【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于太陽能電池，具體涉及一種tbc電池的制備方法。
技術介紹
1、tbc電池是將鈍化接觸結構技術(topcon結構)與背接觸電池技術疊加的一種太陽電池技術。該種電池技術即可以有效降低金屬柵線的金屬化區域的復合，又避免了電池正面金屬柵線的遮光效果，所以tbc電池相對于目前的主流電池(topcon和prec結構電池)的轉換效率會有明顯提升。但tbc電池本身結構復雜，且制備工序繁瑣，這嚴重限制了目前tbc電池的產業化進程。
2、目前，主流的tbc電池技術一般使用mask加激光開膜的方式制備n+和p+鈍化接觸區域，需要單獨制備各不同類型的摻雜區域的poly層，且對各個區域進行單獨摻雜，因此，其存在以下技術缺陷：
3、1)tbc電池叉指鈍化接觸結構的制備，需要使用掩膜技術、激光開槽、刻蝕技術等等，致使tbc電池叉指結構的制備工藝非常的復雜；
4、2)在制備過程中需要兩次退火，即，制備p+poly→退火→制備n+poly→退火，因此，不僅效率低，而且成本高。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種改進的tbc電池的制備方法。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采取的技術方案如下：
3、一種tbc電池的制備方法，其包括如下步驟：1)選擇單晶硅為基底，并進行表面處理，以使得正面形成絨面，背面為平面；
4、2)背面形成隧穿氧化層；
5、3)在隧穿氧化層的背面形成n+po
6、4)正背面依次形成鈍化層和減反膜層；
7、5)形成金屬電極，特別是，步驟3)中，首先，在隧穿氧化層的背面指定區域采用圖形化掩膜板，并在同一設備的相鄰板式腔體中形成交替且間隔分布的n+poly層和p+poly層；其次，將沉積完成n+poly層和p+poly層后的硅片進退火爐完成硼磷共退火，以使得使原位摻雜的n+poly層和p+poly層晶化，且激活n+poly層和p+poly層的摻雜源以形成叉指鈍化接觸層。
8、優選地，步驟3)所制備的圖形化n+poly層和p+poly層之間形成gap區域，其中n+poly層的寬度為30-300um；p+poly層的寬度為500-1500um；gap區域的寬度30-100um。
9、在一些具體實施方式中，n+poly層為poly層原位摻雜磷原子，且磷摻雜濃度為1e20-1e21/cm-3；和/或，p+poly層為poly層原位摻雜b原子，且硼摻雜濃度為5e19-5e20。
10、優選地，n+poly層和p+poly層所形成的厚度為30-200nm。
11、根據本專利技術的一個具體實施和優選方面，步驟2)和步驟3)在同一個設備中進行，且該設備具有依次串接的三個板式腔體。不僅加工方便，而且為后面實施硼磷共退火(即，一次退火)提供幫助。
12、優選地，腔體分為第一腔體、第二腔體和第三腔體，第一腔體使用熱氧化法在基底背面制備隧穿氧化層；第二腔體和第三腔體均采用pvd法配合圖形化掩膜板，由掩膜板位于pvd濺射源和硅片中間，使pvd濺射區域圖行化呈現，且結合原位摻雜工藝，在特定區域沉積圖形化的n+poly層和p+poly層。
13、具體的，pvd技術優選為磁控濺射技術，在濺射源和硅片之間放置圖形化掩膜板，由于粒子濺射呈直線方式，粒子可被圖像化掩膜板的掩膜區域阻擋，非掩膜區域pvd濺射可正常沉積膜層，從而在硅片表面形成在圖形化的沉積膜層。
14、在一些具體實施方式中，熱氧化法所采用的工藝溫度為500℃-650℃，且工藝過程中通入o2進行氧化，第一腔體內的壓強為1-10mbar之間，和/或，所制備的隧穿氧化層的厚度1.4-2.0nm。
15、優選地，退火的溫度控制在895℃-935℃之間，且退火時間為20-50min。優選地，p+poly層所需要的退火溫度與n+poly層所需要的退火溫度相同，且一次完成兩種poly層的退火。簡言之，p+poly層和n+poly層所做的退火為硼磷共退火，采用同一個退火條件進行在一個爐管中同時進行。
16、優選地，退火過程在高溫爐管進行，退火過程中通入n2作為保護氣體；和/或，退火后p+poly區域方阻控制在120-300ω/sq，n+poly區域方阻控制在30-60ω/sq。
