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2024-03-14 01:31:14

深度解析TOPCon电池技术 - 知乎

深度解析TOPCon电池技术 - 知乎切换模式写文章登录/注册深度解析TOPCon电池技术石大小生北京北方华创微电子装备有限公司销售作为一名半导体设备销售，定期学习半导体知识。1. TOPCon技术介绍隧穿氧化层钝化接触太阳能电池（Tunnel Oxide Passivated Contact solar cell,TOPcon）是2013年在第28届欧洲 PVSEC 光伏大会上德国 Fraunhofer太阳能研究所首次提出的一种新型钝化接触太阳能电池，首先在电池背面制备一层 1～2nm 的隧穿氧化层，然后再沉积一层掺杂多晶硅，二者共同形成了钝化接触结构，为硅片的背面提供了良好的界面钝化。2. TOPCon 理论极限效率不同电子/空穴选择性接触材料结合组成电池的极限效率28.7%，目前全面积电池最高转化效率达到25.4%；3. 电池效率损失分析3.1 光损失（叠层电池）长波长的入射光子能量小于材料的禁带宽度，导致入射光直接穿过电池—低能量光子损失；入射光能量远高于材料的禁带宽度，产生的高能电子-空穴对与晶格碰撞热弛豫损失掉—高能量光子损失；3.2 复合损失（PERC/HJT/TOPCon）电子和空穴穿越P-N结的复合损失；电子和空穴在电极接触区的复合损失；电子和空穴在衬底内/界面处复合损失；4. 界面钝化目的4.1 传统晶体硅(c-Si)太阳能电池制约传统晶体硅(c-Si)太阳能电池效率进一步提高的关键因素是在金属电极和硅之间的界面处载流子复合造成的损失，造成Jo负荷电流偏高。4.2 常规AL-BSF背电场全铝接触常规AL-BSF（Aluminium Back SurfaceField）铝背场太阳能电池由于背面金属电极直接与Si接触，背面全金属复合，载流子复合严重，导致J0偏高，Voc难以超过685mv，目前最高效率20.3%，基本已被市场淘汰；4.3 PERC背钝化局部接触采用PERC背钝化接触技术后，由于AL2O3/SiNx均为介质绝缘膜，为实现电学接触，需对介质膜进行局域开孔，由此造成载流子需通过二维输运才能被金属电极收集，造成横向电阻输运损耗，FF随着金属接触间距的增加而减少，同时金属与Si局域接触仍然在该区域存在较高的复合，即Jo，metal比较高,且Voc无法超过700mv。目前最高效率24.06%，根据ISFH测算，PERC电池的理论极限效率为24.5%；4.4 TOPCon 隧穿钝化接触TOPCon 钝化接触电池的Poly-Si与Si基底界面间的氧化硅对钝化起着非常关键的作用，氧化硅通过化学钝化降低Si基底与Poly-Si之间的界面态密度，多数载流子浓度远高于少数载流子，降低电子空穴复合几率的同时，也增加了电阻率形成多数载流子的选择性接触。在选择性接触区域，多子传输导致电阻损失，同时少量少子向金属接触区迁移导致复合损失，前者对应接触电阻pc，后者对应界面复合J0，目前J0低至2fA/cm2，pc低至3mΩ/cm2的n+Poly钝化接触，Voc高达733mv，电池Voc突破700mv，目前最高效率为25.4%，根据ISFH测算，TOPCon电池的理论极限效率为28.7%；5. TOPCon电池结构5.1 因其特殊的能带结构，超薄氧化层可允许多子隧穿而阻挡少子透过，在其上沉积一层金属作为电极就实现了无需开孔的钝化接触结构；5.2 无需激光开孔，采用N型硅片无光致衰减，兼容中高温烧结；5.3 主要提升的钝化是背面钝化，背面采用1-2nm的高质量SiOx层结合掺杂非晶硅进行高温晶化退火从而实现全区域的钝化接触，采用高质量的超薄氧化硅和掺杂多晶硅层，实现全背面的高效钝化和载流子选择性收集；6. TOPCon隧穿钝化原理跟现有PERC相比，TOPCon的核心结构是超薄的二氧化硅层，利用量子隧穿效应，既能让电子顺利通过，又可以阻止空穴的复合。7. TOPCon隧穿钝化效果7.1 全面积钝化表面使得无硅/金属接触界面，有利于提升开路电压Voc，而全面积地收集载流子，降低寿命敏感度，有利于提升填充因子FF；7.2 阻挡少子通过同时使多子无障碍的轻松通过，因此可以减少复合；7.3 结构中的钝化层可以抑制硅片表面的载流子复合，提高硅片的少子寿命和电池的开路电压，载流子选择收集钝化接触结构可以被应用到电池的全表面，而无需开孔形成局部钝化接触，这不仅简化了制造工艺同时载流子只需进行一维方向的输运而无需另外的横向传输，因而可以获得更高的填充因子；8. TOPCon 电池与无氧化硅钝化电池 I-V 对比上图电池Ｒef（a）( b)是无氧化硅钝化的电池，其中电池b比电池a增加了背表面重掺杂的n + -poly-Si层，而TOPCon具有氧化硅双面钝化功能，使得Voc，Jsc，FF和Eff均为最高，分别达到729.8mV，39.98mA/cm2、0.86和24.98%。