n型topcon電池片及其制備方法

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及n型topcon電池片及其制備方法。

背景技術(shù)：

2.目前光伏市場主流電池產(chǎn)品為p型perc電池，下一代的升級產(chǎn)品最大可能為n型topcon電池，常規(guī)工藝路線topcon電池硼擴散后需要進行背面拋光工藝，目的為去除硅片側(cè)邊及背面邊緣硼擴散繞鍍，同時形成背面小方塊結(jié)構(gòu)，增強背面鈍化效果。為了兼容電池背面金屬的接觸性能，電池背面堿拋方塊大小只能控制在～5μm，相對于方塊尺寸更大(＞20um)的背面形貌結(jié)構(gòu)，其鈍化效果是相對較差，限制了電池性能的提升。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出n型topcon電池片及其制備方法，其中，采用該制備方法既可以提高硅片背面的鈍化效果，同時還能提高硅片背面金屬電極與硅基體的接觸性能，能夠降低電池的電阻，同時提高電池的開路電壓、填充因子和電池轉(zhuǎn)化效率。

4.在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種制備n型topcon電池片的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：

5.(1)提供單面含有硼擴散的n型硅片；

6.(2)以所述硅片背離硼擴散的一側(cè)為背面，對所述硅片進行背面拋光處理，以便在硅片背面形成預(yù)期尺寸的方塊形貌；

7.(3)在步驟(2)得到的硅片背面沉積硅氧化合物層；

8.(4)對所述硅氧化合物層進行局部激光開槽，以便去除開槽部位的硅氧化合物層并對下層硅進行燒灼，形成倒金字塔結(jié)構(gòu)；

9.(5)對步驟(4)得到的硅片進行背面腐蝕處理，并去除未激光區(qū)域的硅氧化合物層；

10.(6)在步驟(5)得到的硅片背面沉積隧穿氧化層和多晶硅層，

11.其中，所述硅片背面金屬柵線設(shè)置在對應(yīng)開槽圖形的位置。

12.本發(fā)明上述實施例的制備n型topcon電池片的方法至少具有以下優(yōu)點：1、對硅片背面進行拋光時可以在硅片背面形成尺寸更大的方塊形貌，例如可以使方塊尺寸達到20μm左右，相對于現(xiàn)有背面拋光形成的5μm左右的方塊尺寸，本發(fā)明中可以形成更大的方塊尺寸形貌，進而使得鈍化膜在更大方塊、平整的硅基體上沉積更加致密，鈍化效果更好；2、硅片背面形成尺寸更大的方塊形貌時，背面拋光控制的刻蝕量與常規(guī)工藝相比也較大，由此能夠確保電池側(cè)面、背面繞擴層被完全去除，保證較好的電池并聯(lián)電阻，防止漏電；3、在硅片背面金屬化區(qū)域(即與背面電極接觸的區(qū)域)，硅基體通過倒金字塔結(jié)構(gòu)與金屬漿料接觸，相互接觸面積更大，從而接觸電阻更小，串聯(lián)電阻也相應(yīng)更小，可以進一步提高導(dǎo)電效果；

4、采用該方法制得的電池可兼容背面鈍化與背面金屬漿料和硅基體良好接觸的性能，電阻更低，開路電壓、填充因子和電池的轉(zhuǎn)換效率均能得到提升，例如，串聯(lián)電阻可降低1.5mω甚至更大，開路電壓可提升5mv甚至更大，填充因子可提高0.4％甚至更高，電池的轉(zhuǎn)換效率可提高0.3％甚至更高。

13.另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的制備n型topcon電池片的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

14.在本發(fā)明的一些實施例中，步驟(2)中，以厚度為170μm

±

10μm、邊長為182mm

±

0.25mm、倒角直徑為247mm

±

0.25mm的182硅片為基準，所述拋光處理的刻蝕量為0.58g

±

0.05g，其中，所述拋光處理的溫度為65℃

±

3℃，時間為400s

±

20s，采用的拋光液包括堿和拋光添加劑，所述堿包括koh和/或naoh，所述堿的體積濃度為4v％

±

0.2v％。

15.在本發(fā)明的一些實施例中，步驟(2)中，所述方塊形貌中，方塊尺寸為20μm

±

2μm。

16.在本發(fā)明的一些實施例中，步驟(2)得到的硅片背面反射率為42％

±

1％。

17.在本發(fā)明的一些實施例中，步驟(3)中，所述硅氧化合物層的厚度為90～150nm。

18.在本發(fā)明的一些實施例中，步驟(4)中，所述激光開槽的功率為20w

±

5w，頻率為40000hz

±

2000hz。

19.在本發(fā)明的一些實施例中，步驟(5)中，所述腐蝕處理的溫度為80℃

±

3℃，時間為120s

±

10s，其中，所述腐蝕處理采用的腐蝕液中包括堿，所述堿包括koh和/或naoh，所述堿的體積濃度為1v％

±

0.2v％。

20.在本發(fā)明的一些實施例中，制備n型topcon電池片的方法進一步包括：(7)以所述硅片具有硼擴散的一側(cè)為正面，在硅片背面的所述多晶硅層中注入磷，并去除硅片正面繞鍍多晶硅層；(8)在硅片正面依次沉積氧化鋁層和氮化硅層，形成正面鈍化層；(9)在硅片背面沉積氮化硅層，形成背面鈍化層；(10)在硅片正面和背面印刷電極漿料并進行燒結(jié)，得到電池片。