17、簡言之，正常條件下p+poly層所需要的退火溫度要高于n+poly層所需要退火溫度。原理為硼的固溶度更低，p+poly想要實現足夠的摻雜量需要更高的溫度來提升b原子在硅中的固溶度，但高溫會破壞隧穿氧化層，所以溫度需要與隧穿氧化層厚度相匹配。而磷原子本身固溶度高，不需要高溫即可實現足夠摻雜量。其使用較薄的隧穿氧化層配合低溫即可實現較好的鈍化接觸效果。該步實現硼磷共退火(增加：采用一次工藝對p+poly和n+poly進行退火，取代之前的分步退火方式，縮減了工藝流程。)的關鍵為提供了一個合適的退火溫度和退火時間區間結合隧穿氧化層厚度，可通過一次退火實現硼與磷均能得到優秀的激活量，均能實現較高濃度的摻雜，同時隧穿氧化層不會被高溫破壞。
18、在一些具體實施方式中，退火后硅片使用hf/hcl的混合溶液進行清洗，去除硅片表面的自然氧化層和gap區域的隧穿氧化層。
19、優選地，hf:hcl:h2o的體積比為1:1:4-4:1:4，且清洗時間為2-5min。
20、在一些具體實施方式中，基底為n型硅片；和/或，硅片的厚度為100-200um；和/或，硅片的電阻率為0.5～7ω·cm。
21、根據本專利技術的又一具體實施和優選方面，步驟1)中的表面處理包括如下步驟：a)硅片進行雙面制絨處理，形成雙面制絨硅片；b)在制絨后硅片的正面形成mask層；c)硅片背面采用酸洗和堿拋光形成平面。
22、優選地，mask層為使用pecvd制備的sinx層或sio2層；和/或，mask層的厚度為30-150nm。
23、進一步的，mask層為sio2層，且mask層的厚度為40-80nm。
24、優選地，在步驟b)中硅片的背面相對兩側形成mask層的繞鍍；在步驟c)中對背面進行hf清洗，其中采用體積分數超過20％的hf溶液進行清洗去除背面繞鍍。
25、在一些具體實施方式中，鈍化層為氧化鋁膜層；和/或，鈍化層的厚度為2-10nm。簡言之，使用ald的方式在硅片表面沉積雙面氧化鋁，實現tbc電池fsf/bsf/emitter以及gap區域的全面鈍化。
26、在一些具體實施方式中，減反膜層為sinx減反膜，且正面減反膜厚度為75-85nm，折射率在2.02-2.10，背面減反膜厚度為70-80nm，折射率2.02-2.10。具體的，使用pecvd法在電池片正背面制備sinx減反膜。
27、此外，金屬電極使用絲網印刷的方法在金屬區域印刷金屬柵線，且金屬柵線與叉指本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種TBC電池的制備方法，其包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：步驟2)和步驟3)在同一個設備中進行，且該設備具有依次串接的三個板式腔體。
3.根據權利要求2所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：所述腔體分為第一腔體、第二腔體和第三腔體，所述第一腔體使用熱氧化法在基底背面制備隧穿氧化層；所述第二腔體和第三腔體均采用PVD法配合圖形化掩膜板，掩膜板位于PVD濺射源和硅片中間，使PVD濺射區域圖形化呈現，且結合原位摻雜工藝，在特定區域沉積圖形化的N+poly層和P+poly層。
4.根據權利要求3所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：所述熱氧化法所采用的工藝溫度為500℃-650℃，且工藝過程中通入O2進行氧化，第一腔體內的壓強為1-10mBar之間，和/或，所制備的隧穿氧化層的厚度1.4-2.0nm。
5.根據權利要求1所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：退火的溫度控制在895℃-935℃之間，且退火高溫時間為20-120min；和/或，P+poly層所需要的退火溫度與N+poly層所
6.根據權利要求1所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：退火過程在高溫爐管進行，退火過程中通入N2作為保護氣體；和/或，退火后P+poly區域方阻控制在120-300Ω/sq，N+poly區域方阻控制在30-60Ω/sq。
7.根據權利要求1所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：退火后硅片使用HF/HCL的混合溶液進行清洗，去除硅片表面的自然氧化層和gap區域的隧穿氧化層。