TOPCon电池与具有背场功能的Ｒef( b)电池相比，Jsc只增加了0.89mA/cm2 ，增幅为2.3%，而Voc增加了73.4mV，增幅达到了 11.2%，这说明氧化硅对晶体硅前后表面的钝化可以大幅减少载流子在电池前后表面的复合，增加电池的开路电压，从而提升电池的效率。9. 不同SiOx厚度对 TOPCon 电池 Voc、Jsc、FF、Eff 的影响氧化硅厚度对TOPCon电池性能的影响，随着厚度的增加，Voc快速增加，然后基本保持不变，当氧化硅厚度为1.2nm时，Voc达到最大值738.1mV，另外3个电池参数Jsc，FF和Eff 随氧化硅厚度的变化趋势基本一致，随厚度递增先缓慢增大然后迅速减小,当氧化硅厚度为1.2nm时，Jsc和Eff分别达到最大值42.02mA/cm2和26.8%，说明TOPCon电池中,氧化硅的厚度存在一个最佳值(1.2nm)．当氧化硅厚度大于1.2nm时，电池的效率开始急剧下降。10. 不同 SiO x 厚度下 TOPCon 电池的能带及电子和空穴浓度当不存在SiOx时，其电子准费米能级(EnF)在SiOx与n-c-Si界面之间出现了轻微的不连续，这种不连续几乎很难对多数载流子(电子)造成影响。但是当插入SiOx薄层时，p + -poly-Si/n-c-Si 界面出现了很明显的电子准费米能级的不连续性。在开路的条件下，载流子的净复合率等于净产生率．氧化物的插入会阻止 n-c-Si 中的多子流向前表面与空穴复合，这在一定程度上降低了 n-c-Si 与 p + -poly-Si 和前电极的复合．另外，n-c-Si 中的电子浓度大于空穴，在高复合区域存在较少的电子浓度．正是因为存在电子准费米能级的不连续性才导致了在SiO x 与n-c-Si 之间复合速率的降低。在 n-c-Si 中的电子和空穴浓度基本是接近的，但还是电子浓度大于空穴浓度，表明电子尽管在前界面处不易隧穿 SiO x ，但是后界面处容易隧穿．同时，空穴没有形成准费米能级的不连续性，前表面的空穴容易隧穿，而后表面对空穴则形成一定的阻碍，这都表明钝化效果体现在载流子的输运上，也就是钝化界面态作用。11. 氧化硅介孔密度(Dph)对 TOPCon电池 Voc、Jsc和Eff的影响氧化硅的介孔密度(Dph)表征氧化硅中的缺陷密度，载流子在分布有介孔密度的氧化硅体内的隧穿，本质上是载流子在二维空间上的输运，但是在氧化硅为几个nm 的厚度情况下，可以把这种载流子二维输运近似为一维输运来处理，当 Dph低于 10－6时，最高的Voc可达到约740mV，如图 5 所示，这表明低的介孔密度对 Voc几乎没有影响，当Dph介于10－6～10－4时，对Voc影响也可以忽略不计的。Dph对TOPCon电池Jsc的影响，Dph从10－12增大到10－6的过程中，当氧化硅厚度为0.6nm时，Jsc保持为40.0mA/cm2几乎没有变化，然而，当氧化硅厚度为1.2nm时，Jsc从46.2mA/cm2 显著降低到38.8mA/cm2，这已经低于没有氧化硅钝化时器件的 Jsc。这表明氧化硅的厚度越大，介孔密度对短路电流的影响越大，氧化硅的介孔密度越大，器件的钝化效果越差，器件的漏电流增大，当介孔密度大于10-2时，介孔密度对短路电流的影响已经与氧化硅厚度无关。12. 氧化硅中的隧穿电流和针孔导致的局部复合电流的模型针孔导致多晶硅与晶体硅直接接触形成高复合电流(Jrec)，另外电子从多晶硅直接隧穿通过氧化硅形成隧穿电流(Jtun)．13. 多晶硅掺杂浓度对TOPCon电池的 Voc和 Eff的影响对于传统的 p-n 结 c-Si 太阳能电池，发射层的掺杂浓度越高，耗尽区的内建电场越大，减少了光生载流子在 c-Si 界面的积累，从p-n结的另一侧注入的少数载流子的数目仅仅是处于热平衡的少数载流子的数目．降低少数载流子浓度可以减少复合，而提高掺杂浓度可以使少数载流子浓度最小化．然而，高掺杂会导致载流子扩散长度的减少，从而增加载流子复合。因此，在传统的p-n结c-Si太阳电池中，存在一个最佳的发射层掺杂浓度．由于TOPCon太阳电池中p+或n+多晶硅层的厚度只有30nm，因此不会出现没有高掺杂浓度导致扩散长度减小的现象．此外，p+或n+多晶硅层中的高掺杂会增加电子或空穴在氧化硅中的隧穿概率．因此，多晶硅层的掺杂浓度越高，TOPCon 太阳能电池的开路电压和效率就越高。14. 具有局部针孔的n+型多硅/硅结的简图当氧化硅厚度＜2nm时，主要以载流子隧穿进行传输；当氧化硅厚度＞2nm时，载流子主要通过氧化硅层中的针孔（pinhole）进行传输，pinhole密度高虽然对传输有利，但对钝化不利，载流子传输会受限。发布于 2022-01-31 06:59电池半导体产业半导体赞同 14215 条评论分享喜欢收藏申请