21.根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明還提出了一種采用上述制備n型topcon電池片的方法制得的n型topcon電池片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該電池片背面方塊形貌尺寸更大，鈍化效果更好，且電池背面與背面電極接觸的部分為倒金字塔絨面結(jié)構(gòu)，與電極接觸效果更好，導(dǎo)電性高，同時兼容了背面鈍化與背面金屬漿料和硅基體良好接觸的性能，電阻更低，開路電壓、填充因子和電池的轉(zhuǎn)換效率均得到了提升。

22.在本發(fā)明的一些實施例中，n型topcon電池片包括n型單晶硅基體、正面電極和背面電極，其中，所述n型單晶硅基體正面具有p

+

摻雜層，所述正面電極與所述p

+

摻雜層直接接觸，所述p

+

摻雜層不與所述正面電極接觸的區(qū)域覆蓋有正面鈍化層；所述n型單晶硅基體背面具有n

+

摻雜層，所述背面電極與所述n

+

摻雜層直接接觸，所述n

+

摻雜層及對應(yīng)的單晶硅基體與所述背面電極接觸的區(qū)域具有絨面金字塔結(jié)構(gòu)，所述n

+

摻雜層不與所述背面電極接觸的區(qū)域為方塊形貌，所述方塊形貌中方塊尺寸為20μm

±

2μm。

23.本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

24.本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得

明顯和容易理解，其中：

25.圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備n型topcon電池片的方法流程圖；

26.圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的采用制備n型topcon電池片的方法得到的n型topcon電池片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

27.下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

28.在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種制備n型topcon電池片的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖1所示，該方法包括：

29.(1)提供單面含有硼擴散的n型硅片

30.根據(jù)本發(fā)明的實施例，該單面含有硼擴散的n型硅片可以通過對n型裸硅片進行雙面制絨和硼擴散處理處理，并去除背面的bsg層得到。其中，通過對n型裸硅片進行雙面制絨可以在硅基體表面形成金字塔形絨面結(jié)構(gòu)，對制絨后的硅片進行硼擴散處理，可以在硅片表面形成bsg層，在進行背面拋光處理前，可以僅去除硅片背面的bsg層，并保留硅片正面的bsg層。需要說明的是，對n型裸硅片進行雙面制絨、硼擴散處理以及去除硅片背面bsg層時采用的工藝條件并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。

31.根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，可以將n型裸硅片投入槽式制絨清洗機中進行堿制絨處理，其中，制絨液可以包括堿和制絨添加劑，制絨液中堿和制絨添加劑的種類并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，例如，堿可以為koh和/或naoh，堿的濃度可以為1wt％左右，制絨添加劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)的制絨添加劑，制絨液的溫度可以為80℃

±

3℃，制絨處理的時間可以為500s

±

15s，通過控制該雙面制絨條件，可以成功在n型裸硅片正面和背面均形成金字塔結(jié)構(gòu)，其中，制絨后硅片表面的反射率可達到9％左右，由此可以進一步降低光學(xué)損失，保證最終制得的電池片對光能的高利用率。

32.根據(jù)本發(fā)明的再一個具體實施例，可以將雙面制絨后的硅片置于硼擴散爐管中進行硼擴散處理，其中硼擴散溫度可以為950℃

±

50℃，其中可以使經(jīng)硼擴散處理得到的硅片的方阻達到120ω/sq

±

20ω/sq，由此更有利于結(jié)合后續(xù)工藝使最終制得的電池片具有理想的方阻值。

33.根據(jù)本發(fā)明的又一個具體實施例，可以采用氫氟酸對硼擴散處理得到的硅片進行處理，以便去除硅片背面的bsg層，具體地，可以將硼擴散處理得到的硅片置于鏈式去bsg清洗機中，采用濃度為40

