光伏-TOPCon电池工艺

TOPCon太阳能电池技术最好的一点是，制造工艺与PERC太阳能电池非常相似，制造商只需进行少量投资即可升级其现有生产线。大多数制造设备可以保持不变。这使得TOPCon太阳能电池成为市场上已有的PERC / PERT光伏组件制造商的绝佳投资。

1. 清洗制绒

制造TOPCon太阳能电池的第一步是通过使用氢氧化钾（KOH）去除c-Si晶片切割过程中的锯损伤来化学纹理化晶圆表面。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

清洁晶圆后，使用扩散法通过施加三溴化硼（BBr）在电池正面形成，但随后通过施加硝酸和氢氟酸（HF/HNO）去除背面，并通过湿化学浸渍产生超薄氧化层。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.反应过程中产生气态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；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

为了生长nPoly-SE层，通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）工艺生长磷掺杂的非晶硅（n-a-Si：H）层。然后在900ºC退火后将其转化为nPoly-SE层。形成重掺杂区，提高光电转换效率。

1）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：

2）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。

3）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。

4）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。

4. 刻蚀工序

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

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

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

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-丝网印刷-激光转印

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。通过丝网印刷制备前后电极。

9. 烧结-自动分选

通过高温烧结形成良好的欧姆接触。对不同转换效率的电池片进行分档。

10. 对比各种电池工艺

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