【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及topcon太陽能電池，具體涉及一種topcon太陽能電池背面電極金屬化方法。
技術介紹
1、topcon太陽能電池是基于選擇性載流子原理的隧穿氧化層鈍化接觸太陽能電池，是perc/pert太陽能電池的升級版。topcon電池采用n型硅襯底，通過制備超薄氧化硅層和摻雜硅薄層，形成鈍化接觸結構，有效降低表面復合和金屬接觸復合，從而提升電池效率。在topcon太陽能電池的生產過程中，背面電極金屬化是其中一個關鍵步驟。
2、topcon電池的背面電極通常采用銀漿細柵。由于鈍化接觸結構解決了金屬與硅基體接觸的問題，背面不再需要激光開槽+鋁漿，而是直接采用銀漿細柵，以實現更好的接觸效果和更低的接觸電阻。背面細柵漿料（銀漿，燒穿型）需要在燒結過程中燒穿sinx層，與poly硅層接觸。因此，對燒穿深度的控制至關重要，以避免破壞poly硅層或影響接觸效果。通過優化背面電極金屬化工藝，可以進一步提升topcon電池的開路電壓和填充因子，從而提高電池的轉換效率。
3、傳統的topcon太陽能電池背面電極金屬化過程中，金屬漿料穿透減反層，但燒結過程難以精確控制，導致減反層損壞，常面臨接觸電阻率高、復合電流大等問題，嚴重影響電池性能，因此，本專利技術提供一種topcon太陽能電池背面電極金屬化方法，以降低復合電流、提高接觸質量、減少材料消耗。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種topcon太陽能電池背面電極金屬化方法。
3、（1）隧穿氧化層與摻雜多晶硅層制備：在topcon太陽能電池的背面先形成一層厚度為1-2nm的隧穿氧化層；在隧穿氧化層之上沉積一層厚度為50-100nm的摻雜多晶硅層；在多晶硅層上沉積一層厚度5-30nm的減反層；
4、（2）金屬漿料層涂布與初步燒結：使用絲網印刷將金屬漿料涂布在背面的減反層上，形成厚度為15-25μm的金屬漿料層，在氮氣氣氛下進行初步燒結，初步燒結溫度為150-300℃；
5、（3）激光精準輻照處理：采用激光設備對預燒結的金屬漿料層進行精準輻照，持續時間為200ms-3s，激光功率為5-10w，同時施加0.5-1.5v的正向偏置電壓；
6、（4）低穿透燒結完成電極金屬化：對經過激光處理的電池背面進行低穿透燒結，燒結溫度為700-1000℃，燒結時間8-15分鐘；
7、所述金屬漿料，按質量百分比計，包括銀粉50-60%、玻璃粉30-40%、鉛粉5-10%、有機添加劑5-10%。
8、作為本專利技術的優選，所述隧穿氧化層材料為二氧化硅或其他高介電常數材料，采用原子層沉積方法制備。
9、作為本專利技術的優選，所述多晶硅摻雜層材料為n型或p型摻雜的多晶硅，采用化學氣相沉積或物理氣相沉積方法制備。
10、作為本專利技術的優選，所述減反層材料為氧化鋁和/或氮化硅，減反層為單一層或氧化鋁和氮化硅的疊層，采用等離子體增強化學氣相沉積方法制備。
11、作為本專利技術的優選，所述激光精準輻照處理中，采用高能量密度且可控的激光設備，包括連續波激光、脈沖激光或超短脈沖激光，激光源發出的激光波長為800-1068納米范圍內的近紅外激光，脈沖寬度設定在50-200ns，頻率為10-30khz，激光束掃描速度50-200mm/s。
12、作為本專利技術的優選，所述激光設備配備有處理系統，處理系統包括高能量密度且可控的激光源，以及用于控制激光束掃描路徑、功率、光斑大小參數的控制系統。
13、作為本專利技術的優選，所述低穿透燒結完成電極金屬化中，燒結氣氛為惰性氣體，包括氮氣、氬氣、還原性氣氛。
14、作為本專利技術的優選，所述金屬漿料還包含其他金屬粉末或納米顆粒，其他金屬粉末包括銅粉、鋁粉，納米顆粒包括碳納米管、石墨烯。
15、作為本專利技術的優選，在隧穿氧化層與摻雜多晶硅層制備前，還包括對topcon太陽能電池的背面進行預處理，即清洗和去氧化處理。
16、作為本專利技術的優選，所述topcon太陽能電池的背面經過電極金屬化后，其飽和電流密度（j0，met）低于50fa/cm2，接觸電阻率低于1mω·cm2。
17、本專利技術達到的有益效果為：
18、1、本專利技術通過引入激光輻照結合特定配比的金屬漿料體系及低穿透燒結，實現背面電極的高效、低阻金屬化，顯著提升太陽能電池的光電轉換效率；通過精確控制激光輻照和燒結過程，激光能量作用于預燒結的金屬漿料，促進ag-si互擴散，形成高密度、小尺寸的點接觸，同時避免大銀晶穿透減反層，能夠降低背面電極的接觸電阻率和復合電流，使得電池的飽和電流密度（j0，met）降低至低于50fa/cm2，接觸電阻率低于1mω·cm2，從而有效提升電池的開路電壓和填充因子，最終提高電池的轉換效率，相較于傳統方法，能夠帶來0.1-0.2%的電池轉換效率提升，提升topcon太陽能電池性能。
19、2、本專利技術采用高能量密度且可控的激光束對預燒結的金屬漿料層進行精準輻照，通過精確調整激光功率、脈沖寬度、頻率和掃描速度等參數，實現對減反層燒穿深度的精確控制，避免摻雜多晶硅層的損壞，確保良好的接觸效果，激光處理過程中施加的正向偏置電壓有助于促進金屬與硅基體之間的歐姆接觸形成，減少界面復合，從而降低復合電流，提高電池的性能穩定性。
20、3、本專利技術通過調整金屬漿料的成分比例，增加銀粉的含量并優化玻璃粉、鉛粉及有機添加劑的配比，配制專用銀漿細柵漿料，使其具有更好的燒結性能、更低的接觸電阻和良好的附著力。