TOPCon 高效电池工艺流程 - 知乎

TOPCon 高效电池工艺流程 - 知乎切换模式写文章登录/注册TOPCon 高效电池工艺流程资木各陕西固勤材料技术有限公司员工1. TOPCon 电池结构① TOPCon 电池整体结构② TOPCon 电池背面结构隧穿：SiO2氧化层；钝化：化学钝化+场钝化；接触：高掺杂浓度（N+）；载流子传输选择性；③ 背面结构氧化层a. 作用化学钝化；隧穿性；阻挡作用；避免金属与半导体直接接触；b. 氧化层深度相关曲线④ 背面结构掺杂多晶硅层a. 作用势垒效应；场钝化；金属接触；b. 多晶硅层相关曲线c. 多晶硅层长波吸收，厚度与掺杂浓度关系曲线2.TOPCon电池工艺流程3. TOPCon电池各工序作用① 制绒a. 制绒目的：去除硅片表面的有机物脏污及金属杂质；去除硅片线切割过程产生的机械损伤层，减少复合中心；形成起伏不平的绒面，其作用为：a.利用陷光效应，增加硅片对太阳光的吸收，降低反射率；同时增加硅片表面积，进而P-N结面积也同样增加；b. 制绒的原理：在一定的浓度、温度、时间下，利用硅在低浓度碱液中的各向异性腐蚀特性，Si与碱液（NaOH)进行一系列化学反应，在硅片表面形成金字塔绒面。主反应：2NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2② 硼扩a. 目的：形成P-N结在N型硅片（掺磷）上扩散P型元素（硼）形成P-N结（即空间电荷区），在正面形成P+层，背面形成N+层。b. 原理：在一定的浓度、温度、压力及时间下，硼源（BBr3或BCl3）在管式炉中汽化后，经过一系列化学反应在硅片表面进行沉积，获得合适的掺杂浓度、结深及方阻；总反应：③ 碱抛光a. 碱抛光流程b. 各槽体作用c. 微观形态④ LPCVD（低压化学气相沉积）a. 目的：在硅片背面沉积一层超薄氧化层提供良好的界面钝化，同时提供不同载流子隧穿势垒;氧化层上沉积一层非晶硅，增加电子的迁移速率同时抑制空穴的迁移速率；非晶硅与金属接触，起到电子传输桥梁的作用。b. 原理：用加热的方式，在低压条件下使SiH4在硅片表面反应并沉积成固体薄膜。氧化层沉积：高温通氧气，氧气和硅反应生产氧化硅；反应方程式：O2+Si→SiOx非晶硅沉积：高温通硅烷，硅烷热分解成硅和氢气；反应方程式：SiH4（气）=Si（固）+H2⑤ 磷扩a. 磷扩的目的：在背面形成N+层b. 磷扩的原理：氧气的存在下，POCl3在高温下分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5）,反应式：生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子,反应式：⑥ 正面刻蚀a. 工艺流程：正刻槽（加水膜）→水洗→碱洗→水洗→ 酸洗→水洗→烘干b. 正刻槽作用：主要通过HF+HNO3的混合溶液，对硅片正面和边缘进行刻蚀，以达到去除正面及边缘BSG的作用。c. 碱洗槽作用：主要用来中和正刻槽残留的酸液，并去除正刻槽反应生成的多孔硅。c. 酸洗槽作用：去除氧化层，使硅片表面疏水。d. 槽体及功能⑦ ALD⑧ 正背膜a. 目的硅片表面形成一层Si3H4薄膜，既可作为减反射膜，产生钝化作用；又因其结构致密保证硅片不被氧化；b. 原理：硅片置于阴极上，利用辉光放电使硅片升温到预定的温度，然后通入适量的SiH4和NH3气体，经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态Si3H4薄膜；⑨ 金属化a. 工艺流程为：背面印主栅→烘箱→背面印副栅→烘箱→正面印主栅→烘箱→正面印副栅→烧结炉→高温退火炉→测试；其中正、背面印刷均采用分步印刷方式，印刷流程图示如下：b. 烧结目的：干燥硅片上的浆料，燃尽浆料的有机组分，使浆料和硅片形成良好的欧姆接触。把电极烧结在PN结上,高温烧结可以使电极穿透氮化硅膜，形成合金。正面主栅不烧穿氮化硅，减少金属对氮化硅层破坏，提高开压。银的熔点960.7℃，Ag-Si共熔点为 600~800℃编辑于 2023-07-27 13:14・IP 属地陕西电池TOPCon电池赞同 26添加评论分享喜欢收藏申请

