
步骤S112,以PECVD的方式在基底正面沉积氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种叠层膜,总厚度70-120nm,综合折射率1.9-2.1;
步骤S113,以PECVD的方式在基底背面沉积氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种叠层膜,总厚度70-120nm,综合折射率1.9-2.1;
步骤S114,正面印刷电极Ag/Al浆,背面印刷电极Ag浆;共烧结形成良好的欧姆接触;光注入修复电池体内和表面缺陷。
对比例1:
如图2所示,同实施例1相比,不同的之处是其硅片背面采用的是单一掺杂多晶硅,掺杂浓度(2-3)e20cm-3,厚度120-150nm,相应地制备工艺中删除步骤S109和S110。
分别对一组实施例和一组对比例中的电池在相同条件下进行测试,测试结果如表1。
表1实施例和对比例电池测试结果
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种TOPCon电池,其特征在于,包括单晶硅片,所述单晶硅片正面从内到外依次设置有扩散层、钝化层、正面减反射层和正面金属电极;所述单晶硅片背面从内到外依次设置有隧穿层、掺杂多晶硅层、背面减反射层和背面金属电极;
所述掺杂多晶硅层为磷掺杂的多晶硅,包括第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域;所述背面金属电极穿透所述背面减反射层并与所述第一掺杂多晶硅区域相接触;所述第二掺杂多晶硅区域厚度、掺杂浓度均小于所述第一掺杂多晶硅区域。
2.根据权利要求1所述的一种TOPCon电池,其特征在于,所述第一掺杂多晶硅区域的厚度为100-200nm,所述第二掺杂多晶硅区域与所述第一掺杂多晶硅区域的厚度差为10-100nm;所述第二掺杂多晶硅区域的掺杂浓度与所述第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度差为(0.1-1.0)e20cm-3
3.根据权利要求2所述的一种TOPCon电池,其特征在于,所述第一掺杂多晶硅区域的厚度为100-150nm,所述第二掺杂多晶硅区域的厚度为30-80nm。
4.根据权利要求1所述的一种TOPCon电池,其特征在于,所述第一掺杂多晶硅区域的掺杂浓度为(1-5)e20cm-3,所述第二掺杂多晶硅区域的掺杂浓度为(0.1-3.0)e20cm-3
5.根据权利要求1所述的一种TOPCon电池,其特征在于,所述背面隧穿层为氧化硅,厚度为1-3nm。
6.根据权利要求1所述的一种TOPCon电池,其特征在于,所述背面减反射层为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中一种或多种组成的复合膜,且其总厚度为70-120nm;所述背面减反射层的综合折射率为1.9-2.1,且朝远离所述单晶硅片方向,膜层折射率依次降低。
7.根据权利要求1所述的一种TOPCon电池,其特征在于,所述背面金属电极为Ag栅线电极;且所述第二掺杂多晶硅区域的宽度大于所述背面金属电极的宽度。
8.一种如权利要求1-7任一项所述TOPCon电池的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
在单晶硅片背面制备隧穿层;
在隧穿层表面沉积本征非晶硅层,并对本征非晶硅层进行磷扩散掺杂,将其由非晶态转化成结晶态;
通过激光局部氧化使第一掺杂多晶硅区域的多晶硅转换成氧化硅;再采用选择性湿法刻蚀对第二掺杂多晶硅区域的沉积态非晶硅和退火多晶硅完全蚀刻,对第一掺杂多晶硅区域的氧化硅选择性蚀刻,得到掺杂多晶硅层,其中第一掺杂多晶硅区域厚度大于第二掺杂多晶硅区域;
在掺杂多晶硅层表面沉积背面减反射层;
在与第一掺杂多晶硅区域对应的背面减反射层表面印刷金属电极,共烧结使金属电极烧穿所述背面减反射层与第一掺杂多晶硅区域形成欧姆接触。
9.根据权利要求8所述的一种TOPCon电池的制备方法,其特征在于,所述激光局部氧化过程中,采用紫外纳秒脉冲激光照射第一掺杂多晶硅区域,并通入氧气,其中激光波长为355nm,脉宽5-50ns,激光功率1-10W,脉冲频率为50-250kHz,光斑大小50-100um,扫描速度300-500mm/s。
10.根据权利要求8所述的一种TOPCon电池的制备方法,其特征在于,所述选择性湿法刻蚀中,碱溶液中含有KOH、NaOH、TMAH中的至少一种,浓度在1wt%-10wt%,温度60-90℃;碱溶液中含有刻蚀添加剂,浓度在0.1vol-3vol%。
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