±

5wt％濃度的氫氟酸來去除硅片背面的bsg層，控制的工藝溫度可以為20℃左右，由此可以確保硅片背面的bsg層能被有效去除。

34.(2)以硅片背離硼擴散的一側(cè)為背面，對所述硅片進行背面拋光處理，在硅片背面形成預(yù)期尺寸的方塊形貌

35.根據(jù)本發(fā)明的實施例，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，硅片背面鈍化膜在更大方塊、平整的硅基體上沉積的更加致密，鈍化效果更好，但為了兼容電池背面金屬的接觸性能，硅片背面堿拋方塊的尺寸又不能過大，目前只能控制在5μm左右，鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于打破硅片背面堿拋方塊的尺寸對電池背面金屬的接觸性能的限制，為達到該目的，發(fā)明人設(shè)想，可以將

電池背面的非金屬接觸區(qū)域(即硅片背面不與電極接觸的區(qū)域)與金屬接觸區(qū)域(即硅片背面與電極接觸的區(qū)域)的結(jié)構(gòu)區(qū)別開來，參考圖2理解，針對電池背面的非金屬接觸區(qū)域，可以提高硅片背面的小方塊結(jié)構(gòu)的方塊尺寸，進而提高背面鈍化效果，而針對電池背面的金屬接觸區(qū)域，可以通過激光開槽(其中激光開槽區(qū)域如圖2中17所示)和制絨工藝在硅片背面的金屬接觸區(qū)域形成絨面金字塔結(jié)構(gòu)，進而提高硅片背面與電極的接觸效果，提高導(dǎo)電性，由此可以有效解決硅片背面堿拋方塊的尺寸對電池背面金屬的接觸性能的限制，從而既可以提高硅片背面的鈍化效果，還能保證硅片背面與電極的良好接觸，提高導(dǎo)電性。

36.根據(jù)本發(fā)明的一些具體實施例，背面拋光處理形成的方塊形貌中，方塊尺寸可以為20μm

±

2μm，例如可以為19μm、19.5μm、20μm、20.5μm或21μm等，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若硅片背面的方塊尺寸過小，難以有效改善硅片背面的鈍化效果，而若硅片背面的方塊尺寸過大，刻蝕量較大，硅片會變的更薄，電池可靠性降低，本發(fā)明中通過控制硅片背面的方塊尺寸為上述范圍，既可以確保電池背面非金屬接觸區(qū)域能夠具有較好的鈍化效果，還能保證刻蝕量不會過大，保證電池的可靠性，同時反應(yīng)所需時間相對較短，能夠提高生產(chǎn)效率并降低成本。

37.根據(jù)本發(fā)明的再一些具體實施例，可以使背面拋光處理后，硅片背面的反射率達到42％

±

1％，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，硅片背面的反射率越高，說明硅片背面形成的方塊越平整，此外硅片尺寸較大也可以提升硅片背面的反射率，本發(fā)明中通過控制硅片背面的反射率為上述范圍，可以確保在硅片基體背面能夠形成較為致密的鈍化膜，由此可以進一步保證鈍化效果。

38.根據(jù)本發(fā)明的又一些具體實施例，本發(fā)明中以厚度為170μm

±

10μm、邊長為182mm

±

0.25mm、倒角直徑為247mm

±

0.25mm的182硅片為基準(或以厚度為170μm

±

10μm、硅片平面面積為330.15cm2的182芯片為基準)，背面拋光處理的刻蝕量可以為0.58g

±

0.05g，常規(guī)工藝中背面拋光處理的刻蝕量約為0.16g左右，但發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若背面拋光處理的刻蝕量過小，難以充分去除電池側(cè)面、背面繞擴層，而若背面拋光處理的刻蝕量過大，硅片會變的更薄，電池可靠性降低，同時反應(yīng)時間相對較長，會降低生產(chǎn)效率并增加成本，本發(fā)明中通過控制上述刻蝕量范圍，可以確保能夠完全去除電池側(cè)面、背面繞擴層，保證較好的電池并聯(lián)電阻，防止漏電，同時還能保證電池的可靠性。

39.根據(jù)本發(fā)明的又一些具體實施例，為了使硅片背面能夠形成較大尺寸的堿拋方塊，需要選擇適宜的拋光條件，其中，采用的拋光液可以包括堿和拋光添加劑，拋光液中堿和拋光添加劑的種類并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，例如，堿可以包括koh和/或naoh，拋光添加劑可以為本領(lǐng)域常用的拋光添加劑，進一步地，堿的體積濃度可以為4v％