TopCon各工序工艺机理详解 - 知乎

TopCon各工序工艺机理详解 - 知乎切换模式写文章登录/注册TopCon各工序工艺机理详解资木各陕西固勤材料技术有限公司员工制绒制绒工段（共6条线）依次包括预清洗-制绒前纯水洗-制绒*3-制绒后纯水洗-后清洗-后清洗后纯水洗-酸洗-酸洗后纯水洗-慢提拉预脱水-烘干*5等模块。本项目制绒方式全部采用自动制绒，整个操作过程自动进行，采用传送臂将经预清洗后的硅片送至制绒机上料处，硅片在自动密闭制绒机内通过滚轮依次经过各腐蚀、清洗槽，设备自动控制补充各模块中酸、碱液和纯水，槽中酸、碱液通过管道泵入，并定期（单个槽体容积720L，48h更换一次）排放槽中废水。1）预清洗预清洗目的：去除在硅片表面上黏附的杂质（有机物和金属杂质等），使用NaOH溶液和H2O2溶液。将装载后的硅片依次浸入预清洗槽，槽内添加纯水，并按配比分别添加适量的NaOH溶液或清洗液（混合后NaOH浓度预计0.6%，H2O2浓度预计1.5%，自动添加）进行高温清洗（60℃）。预清洗采用超声波清洗。预清洗后进行纯水清洗。纯水清洗均为溢流浸泡清洗，均在常温下进行。预清洗过程发生的化学反应如下：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑2）碱制绒目的：通过碱液对硅表面进行晶体的各向异性腐蚀，形成表面5um大小的金字塔，金字塔绒面具有优良的陷光和减反射效果（10%）。碱制绒使用NaOH溶液和制绒添加剂。碱制绒槽中添加适量的NaOH溶液和制绒添加剂（NaOH溶液浓度约0.6%，制绒添加剂浓度约0.4%），添加剂可降低硅片表面张力，改善硅片与NaOH液体的浸润效果以及促进氢气泡的释放，增强腐蚀的各向异性，使金字塔更加均匀一致，提高绒面的制作效果。制绒面形成的化学反应过程如下：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑碱制绒槽工作温度为82℃，控制碱制绒时间为420s。3）后清洗碱制绒后的硅片进入后清洗槽，去除残留的有机物，保证硅片表面的清洁程度，从而一定程度上提高电池转换效率。将装载后的硅片浸入后清洗，槽内添加纯水，并按配比分别添加适量的NaOH溶液或清洗液（NaOH浓度预计0.6%，H2O2浓度预计1.5%）进行高温清洗（60℃）。后清洗后进行纯水清洗。纯水清洗均为溢流浸泡清洗，在常温下进行。4）酸洗在后清洗后需使用稀酸溶液（3.15%的HCl和7.1%的HF）进行高纯度清洗，HCl的作用是中和残余的NaOH，HF的作用是去除硅片表面的氧化层使得硅片表面更加疏水，形成硅的络合物H2SiF6，通过与金属离子的络合作用将金属离子从硅片表面脱离，使得硅片的金属离子含量降低，为扩散制结做准备。酸洗后进行纯水清洗。酸洗过程发生的化学反应如下：HCl+NaOH=NaCl+H2OSiO2+6HF=H2SiF6+2H2O酸洗槽工作温度为常温，控制酸洗时间为120s。5）慢提拉预脱水目的：对晶硅片表面预脱水，通常作为纯水清洗环节的最后一个步骤。将纯水清洗后的晶硅片传输至慢拉槽，硅片先沉入纯水内完全浸泡，然后通过机械手及吊篮缓慢向上提拉，表面张力能将硅片上的水膜拉下来。慢拉槽由清洗槽和慢拉机构组成，为半封闭式。清洗槽内有锯齿形状的溢流口，在工作时干净的水不断地将清洗槽的污水冲走，保持清洗槽水质干净，从而达到清洁效果；当水保持干净时，在慢拉的作用下工作表面不会出现水珠，在烘干时不会有水印。