本發(fā)明屬于太陽能電池，具體涉及一種背面poly減薄的n-topcon電池的制備方法。

背景技術(shù)：

1、n-topcon電池是基于n型硅襯底的隧穿氧化鈍化接觸太陽能電池，近年來已經(jīng)得到廣泛研究和大規(guī)模應(yīng)用。目前n-topcon電池的隧穿氧化鈍化結(jié)構(gòu)可以通過如下方法實(shí)現(xiàn)：第一種方法是lpcvd實(shí)現(xiàn)siox/poly-si；第二種是pecvd制備sio2/a-si(n)；第三種是通過peald實(shí)現(xiàn)siox的生長，然后通過pecvd制備a-si(n)；pecvd制備siox然后采用版式pvd制備a-si(n)。

2、常規(guī)topcon電池背面poly-si的厚度一般＞70nm，較厚的poly存在較大的寄生吸收損失；而當(dāng)poly-si的厚度≤60nm時(shí)，接觸變差，存在燒穿的風(fēng)險(xiǎn)，金屬誘導(dǎo)復(fù)合增加，從而導(dǎo)致電池效率降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種背面poly減薄的n-topcon電池的制備方法，利用激光將作用于電池背面非接觸區(qū)的致密的psg，使非接觸區(qū)的psg形成疏松的多孔結(jié)構(gòu)，在hf清洗繞鍍時(shí)將psg洗去，再通過堿洗，將去繞鍍的多晶硅層及多孔結(jié)構(gòu)的psg覆蓋的第二層poly-si洗去，保留一層氧化硅，達(dá)到減薄的n-topcon電池背面的技術(shù)目的，同時(shí)保留接觸區(qū)域的poly-si，降低電池的燒穿風(fēng)險(xiǎn)，提高電池效率。

2、本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明提供的一種背面poly減薄的n-topcon電池的制備方法，包括如下步驟：

4、采用n型硅片，雙面制絨，形成表面陷光的金字塔結(jié)構(gòu)；

5、在正面進(jìn)行b擴(kuò)散，形成pn結(jié)；

6、在背面采用hf清洗，去除背面及四周的bsg，采用堿拋光，去除b繞擴(kuò)；

7、在背面采用pecvd法制備包含隧穿氧化鈍化結(jié)構(gòu)的疊層結(jié)構(gòu)，退火后得到的疊層結(jié)構(gòu)為：第一siox/第一poly-si(n+)/第二siox/第二poly-si(n+)；

8、在背面進(jìn)行p擴(kuò)散，得到psg；

9、采用激光器作用于背面非接觸區(qū)域的psg，使非接觸區(qū)域的psg疏松，出現(xiàn)孔隙，形成疏松psg；

10、采用鏈?zhǔn)絟f清洗，去除正面和側(cè)面繞鍍的psg，并暴露出繞鍍下的多晶硅層清洗psg的同時(shí)；

11、通過采用堿洗，去除正面及側(cè)面的繞鍍下的多晶硅層，同時(shí)使堿液通過疏松psg的孔隙將非接觸區(qū)的第二poly-si(n+)和第二siox同時(shí)去除；具體的，正面bsg朝下，采用鏈?zhǔn)絟f清洗去除四周的psg，同時(shí)正面保留部分bsg；

12、再采用堿洗，槽式去繞鍍清洗，去除四周(無psg)繞擴(kuò)的第一siox/第一poly-si(n+)/第二siox/第二poly-si(n+)/psg結(jié)構(gòu)，同時(shí)去除激光作用區(qū)域（激光改性后的psg）的第二siox/第二poly(n+)外層結(jié)構(gòu)，非激光區(qū)域（外層psg）保留第一siox/第一poly-si(n+)/第二siox/第二poly-si(n+)/psg結(jié)構(gòu)，達(dá)到減薄poly的效果；

13、在正面和/或背面，采用氧化鋁鈍化，形成氧化鋁層；

14、在正面和/或背面做氮化硅鈍化，形成sinx膜；

15、正面和背面分別絲網(wǎng)印刷形成主柵線和副柵線，燒結(jié)形成歐姆接觸，光注入提高鈍化和光衰，leco激光增強(qiáng)鈍化接觸性能；

16、其中，在堿洗過程中，堿液的濃度根據(jù)以下公式確定：

17、；

18、其中，d1是繞鍍的多晶硅層的厚度，單位是nm；

19、d2是第二poly-si(n+)和siox層的厚度，單位是nm；

20、k1和k2分別是繞鍍的多晶硅層和第二poly-si(n+)和siox層的清洗速率常數(shù)，單位是nm/min；

21、c是堿液濃度，單位是%。

22、為了保證電池的性能，本具體實(shí)施方式中，在一個(gè)步驟中完成清洗，同時(shí)不清洗到第二poly-si(n+)和第二siox層的下方層，但又要確保繞鍍下的多晶硅層完全清洗干凈，因此采用上述公式，通過調(diào)整堿液濃度c來平衡兩種材料的清洗速度，使它們在同一時(shí)間t下都能被清洗干凈，同時(shí)不腐蝕第二poly-si(n+)和第二siox層的下方層。