±

0.2v％，針對該拋光液，拋光處理的溫度可以為65℃

±

3℃，時間可以為400s

±

20s，其中可以在槽式清洗機中進行硅片背面拋光處理，發(fā)明人經(jīng)大量試驗驗證發(fā)現(xiàn)，以厚度為170μm

±

10μm、硅片平面面積為330.15cm2的182芯片為基準，通過控制上述拋光條件，更有利于獲得背面形貌為尺寸為20μm

±

2μm、背面反射率為42％

±

1％、且刻蝕量為0.58g

±

0.05g的硅片，由此不僅更有利于使最終制得的電池片背面非金屬區(qū)域具有較好的鈍化效果，還能保證較好的電池并聯(lián)電阻，防止漏電。

40.(3)在步驟(2)得到的硅片背面沉積硅氧化合物層

41.根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以在常壓化學(xué)氣相淀積設(shè)備(apcvd)中在電池背面沉積一層siox層，具體可以為二氧化硅層，其中，硅氧化合物層的厚度可以為90～150nm，例如可

以為95nm、100nm、105nm、115nm、125nm、135nm或145nm等，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若該硅氧化合物層厚度過小，難以確保對硅基體的保護效果，在后續(xù)激光開槽后進行的制絨處理中，不能有效阻擋制絨液中的堿對硅基體的破壞，而若硅氧化合物層厚度過大，不僅影響制備效率還會導(dǎo)致原料浪費，同時還會增加后續(xù)激光開槽時的難度，本發(fā)明中通過控制硅氧化合物層為上述厚度范圍，不僅可以對硅基體起到較好的保護作用，還有利于提高整個制備工藝的制備效率。

42.(4)對硅氧化合物層進行局部激光開槽，以便去除開槽部位的硅氧化合物層并對下層硅進行燒灼，形成倒金字塔結(jié)構(gòu)

43.根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以在紫外激光器上對電池背面的硅氧化合物層(siox層)進行激光開槽(激光區(qū)域如圖2中17所示)，此處開槽的圖形與后續(xù)在硅片背面形成的金屬細柵線圖形一致，在去除該圖形區(qū)域的表層siox后，激光同時對下層的硅進行燒灼，形成倒金字塔結(jié)構(gòu)，最后在電池4個角落打上mark點，用于后道絲網(wǎng)印刷時對準。其中，后續(xù)在硅片背面形成的金屬柵線設(shè)置在對應(yīng)開槽圖形的位置，對電池背面的硅氧化合物層進行激光開槽，可以將硅基體裸露出來并形成倒金字塔結(jié)構(gòu)，在硅片背面金屬化區(qū)域(即與背面電極接觸的區(qū)域)，硅基體通過倒金字塔結(jié)構(gòu)與金屬漿料接觸，相互接觸面積更大，接觸電阻更小，串聯(lián)電阻也相應(yīng)更小，可以進一步提高導(dǎo)電效果，由此，即便電池背面非金屬接觸具有較大堿拋方塊尺寸，也能保證硅基體與電極的良好接觸效果，提高導(dǎo)電性。

44.根據(jù)本發(fā)明的一些具體實施例，激光開槽的功率可以為20w

±

5w，頻率可以為40000hz

±

2000hz，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若激光功率過小或頻率過低，均難以實現(xiàn)較好的激光開槽效果和對下層硅的灼燒效果，而若激光功率過大或頻率過高，又難以控制激光程度，不利于形成預(yù)期的金字塔結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中通過控制上述激光條件，可以確保能夠在硅片背面的金屬接觸區(qū)域形成較好的倒金字塔結(jié)構(gòu)，從而更有利于提高硅片背面與電極的接觸效果，提高導(dǎo)電性。

45.(5)對步驟(4)得到的硅片進行背面腐蝕處理，并去除未激光區(qū)域的硅氧化合物層；

46.根據(jù)本發(fā)明的實施例，對硅片進行背面腐蝕處理的主要目的是消除上步激光燒灼形成的損傷層，同時修飾倒金字塔結(jié)構(gòu)，最后，可以采用氫氟酸將未激光區(qū)域的siox層去除掉。

47.根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，可以將硅片投入槽式制絨清洗機中進行背面腐蝕處理，其中，腐蝕液可以包括堿和腐蝕添加劑，腐蝕液中堿和腐蝕添加劑的種類并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，例如，堿可以為koh和/或naoh，堿的體積濃度可以為1v％

±

0.2v％，腐蝕添加劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)的腐蝕添加劑，腐蝕液的溫度可以為80℃

±

3℃，腐蝕處理的時間可以為120s

±

10s，通過控制該制絨條件，可以有效消除上步激光燒灼形成的損傷層，同時修飾倒金字塔結(jié)構(gòu)。

48.(6)在步驟(5)得到的硅片背面沉積隧穿氧化層和多晶硅層。

49.根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以在低壓化學(xué)氣相沉積爐(lpcvd)中進行背面隧穿氧化層(sio2)及多晶硅(poly)層的沉積，其中，隧穿氧化層和多晶硅層的厚度并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，例如隧穿氧化層的厚度可以為1.5nm左右，多晶硅層的厚度可以為120nm左右。