6）烘干将晶硅片传输至烘干槽，向硅片上下吹90℃的热风烘干，烘干采用电加热。上述制绒工序中预清洗、碱制绒过程会产生含氢氧化钠的高浓度碱性废水（W1、W3、W5）和一般碱性清洗废水（W2、W4、W6），酸洗过程会产生含盐酸、氢氟酸的高浓度酸性废水（W7）和一般酸性清洗废水（W8、W9）。上述操作在密闭制绒机内进行，酸洗过程会挥发产生含HF、HCl的酸性废气（G1），经管道收集后送往酸性废气洗涤塔处理。硼扩散扩散工序的目的是在硅片上形成PN结，以实现光能向电能的转化。PN结制造设备为扩散炉，项目采用气态三氯化硼在扩散炉内对硅晶片进行扩散，硼原子通过扩散进入硅片，同时在硅片表面形成一层硼硅玻璃层。主反应方程为：4BCl3+3O2→2B2O3+6Cl2↑2B2O3+3Si→3SiO2+4B扩散炉为密闭负压设备，配有进气口和出气口，采用电加热，设备自带无油干式机械真空泵。具体工艺过程为：先通入大流量的N2以驱赶扩散炉石英管中的空气，并对扩散炉进行升温，待炉温升至1050℃并且恒定后，把晶片放入石英舟内，送到炉口进行预热20分钟，再推入恒温区中，先通入氧气，再通入三氯化硼进行扩散，整体工艺时间为180分钟。反应过程中Si和O2均过量，BCl3完全反应，反应中产生C12。反应完成后使用N2清空设备，并自动出料。产污环节分析：该工序主要污染环节为扩散环节通入BCl3后反应生成氯气（G2）混同残余氧气、氮气等由专管收集，送往酸性废气洗涤塔处理，经管道收集后送往酸性废气洗涤塔处理。SE激光重掺激光掺杂技术是在金属栅线（电极）与硅片接触部分进行重掺杂，而电极以外位置保持轻掺杂（低浓度掺杂）。通过热扩散方式，在硅片表面进行预扩散，形成轻掺杂；同时表面BSG（硼硅玻璃）作为局部激光重掺杂源，通过激光局部热效应，BSG中原子二次快速扩散至硅片内部，形成局部重掺杂区。SE激光过程会产生含尘废气（G3），经过设备自带的除尘器处理后通过车间顶排风系统排放（高度约为15米）。后氧化硅片表面被激光SE处理过的地方，硼扩散表面（入光面）的氧化层被激光的光斑能量破坏了。在碱抛光刻蚀的时候，需要有一层氧化层作为掩膜层来保护硅片的磷扩散表面（入光面）。因此，需要对激光SE扫描过的表面进行氧化层修复。本项目使用热氧氧化的方法制备SiO2氧化层。整个氧化过程在氧化炉中进行，氧化炉为密闭常压设备，通过电加热。首先使用自动装片机将硅片装载到石英舟上，随后自动机械手将石英舟放置在氧化炉的碳化硅悬臂浆上，碳化硅浆将装载有硅片的石英舟送入高温石英炉管里面。石英舟进入炉管之后关好炉门，启动氧化程序，氧化炉自动运行。热氧化过程中发生的主要化学反应为：Si+O2=SiO2O2在高温下与硅片表面反应生成SiO2，通入一定量的氮气维持炉管压力恒定。维持一段时间的高温通氧，使硅片表面形成一定厚度的SiO2薄层，工艺参数为：氧化温度750℃，氮气流量12L/min，氧气流量5L/min，25min氧化时间。该过程会产生含氧气、氮气的氧化废气（热风），通过氧化炉排气口排出，然后通过车间顶热排风系统排放。刻蚀1）去BSG硅片在链式清洗机中以水上漂的方式（背面接触酸液）将背面的BSG去除，酸液主要成分为24.5%HF，主要化学反应方程式包括：HF+SiO2→SiF4+H2OSiF4+HF→H2SiF6再经水洗、风刀吹干后进入下一道工序。去BSG清洗机设备为半密封设备，内集合酸槽、纯水清洗槽，并配有引风系统在设备内形成微负压环境，收集挥发气体。