浏览数量： 0 作者： 本站编辑 发布时间： 2023-03-01 来源： 本站
1. PERC电池结构 & N型TOPCon电池结构
2. PERC技术 & N型TOPCon技术工艺流程
3. N型TOPCon电池工艺及设备
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。
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
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
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
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。
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。
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。
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
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。