50.根據(jù)本發(fā)明的一些具體實施例，制備n型topcon電池片的方法可以進一步包括：(7)以硅片具有硼擴散的一側(cè)為正面，在硅片背面的多晶硅層中注入磷，形成鈍化接觸結(jié)構(gòu)，其中該步驟可以在背面磷擴散爐中進行，通過在電池背面制備一層超薄的隧穿氧化層和一層磷摻雜的多晶硅薄層共同形成鈍化接觸結(jié)構(gòu)，可以為硅片的背面提供良好的表面鈍化，超薄氧化層可以使多子電子隧穿進入多晶硅層同時阻擋少子空穴復(fù)合，進而電子在多晶硅層橫向傳輸被金屬收集，從而能夠極大地降低金屬接觸復(fù)合電流，提升電池的開路電壓和短路電流。

51.根據(jù)本發(fā)明的再一些具體實施例，制備n型topcon電池片的方法可以進一步包括：去除硅片正面繞鍍多晶硅層，具體可以采用拋光液在槽式清洗機中進行，其中拋光液可以包括koh和拋光添加劑，拋光液中koh的濃度可以為4wt％作用，拋光添加劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)的拋光添加劑，拋光溫度可以為66℃

±

3℃，工藝時間可以為200s

±

20s，通過控制該條件可以有效去除硅片正面繞鍍多晶硅層。

52.根據(jù)本發(fā)明的又一些具體實施例，制備n型topcon電池片的方法可以進一步包括：(8)在硅片正面依次沉積氧化鋁層和氮化硅層，形成正面鈍化層；(9)在硅片背面沉積氮化硅層，形成背面鈍化層；(10)在硅片正面和背面印刷電極漿料并進行燒結(jié)，得到電池片。

53.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明上述實施例的制備n型topcon電池片的方法于背面拋光處理后在硅片背面沉積硅氧化合物層，通過對硅氧化合物層進行激光開槽并對開槽部位下層的硅進行燒灼，可以在硅片表面形成倒金字塔結(jié)構(gòu)，之后再通過進一步制絨可以去除激光灼燒導(dǎo)致的損傷面并修飾倒金字塔結(jié)構(gòu)，由此，既可以利用該制絨修飾后的金字塔結(jié)構(gòu)與背面金屬電極接觸，增加硅片背面與金屬電極的接觸效果，提高導(dǎo)電性，還可以允許非接觸區(qū)域的方塊尺寸更大，從而達到更好的鈍化效果。綜上，該制備工藝至少具有以下優(yōu)點：1、對硅片背面進行拋光時可以在硅片背面形成尺寸更大的方塊形貌，例如可以使方塊尺寸達到20μm左右，相對于現(xiàn)有背面拋光形成的5μm左右的方塊尺寸，本發(fā)明中可以形成更大的方塊尺寸形貌，進而使得鈍化膜在更大方塊、平整的硅基體上沉積更加致密，鈍化效果更好；2、硅片背面形成尺寸更大的方塊形貌時，背面拋光控制的刻蝕量與常規(guī)工藝相比也較大，由此能夠確保電池側(cè)面、背面繞擴層被完全去除，保證較好的電池并聯(lián)電阻，防止漏電；3、在硅片背面金屬化區(qū)域(即與背面電極接觸的區(qū)域)，硅基體通過倒金字塔結(jié)構(gòu)與金屬漿料接觸，相互接觸面積更大，從而接觸電阻更小，串聯(lián)電阻也相應(yīng)更小，可以進一步提高導(dǎo)電效果；4、采用該方法制得的電池可兼容背面鈍化與背面金屬漿料和硅基體良好接觸的性能，電阻更低，開路電壓、填充因子和電池的轉(zhuǎn)換效率均能得到提升，例如，串聯(lián)電阻可降低1.5mω甚至更大，開路電壓可提升5mv甚至更大，填充因子可提高0.4％甚至更高，電池的轉(zhuǎn)換效率可提高0.3％甚至更高。

54.根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明還提出了一種采用上述制備n型topcon電池片的方法制得的n型topcon電池片。具體地，根據(jù)本發(fā)明的一些具體示例，參考圖2理解，n型topcon電池片可以包括n型單晶硅基體10、正面電極11(如ag/al電極)和背面電極12(如ag電極)，其中，n型單晶硅基體10正面具有p

+

摻雜層13，正面電極11與p

+

摻雜層13直接接觸，p

+

摻雜層13與正面電極11接觸的區(qū)域具有絨面金字塔結(jié)構(gòu)，p

+

摻雜層13不與正面電極11接觸的區(qū)域覆蓋有正面鈍化層14，其中正面鈍化層14在遠離單晶硅基體10正面的方向上依次形成有氧化鋁層和氮化硅層，正面電極11可以為al電極或ag電極；n型單晶硅基體10背面具有n+