该环节主要污染包括含HF的酸性废气（G4），废气经管道收集后送往酸性废气洗涤塔处理。和含氢氟酸的高浓度酸性废水（W10）和一般酸性清洗废水（W11）。2）背刻蚀为提高硅片背面反射率，通过碱加抛光剂对硅片背面进行抛光。碱抛工段（6条线）依次包括前清洗-水洗-碱抛洗*2-过氧化氢清洗（预留）-微制绒（预留）-纯水清洗-后清洗-纯水清洗-酸洗*2-酸洗后纯水洗-慢提拉预脱水-烘干*5等模块。背刻蚀整个操作过程自动进行，采用传送臂将经预清洗后的硅片送至碱抛机上料处，硅片在自动密闭碱抛机内通过滚轮依次经过各腐蚀、清洗槽，设备自动控制补充各模块中酸、碱液和纯水，槽中酸、碱液通过管道泵入，并定期排放槽中废水。3）预清洗经过加工后的硅片进入清洗槽，去除残留的有机物，保证硅片表面的清洁程度，从而一定程度上提高电池转换效率。将装载后的硅片浸入预清洗，槽内添加纯水，并按配比分别添加适量的NaOH溶液或清洗液（NaOH浓度预计0.39%，H2O2浓度预计0.61%）进行高温清洗（60℃）。预清洗后进行纯水清洗。纯水清洗均为溢流浸泡清洗，在常温下进行，持续时间100s。4）碱抛洗碱抛洗槽中配有纯水，并添加适量的NaOH溶液和抛光添加剂（NaOH溶液约1.6%，抛光剂浓度0.97%），然后对硅片背表面进行抛光处理，操作温度为65℃。碱抛洗后再进行纯水清洗。碱抛过程发生的化学反应如下：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑碱抛洗槽工作温度为65℃，控制碱抛洗时间为220s。5）后清洗及微制绒槽内添加纯水，并按配比分别添加适量的NaOH溶液及双氧水（NaOH溶液约0.55%，双氧水浓度0.25%）进行常温清洗。后清洗后再进行纯水清洗。微制绒过程发生的化学反应如下：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑6）酸洗在后清洗后需使用稀酸溶液（0.9%的HCl和0.23%的HF）进行高纯度清洗，HCl的作用是中和残余的NaOH，HF的作用是去除硅片表面的氧化层使得硅片表面更加疏水，形成硅的络合物H2SiF6，通过与金属离子的络合作用将金属离子从硅片表面脱离，使得硅片的金属离子含量降低，为扩散制结做准备。酸洗后进行纯水清洗。酸洗过程发生的化学反应如下：HCl+NaOH=NaCl+H2OSiO2+6HF=H2SiF6+2H2O酸洗槽工作温度为常温，控制酸洗时间为100s。7）烘干将慢提拉预脱水后的晶硅片传输至烘干槽，向硅片上下吹90℃的热风烘干，烘干采用电加热。上述背刻蚀工序中，预清洗、碱抛洗、后清洗过程会产生含氢氧化钠的高浓度碱性废水（W12、W14、W16）和一般碱性清洗废水（W13、W15、W17），酸洗过程会产生含盐酸和氢氟酸的高浓度酸性废水（W18）和一般酸性清洗废水（W19、W20）。上述操作在密闭碱抛机内进行，酸洗过程会挥发产生含HCl、HF的酸性废气（G5），经管道收集后送往酸性废气洗涤塔处理。POPAID沉积原位掺杂POPAID工序是集成隧穿氧化层和掺杂晶硅层制备的板式镀膜的关键工艺。首先硅片在大气环境下进入装载腔，传送进300°的预热腔，然后再进入PO工艺腔，这时O2通过气管输送到分气块，由RF射频电源激活离化成离子，离子在硅片表面发生氧化，形成隧穿氧化层；然后硅片再经过过渡、缓冲腔，传送进paid腔，paid源在衬底背面沉积一定厚度的非晶硅，同时在沉积过程中通入PH3气体，气态磷烷进入机器中，经10kev和0.5-2kev高压射频将磷烷中的磷激发成磷离子的状态，在离子源与地之间加入直流高压，这样磷离子通过高压电场获得能量，束流的宽度为420mm，然后将硅片传输至束流下方，paid源的原子的飞向衬底过程中携带P离子或与P离子反应从而实现原位磷掺杂。