光伏技术 | TOPCon 电池工艺流程

发表时间:2023-09-08 10:56


光伏技术 | TOPCon 电池工艺流程

TOPCon
电池整体结构


TOPCon 电池背面结构
   

隧穿:SiO2氧化层;    钝化:化学钝化+场钝化; 接触:高掺杂浓度(N+); 载流子传输选择性;

   

背面结构氧化层

a. 作用 (化学钝化; 化学钝化; 阻挡作用; 避免金属与半导体直接接触;)

b. 氧化层深度相关曲线


背面结构掺杂多晶硅层

a. 作用 (势垒效应; 场钝化;金属接触;)

b. 多晶硅层相关曲线

c. 多晶硅层长波吸收,厚度与掺杂浓度关系曲线

     

2.TOPCon电池工艺流程

           

3.
TOPCon电池各工序作用

① 制绒

制绒目的:

             

去除硅片表面的有机物脏污及金属杂质;

去除硅片线切割过程产生的机械损伤层,减少复合中心

形成起伏不平的绒面,其作用为:a.利用陷光效应,增加硅片对太阳光的吸收,降低反射率;同时增加硅片表面积,进而P-N结面积也同样增加;

制绒的原理:在一定的浓度、温度、时间下,利用硅在低浓度碱液中的各向异性腐蚀特性,Si与碱液(NaOH)进行一系列化学反应,在硅片表面形成金字塔绒面

主反应:2NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2

② 硼扩

目的:形成P-N结

原理:

   在一定的浓度、温度、压力及时间下,硼源(BBr3或BCl3)在管式炉中汽化后,经过一系列化学反应在硅片表面进行沉积,获得合适的掺杂浓度、结深及方阻;

       

④ LPCVD(低压化学气相沉积)

   


在硅片背面沉积一层超薄氧化层提供良好的界面钝化,同时提供不同载流子隧穿势垒;

氧化层上沉积一层非晶硅,增加电子的迁移速率同时抑制空穴的迁移速率;

非晶硅与金属接触,起到电子传输桥梁的作用。

b. 原理:

用加热的方式,在低压条件下使SiH4在硅片表面反应并沉积成固体薄膜。

氧化层沉积:高温通氧气,氧气和硅反应生产氧化硅;

反应方程式 :O2+Si→SiOx

非晶硅沉积:高温通硅烷,硅烷热分解成硅和氢气;反应方程式:SiH4(气)=Si(固)+H2


磷扩

a. 磷扩的目的:在背面形成N+层

b. 磷扩的原理:

正面刻蚀

   a. 工艺流程:正刻槽(加水膜)→水洗→碱洗→水洗→ 酸洗→水洗→烘干

      b. 正刻槽作用:主要通过HF+HNO3的混合溶液,对硅片正面和边缘进行刻蚀,以达到去除正面及边缘BSG的作用。

     c. 碱洗槽作用:主要用来中和正刻槽残留的酸液,并去除正刻槽反应生成的多孔硅。

    c. 酸洗槽作用:去除氧化层,使硅片表面疏水。

    d. 槽体及功能

     

⑧ 正背膜

目的(硅片表面形成一层Si3H4薄膜,既可作为减反射膜,产生钝化作用;又因其结构致密保证硅片不被氧化;)

b. 原理(硅片置于阴极上,利用辉光放电使硅片升温到预定的温度,然后通入适量的SiH4和NH3气体,经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固态Si3H4薄膜;)

     

⑨ 金属化

工艺流程为:(背面印主栅→烘箱→背面印副栅→烘箱→正面印主栅→烘箱→正面印副栅→烧结炉→高温退火炉→测试;)

烧结目的:

干燥硅片上的浆料,燃尽浆料的有机组分,使浆料和硅片形成良好的欧姆接触。

把电极烧结在PN结上,高温烧结可以使电极穿透氮化硅膜,形成合金。

正面主栅不烧穿氮化硅,减少金属对氮化硅层破坏,提高开压。

银的熔点960.7℃,Ag-Si共熔点为
600~800℃

   




无锡纳斯特自动化设备有限公司
首页                    公司简介                    产品与案例                    新闻资讯                    联系我们
地址:无锡市新吴区泰山路2号  联系方式:18962278764