摻雜層15，背面電極12與n

+

摻雜層15直接接觸，n

+

摻雜層15及對應(yīng)的單晶硅基體10與背面電極12接觸的區(qū)域具有絨面金字塔結(jié)構(gòu)，n

+

摻雜層15不與背面電極12接觸的區(qū)域為方塊形貌，方塊形貌中方塊尺寸為20μm

±

2μm，方塊形貌上覆蓋有背面鈍化層16，其中背面鈍化層16在遠離單晶硅基體10背面的方向上依次形成有多晶硅摻雜層和氮化硅層。與現(xiàn)有技術(shù)比，該n型topcon電池片背面方塊形貌尺寸更大，鈍化效果更好，且電池背面與背面電極接觸的部分為倒金字塔絨面結(jié)構(gòu)，與電極接觸效果更好，導(dǎo)電性高，同時兼容了背面鈍化與背面金屬漿料和硅基體良好接觸的性能，電阻更低，開路電壓、填充因子和電池的轉(zhuǎn)換效率均得到了提升。需要說明的是，針對上述制備n型topcon電池片的方法所描述的特征及效果同樣適用于該n型topcon電池片，此處不再一一贅述。另外，需要說明的是，本發(fā)明中所述的“p

+

摻雜層”和所述“n

+

摻雜層”中，“p”指的是p型(positive，即正極)，“n”指的是n型(negative，即負極)，“+”指的重摻雜，相對于本征硅片摻雜濃度高，“p

+

摻雜層”表示p型重摻雜層，“n

+

摻雜層”表示n型重摻雜層。

55.下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

56.實施例1

57.制備n型topcon電池片：

58.1.工藝步驟第一步，將n型裸硅片投入槽式制絨清洗機中進行堿制絨工藝，溶液為1

±

0.2v％濃度的koh+制絨添加劑溶液，溶液溫度80℃

±

3℃，工藝時間500s

±

15s，刻蝕量0.58

±

0.05g，反射率9

±

0.5％；

59.2.第二步制絨后的電池片在硼擴散爐管中進行硼擴散工藝，方阻120

±

20ω/sq，工藝溫度950

±

50℃；

60.3.第三步在鏈式去bsg清洗機中，去除背面bsg層，溶液為40

±

5wt％濃度的氫氟酸，工藝溫度20

±

3℃；

61.4.第四步在槽式清洗機中進行背面堿拋光，溶液為4

±

0.2v％體積濃度的koh+拋光添加劑，溶液溫度65

±

3℃，工藝時間400

±

20s，背面形貌為尺寸20μm

±

2μm的方塊，背面反射率42

±

1％；

62.5.第五步在常壓化學(xué)氣相淀積設(shè)備(apcvd)中，在電池背面沉積一層siox層，膜厚100

±

10nm；

63.6.第六步在紫外激光器上對電池背面siox層進行激光開槽，激光功率為20w、頻率為40000hz，此處開槽的圖形與背面金屬細柵線圖形一致，在去除該圖形區(qū)域的表層siox后，激光同時對下層的硅進行燒灼，形成倒金字塔結(jié)構(gòu)，最后在電池4個角落打上mark點，用于后道絲網(wǎng)印刷時對準；