主反应方程为：PO+PAID＝POPAID等离子氧化（PO）：SiH4+O2→SiO2等离子辅助原位掺杂（PAID）：Si（源）+ PH3→n-Si反应完成后，用氮气吹扫，此离子注入自带吸附剂，处理效率可达100%，进入吸附塔前的磷烷浓度为179.05ppm，吸附后未检测出PH3。本项目拟将此尾气接入DA003废气塔处理后排空，同时企业拟安装磷烷泄露自动报警器，检出限为0.1mg/m3。产污环节分析：该工序主要污染环节为工艺时通入的Ar、PH3、N2由专管收集，送往酸性废气洗涤塔处理。退火将硅片置于用石英玻璃制成的反应管中，反应管用电阻丝加热炉加热一定温度（常用的温度为900～1200℃，在特殊条件下可降到600℃以下），氧气通过反应管时，在硅片表面发生化学反应：Si(固态)+O2(气态)→SiO2(固态)退火过程产生的杂质再分布同时起到吸杂作用，利用PSG对钠、钾等离子的吸附和固定作用去除这些有害离子。产污环节分析：该工序主要污染环节为热氧环节残余氧气、氮气。BOE清洗BOE(5条线)槽式设备为一体化半密闭设备，硅片由自动化设备摆放在提篮中，通过机械臂在设备内各槽溶液中转换。其中化学品槽根据溶液浓度不断补充相应化学品，定期整体更换。更换下来的废液排入废水系统，最终进入污水处理站处理。水洗槽采用纯化水清洗，水槽内有硅片时，缓慢添加纯化水，含盐废水自动溢流至废水收集系统，最终进入污水处理站处理。化学品全部为液态，由隔膜泵计量自动调配。清洗顺序为：酸洗槽*2、水洗、后酸洗（HCL/HF/DI）、水洗、慢提拉、烘干*6，槽体大小720L。1）酸洗需使用稀酸溶液（3.15%的HCl和7.1%的HF）进行高纯度清洗，HCl的作用是利用Cl-络合金属离子，HF的作用是去除硅片表面的氧化层使得硅片表面更加疏水，形成硅的络合物H2SiF6，通过与金属离子的络合作用将金属离子从硅片表面脱离，使得硅片的金属离子含量降低，HF酸洗150s去除正面的BSG及背面的PSG层，酸洗后进行纯水清洗。HF+SiO2→SiF4+H2OSiF4+HF→H2SiF62）后酸洗在后清洗后需使用稀酸溶液（14.7%的HF）进行高纯度清洗，HF的作用是去除硅片表面的氧化层使得硅片表面更加疏水，形成硅的络合物H2SiF6，通过与金属离子的络合作用将金属离子从硅片表面脱离，使得硅片的金属离子含量降低。酸洗过程发生的化学反应如下：SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O酸洗槽工作温度为常温，控制酸洗时间为100s。3）烘干将慢提拉预脱水后的晶硅片传输至烘干槽，向硅片上下吹90℃的热风烘干，烘干采用电加热。上述酸洗过程会产生含HCl、氢氟酸的高浓度酸性废水（W21）和含氢氟酸的高浓度酸性废水（W23），一般酸性清洗废水（W22、24、25）。上述操作在密闭清洗机内进行，酸洗过程会挥发产生含HCl、HF的酸性废气（G6）和含HF的酸性废气（G7），经管道收集后送往酸性废气洗涤塔处理。发布于 2023-08-01 08:47・IP 属地陕西TOPCon电池光伏设备碳化硅赞同 19添加评论分享喜欢收藏申请