8.根據權利要求7所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：HF:HCL:H2O的體積比為1:1:4-4:1:4，且清洗時間為2-5min。
9.根據權利要求1所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：所述基底為N型硅片；和/或，硅片的厚度為100-200um；和/或，硅片的電阻率為0.5～7Ω·cm。
10.根據權利要求1所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：步驟1)中的表面處理包括如下步驟：a)硅片進行雙面制絨處理，形成雙面制絨硅片；b)在制絨后硅片的正面形成Mask層；c)硅片背面采用酸洗和堿拋光形成平面，其中Mask層為使用PECVD制備的SiNx層或SiO2層；和/或，Mask層的厚度為30-150nm。
11.根據權利要求10所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：Mask層為SiO2層，且Mask層的厚度為40-80nm；和/或，在步驟b)中硅片的背面相對兩側形成Mask層的繞鍍；在步驟c)中對背面進行HF清洗，其中采用體積分數超過20％的HF溶液進行清洗去除背面繞鍍。
12.根據權利要求1所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：所述鈍化層為氧化鋁膜層；和/或，所述鈍化層的厚度為2-10nm；和/或，所述減反膜層為SiNx減反膜，且正面減反膜厚度為75-85nm，折射率在2.02-2.10，背面減反膜厚度為70-80nm，折射率2.02-2.10。
13.根據權利要求1所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：所述金屬電極使用絲網印刷的方法在金屬區域印刷金屬柵線，且金屬柵線與叉指鈍化接觸層對應匹配。
14.根據權利要求13所述的TBC電池的制備方法，其特征在于：所述叉指鈍化接觸層的N+poly層和P+poly層的寬度均大于或等于金屬柵線的寬度；和/或，N+poly層對應的金屬柵線形成銀電極或鋁電極；P+poly層對應的金屬柵線形成銀電極。
...【技術特征摘要】
1.一種tbc電池的制備方法，其包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的tbc電池的制備方法，其特征在于：步驟2)和步驟3)在同一個設備中進行，且該設備具有依次串接的三個板式腔體。
3.根據權利要求2所述的tbc電池的制備方法，其特征在于：所述腔體分為第一腔體、第二腔體和第三腔體，所述第一腔體使用熱氧化法在基底背面制備隧穿氧化層；所述第二腔體和第三腔體均采用pvd法配合圖形化掩膜板，掩膜板位于pvd濺射源和硅片中間，使pvd濺射區域圖形化呈現，且結合原位摻雜工藝，在特定區域沉積圖形化的n+poly層和p+poly層。
4.根據權利要求3所述的tbc電池的制備方法，其特征在于：所述熱氧化法所采用的工藝溫度為500℃-650℃，且工藝過程中通入o2進行氧化，第一腔體內的壓強為1-10mbar之間，和/或，所制備的隧穿氧化層的厚度1.4-2.0nm。
5.根據權利要求1所述的tbc電池的制備方法，其特征在于：退火的溫度控制在895℃-935℃之間，且退火高溫時間為20-120min；和/或，p+poly層所需要的退火溫度與n+poly層所需要的退火溫度相同，且一次完成兩種poly層的退火。
6.根據權利要求1所述的tbc電池的制備方法，其特征在于：退火過程在高溫爐管進行，退火過程中通入n2作為保護氣體；和/或，退火后p+poly區域方阻控制在120-300ω/sq，n+poly區域方阻控制在30-60ω/sq。
7.根據權利要求1所述的tbc電池的制備方法，其特征在于：退火后硅片使用hf/hcl的混合溶液進行清洗，去除硅片表面的自然氧化層和gap區域的隧穿氧化層。
8.根據權利要求7所述的tbc電池的制備方法，其特征在于：hf:hcl:h2o的體積比為1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：杜哲仁，沈東東，陸俊宇，季根華，肖赟，
申請(專利權)人：江蘇林洋太陽能有限公司，
類型：發明
國別省市：
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