23、進(jìn)一步的，k1和k2根據(jù)數(shù)據(jù)擬合得到。

24、進(jìn)一步的，k1和k2的擬合方法如下：

25、取不同實(shí)驗(yàn)條件下的堿液濃度c、清洗時(shí)間t、厚度變化d和相應(yīng)的清洗速率v，實(shí)驗(yàn)結(jié)果至少包括繞鍍的多晶硅層（v1）和第二poly-si(n+)及siox層（v2）的清洗速率，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算清洗速率，將計(jì)算得到的清洗速率數(shù)據(jù)與相應(yīng)的堿液濃度c和其他實(shí)驗(yàn)條件（如溫度、時(shí)間）一并記錄，形成數(shù)據(jù)集；

26、擬合出清洗速率常數(shù)k1和k2，并建立清洗速率v與堿液濃度c等因素的關(guān)系；

27、以堿液濃度c、時(shí)間t作為輸入特征，以清洗速率v1和v2作為目標(biāo)變量，通過最小二乘法直接擬合v與c的關(guān)系，得到k1和k2。

28、進(jìn)一步的，在正面進(jìn)行b擴(kuò)散，形成pn結(jié)，包括如下步驟：

29、一次b擴(kuò)散后，激光se形成選擇性發(fā)射極，氧化。

30、具體的，一次b擴(kuò)散結(jié)深為0.22±0.1μm，峰值濃度為1×1020atoms/cm3，方阻為130±5ω/sq；

31、激光se形成選擇性發(fā)射極，se后峰值濃度下降至1.4×1019atoms/cm3，結(jié)深增加至1.2±0.22μm，方阻為100±5ω/sq；

32、氧化降低方阻同時(shí)形成bsg保護(hù)膜，經(jīng)過氧化后p+區(qū)的峰值濃度3.2×1018?atoms/cm3，結(jié)深為0.75±0.05μm，p++區(qū)峰值濃度為5.4×1018?atoms/cm3，結(jié)深為1.4±0.2μm，p+區(qū)方阻為380±10ω/sq，接觸區(qū)p++區(qū)方阻為240±5ω/sq。

33、進(jìn)一步的，n型硅片的電阻率為0.5~2ω.cm，少子壽命>10ms。

34、進(jìn)一步的，疊層結(jié)構(gòu)中，第一siox的厚度為0.5~2nm，第一poly-si(n+)厚度為0~50nm，第二siox的厚度為0.5~3nm，第二poly-si(n+)厚度為0~50nm。其中，疊層siox/poly(n+)的制備，還可采用lpcvd、pecvd、peald?+pecvd、pecvd+pvd的方法制得。

35、進(jìn)一步的，第一poly-si(n+)和第二poly-si(n+)的峰值濃度為（2~3）×1020atoms/cm3，拐點(diǎn)濃度為（8~9）×1018atoms/cm3。

36、進(jìn)一步的，psg的厚度為4~40nm。

37、進(jìn)一步的，激光器為綠皮激光器或紫皮激光器，光斑尺寸為100±5μm，掃描速度為20±2m/s，激光功率為30~50w。

38、進(jìn)一步的，疏松psg的孔隙率是5%~15%；

39、其中，微孔的孔隙率占比5~20%；

40、微孔的孔隙率占比通過激光器的光斑重疊率控制。

41、在本發(fā)明中，激光器的功率的選擇尤為重要，若激光器的功率過高，則會導(dǎo)致psg過于疏松，導(dǎo)致鏈?zhǔn)絟f清洗時(shí)，損傷第一poly-si(n+)；若激光器的功率選擇過低，則無法達(dá)到使psg疏松的效果，導(dǎo)致堿液清洗時(shí)，堿液無法穿透psg，無法完全去除第二poly-si(n+)和第二siox，喪失減薄的效果。

42、因此，本發(fā)明通過將激光器的功率控制在30~50w，疏松psg的孔隙率控制在5%~15%，微孔的孔隙率占比控制在5~20%，既能使堿液滲入疏松psg，對第二poly-si(n+)和第二siox完成清洗，又能保護(hù)下層的第一siox/第一poly-si(n+)不被損傷。

43、進(jìn)一步的，光斑重疊率的計(jì)算公式如下：

44、；

45、其中，o是光斑重疊率，單位是1；

46、β是激光作用常數(shù)，單位是1；

47、θ是微孔的孔隙率占比，單位是1。

48、進(jìn)一步的，β是根據(jù)激光功率、光斑面積和掃描速度確定的，由于本具體實(shí)施方式中，光斑尺寸選擇100±5μm，掃描速度為20±2m/s，激光功率為30~50w，因此根據(jù)數(shù)據(jù)擬合，β取值為0.2~0.3之間，優(yōu)選為0.25。

49、進(jìn)一步的，氧化鋁層的厚度為3nm。

50、綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

51、（1）本發(fā)明提供的減薄方法，通過正面高方阻、se疊加leco技術(shù)，使鈍化和接觸性能優(yōu)異；

52、（2）本發(fā)明提供的減薄方法，使背面接觸區(qū)域siox/poly(n+)1/siox/poly(n+)2結(jié)構(gòu)有效地降低金屬j0，非接觸區(qū)域采用薄poly，或者無poly結(jié)構(gòu)，降低金屬j0的同時(shí)，提高鈍化性能；

53、（3）大幅提高電池的效率，背面非接觸區(qū)域薄poly，大幅提高電池雙面率，增加組件的發(fā)電功率。