64.7.第七步在槽式清洗機中進行堿腐蝕，溶液為1

±

0.2v％(體積比)濃度的koh+腐蝕添加劑，溶液溫度80

±

3℃，工藝時間120

±

10s，主要目的為消除上步激光燒灼形成的損傷層，同時修飾倒金字塔結(jié)構(gòu)，最后在后面的氫氟酸槽中將未激光區(qū)域的siox膜去除掉；

65.8.第八步在低壓化學(xué)氣相沉積爐(lpcvd)中進行背面隧穿氧化層(sio2)及多晶硅(poly)層的沉積，隧穿氧化層厚度1.5

±

0.2nm，poly厚度120

±

20nm；

66.9.第九步背面磷擴散爐在背面poly層中注入磷，形成鈍化接觸結(jié)構(gòu)；

67.10.第十步在槽式清洗機中去正面繞鍍poly層，溶液為4

±

0.2v％(體積比)濃度的koh+拋光添加劑，溫度66

±

3℃，工藝時間200

±

20s；

68.11.第十一步正面alox+sinx、背面sinx鈍化膜鍍膜；

69.12.最后電池片絲網(wǎng)印刷及燒結(jié)測試分選。

70.對比例1

71.制備n型topcon電池片：

72.1.工藝步驟第一步，將n型裸硅片投入槽式制絨清洗機中進行堿制絨工藝，溶液為1

±

0.2v％(體積比)濃度的koh+制絨添加劑溶液，溶液溫度80

±

3℃℃，工藝時間500

±

15s，刻蝕量0.58

±

0.05g，反射率9

±

0.5％；

73.2.第二步制絨后的電池片在硼擴散爐管中進行硼擴散工藝，方阻120

±

20ω/sq，工藝溫度950

±

50℃；

74.3.第三步在鏈式去bsg清洗機中，去除背面bsg層，溶液為40

±

5wt％濃度的氫氟酸，工藝溫度20

±

3℃；

75.4.第四步在槽式清洗機中進行背面堿拋光，溶液為4

±

0.2v％濃度的koh+拋光添加劑，溶液溫度65

±

3℃，工藝時間160

±

10s，背面形貌為尺寸5

±

0.5μm的方塊，背面反射率40

±

1％；

76.5.第五步在低壓化學(xué)氣相沉積爐(lpcvd)中進行背面隧穿氧化層(sio2)及多晶硅(poly)層的沉積，隧穿氧化層厚度1.5

±

0.2nm，poly厚度120

±

20nm；

77.6.第六步背面磷擴散爐在背面poly層中注入磷，形成鈍化接觸結(jié)構(gòu)；

78.7.第七步在槽式清洗機中去正面繞鍍poly層，溶液為4

±

0.2v％(體積比)％濃度的koh+拋光添加劑，溫度66

±

3℃，工藝時間200

±

20s；

79.8.第八步正面alox+sinx、背面sinx鈍化膜鍍膜；

80.9.最后電池片絲網(wǎng)印刷及燒結(jié)測試分選。

81.對比例2

82.與實施例1的區(qū)別在于：

83.4.第四步在槽式清洗機中進行背面堿拋光，溶液為4

±

0.2v％(體積比)濃度的koh+拋光添加劑，溶液溫度65

±

3℃℃，工藝時間800

±

20s，背面形貌為尺寸40

±

2μm的方塊，背面反射率43

±

1％；

84.實施例2

85.與實施例1區(qū)別在于，步驟4～7。具體地：

86.4.第四步在槽式清洗機中進行背面堿拋光，溶液為4

±

0.2v％(體積比)wt％濃度的koh+拋光添加劑，溶液溫度65

±

3℃，工藝時間600

±

20s，背面形貌為尺寸30

±

2μm的方塊，背面反射率42.5

±

1％；

87.5.第五步在常壓化學(xué)氣相淀積設(shè)備(apcvd)中，在電池背面沉積一層siox層，膜厚100

±

10nmnm；

88.6.第六步在紫外激光器上對電池背面siox層進行激光開槽，激光功率為20w、頻率為40000hz，此處開槽的圖形與背面金屬細柵線圖形一致，在去除該圖形區(qū)域的表層siox后，激光同時對下層的硅進行燒灼，形成倒金字塔結(jié)構(gòu)，最后在電池4個角落打上mark點，用

于后道絲網(wǎng)印刷時對準；

89.7.第七步在槽式清洗機中進行堿腐蝕，溶液為1

±

0.2v％(體積比)濃度的koh+腐蝕添加劑，溶液溫度80

±

3℃，工藝時間120

±

10s，主要目的為消除上步激光燒灼形成的損傷層，同時修飾倒金字塔結(jié)構(gòu)，最后在后面的氫氟酸槽中將未激光區(qū)域的siox膜去除掉。

90.評價與結(jié)果

91.對實施例1～2和對比例1～2制得的電池片進行電性能測試，測試結(jié)果見表1。

92.表1實施例1～2和對比例1～2的電池片電性能參數(shù)(100片電池片的平均值)對比

[0093] 電池片數(shù)量eff(％)voc(mv)jsc(ma/cm

2)

ff(％)實施例110024.5472341.3382.12對比例110024.2271641.3181.90對比例210024.5272241.3582.13實施例210024.4772141.3482.10

[0094]

其中，total為電池片數(shù)量；eff為電池轉(zhuǎn)換效率；voc為開路電壓；jsc為短路電流密度；ff為填充因子。

[0095]

從表1中可以看出，與對比例1中背面形貌為尺寸5

±

0.5μm的方塊，且未結(jié)合激光開槽的工藝相比，采用本技術(shù)的制備工藝可以使得電池的開路電壓、短路電流、填充因子和電池轉(zhuǎn)換效率均得到提升。另外，還需要說明的是，雖然實施例2和對比例2中采用的堿拋光時間更長，獲得的背面形貌方塊尺寸更大，且電池片的平均性能參數(shù)與實施例1較為接近，但其測試采用的電池片均是選用的能夠制備出來且合格的電池片，在實際操作過程中，與實施例1相比，實施例2和對比例2的電池片不僅制備效率較低，產(chǎn)率也較低，而且在電池片制備過程中，需要被保護的正面掩膜也出現(xiàn)有被部分刻蝕掉的情況，導(dǎo)致個別電池片性能下降，影響電池片的平均性能；此外，實施例2和對比例2中制得的電池片中硅片相對更薄，電池片能負載的極限載荷也更小，電池片風險更大。