21、4、本專利技術的金屬化方法采用銀漿細柵進行金屬化，同時，由于激光處理工藝的精確控制，減少生產過程中的廢品率，提高成品率，降低生產成本。
22、5、本專利技術在低穿透燒結步驟中，采用惰性氣體或還原性氣氛作為燒結氣氛，有助于保護金屬漿料和硅基體免受氧化等不利因素的影響，提高電池的環境適應性，使得topcon太陽能電池在更廣泛的應用場景中都能保持穩定的性能表現。
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1.一種TOPCon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）隧穿氧化層與摻雜多晶硅層制備：在TOPCon太陽能電池的背面先形成一層厚度為1-2nm的隧穿氧化層；在隧穿氧化層之上沉積一層厚度為50-100nm的摻雜多晶硅層；在多晶硅層上沉積一層厚度5-30nm的減反層；
2.根據權利要求1所述的一種TOPCon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述隧穿氧化層材料為二氧化硅或其他高介電常數材料，采用原子層沉積方法制備。
3.根據權利要求1所述的一種TOPCon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述多晶硅摻雜層材料為n型或p型摻雜的多晶硅，采用化學氣相沉積或物理氣相沉積方法制備。
4.根據權利要求1所述的一種TOPCon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述減反層材料為氧化鋁和/或氮化硅，減反層為單一層或氧化鋁和氮化硅的疊層，采用等離子體增強化學氣相沉積方法制備。
5.根據權利要求1所述的一種TOPCon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述激光精準輻照處理中，采用高能量密度且可控的激
6.根據權利要求5所述的一種TOPCon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述激光設備配備有處理系統，處理系統包括高能量密度且可控的激光源，以及用于控制激光束掃描路徑、功率、光斑大小參數的控制系統。
7.根據權利要求1所述的一種TOPCon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述低穿透燒結完成電極金屬化中，燒結氣氛為惰性氣體，包括氮氣、氬氣、還原性氣氛。
8.根據權利要求1所述的一種TOPCon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述金屬漿料還包含其他金屬粉末或納米顆粒，其他金屬粉末包括銅粉、鋁粉，納米顆粒包括碳納米管、石墨烯。
9.根據權利要求1所述的一種TOPCon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，在隧穿氧化層與摻雜多晶硅層制備前，還包括對TOPCon太陽能電池的背面進行預處理，即清洗和去氧化處理。
10.根據權利要求1所述的一種TOPCon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述TOPCon太陽能電池的背面經過電極金屬化后，其飽和電流密度低于50fA/cm2，接觸電阻率低于1mΩ·cm2。
...【技術特征摘要】
1.一種topcon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）隧穿氧化層與摻雜多晶硅層制備：在topcon太陽能電池的背面先形成一層厚度為1-2nm的隧穿氧化層；在隧穿氧化層之上沉積一層厚度為50-100nm的摻雜多晶硅層；在多晶硅層上沉積一層厚度5-30nm的減反層；
2.根據權利要求1所述的一種topcon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述隧穿氧化層材料為二氧化硅或其他高介電常數材料，采用原子層沉積方法制備。
3.根據權利要求1所述的一種topcon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述多晶硅摻雜層材料為n型或p型摻雜的多晶硅，采用化學氣相沉積或物理氣相沉積方法制備。
4.根據權利要求1所述的一種topcon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述減反層材料為氧化鋁和/或氮化硅，減反層為單一層或氧化鋁和氮化硅的疊層，采用等離子體增強化學氣相沉積方法制備。
5.根據權利要求1所述的一種topcon太陽能電池背面電極金屬化方法，其特征在于，所述激光精準輻照處理中，采用高能量密度且可控的激光設備，包括連續波激光、脈沖激光或超短脈沖激光，激光源發出的激光波長為800-1068納米范圍內的近紅外激...
【專利技術屬性】
技術研發人員：謝小兩，龐健，壽軼明，夏軍，李冬，
申請(專利權)人：寧波歐達光電有限公司，
類型：發明
國別省市：
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