[0096]

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0097]

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)

合和組合。

[0098]

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。技術(shù)特征：

1.一種制備n型topcon電池片的方法，其特征在于，包括：(1)提供單面含有硼擴散的n型硅片；(2)以所述硅片背離硼擴散的一側(cè)為背面，對所述硅片進行背面拋光處理，以便在硅片背面形成預(yù)期尺寸的方塊形貌；(3)在步驟(2)得到的硅片背面沉積硅氧化合物層；(4)對所述硅氧化合物層進行局部激光開槽，以便去除開槽部位的硅氧化合物層并對下層硅進行燒灼，形成倒金字塔結(jié)構(gòu)；(5)對步驟(4)得到的硅片進行腐蝕處理，并去除未激光區(qū)域的硅氧化合物層；(6)在步驟(5)得到的硅片背面沉積隧穿氧化層和多晶硅層，其中，所述硅片背面金屬柵線設(shè)置在對應(yīng)開槽圖形的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，以厚度為170μm

±

10μm、邊長為182mm

±

0.25mm、倒角直徑為247mm

±

0.25mm的182硅片為基準，所述拋光處理的刻蝕量為0.58g

±

0.05g，其中，所述拋光處理的溫度為65℃

±

3℃，時間為400s

±

20s，采用的拋光液包括堿和拋光添加劑，所述堿包括koh和/或naoh，所述堿的體積濃度為4v％

±

0.2v％。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述方塊形貌中，方塊尺寸為20μm

±

2μm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)得到的硅片背面反射率為42％

±

1％。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述硅氧化合物層的厚度為90～150nm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述激光開槽的功率為20w

±

5w，頻率為40000hz

±

2000hz。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述腐蝕處理的溫度為80℃

±

3℃，時間為120s

±

10s，其中，所述腐蝕處理采用的腐蝕液中包括堿，所述堿包括koh和/或naoh，所述堿的體積濃度為1v％

±

0.2v％。8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項所述的制備方法，其特征在于，進一步包括：(7)以所述硅片具有硼擴散的一側(cè)為正面，在硅片背面的所述多晶硅層中注入磷，并去除硅片正面繞鍍多晶硅層；(8)在硅片正面依次沉積氧化鋁層和氮化硅層，形成正面鈍化層；(9)在硅片背面沉積氮化硅層，形成背面鈍化層；(10)在硅片正面和背面印刷電極漿料并進行燒結(jié)，得到電池片。9.一種n型topcon電池片，其特征在于，采用權(quán)利要求1～8中任一項所述的方法制備得到。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的n型topcon電池片，其特征在于，包括n型單晶硅基體、正面電極和背面電極，其中，所述n型單晶硅基體正面具有p

+

摻雜層，所述正面電極與所述p

+

摻雜層直接接觸，所述p

+

摻雜層不與所述正面電極接觸的區(qū)域覆蓋有正面鈍化層；

所述n型單晶硅基體背面具有n

+

摻雜層，所述背面電極與所述n

+

摻雜層直接接觸，所述n

+

摻雜層及對應(yīng)的單晶硅基體與所述背面電極接觸的區(qū)域具有絨面金字塔結(jié)構(gòu)，所述n

+

摻雜層不與所述背面電極接觸的區(qū)域為方塊形貌，所述方塊形貌中方塊尺寸為20μm

±

2μm。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了N型TopCon電池片及其制備方法。該制備方法包括：提供單面含有硼擴散的N型硅片；以硅片背離硼擴散的一側(cè)為背面，對硅片進行背面拋光處理，在硅片背面形成預(yù)期尺寸的方塊形貌；在硅片背面沉積硅氧化合物層；對硅氧化合物層進行局部激光開槽，以去除開槽部位的硅氧化合物層并對下層硅進行燒灼，形成倒金字塔結(jié)構(gòu)；對得到的硅片進行背面腐蝕處理，并去除未激光區(qū)域的硅氧化合物層；在得到的硅片背面沉積隧穿氧化層和多晶硅層，硅片背面金屬柵線設(shè)置在對應(yīng)開槽圖形的位置。采用該方法既可以提高硅片背面的鈍化效果，同時還能提高硅片背面金屬電極與硅基體的接觸性能，能夠降低電池的電阻，同時提高電池的開路電壓、填充因子和電池轉(zhuǎn)化效率。子和電池轉(zhuǎn)化效率。子和電池轉(zhuǎn)化效率。

技術(shù)研發(fā)人員：張東威

受保護的技術(shù)使用者：泰州隆基樂葉光伏科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.08

技術(shù)公布日：2022/3/29