TOPCon电池工艺流程 - 艾邦光伏网

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TOPCon电池工艺流程

作者808, ab

2月 17, 2023

TOPCon电池是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触的太阳能电池技术，其电池结构为N型硅衬底电池，背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，为N-PERT电池转换效率进一步提升提供了更大的空间。

TOPCon电池且拥有低衰减、高双面率、低温度系数等优点。

1. PERC电池结构 & N型TOPCon电池结构

2. PERC技术 & N型TOPCon技术工艺流程

3. N型TOPCon电池工艺及设备

4. N型TOPCon电池工艺各工序作用

1. 清洗制绒

① 清洗目的

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. 硼扩散工序

① 目的

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

② 原理

在炉管内反应生成的气态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；另一方面，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

① 目的

TOPCon+SE电池结构

作用：形成重掺杂区，提高光电转换效率。

② 激光在TOPCon 流程的所在工序

PERC SE是掺磷，而TOPCON SE是掺硼，由于硼和磷的分离系数，磷更容易从二氧化硅向硅中扩散，而硼更容易从硅从二氧化硅中扩散，需要更大的能量才能推进掺杂，而激光能量过大又易造成硅片损伤，因此将硼掺杂进硅的难度更高。相比于传统的硼扩散，TOPCon电池叠加SE技术理论上可以实现效率提升0.5%，而在实际量产中可以实现效率提升0.2~0.4%。

发射极掺杂对太阳电池转换效率影响较大，高浓度掺杂降低硅片与电极的接触电阻，进而减小电池的串联电阻，但会导致载流子复合变大、降低少子寿命降低，影响电池的开路电压和短路电流，而低浓度掺杂则相反。

③ 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：

a. 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。

b. 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。

c. 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。一次激光掺杂工序简单，但难点在于难以形成较好的掺杂曲线。PERC SE是掺磷，而TOPCON SE是掺硼，由于硼和磷的分离系数，磷更容易从二氧化硅向硅中扩散，采用皮秒激光一次掺杂即能够在低温、短时间内掺杂足够的磷原；而硼更容易从硅从二氧化硅中扩散，传统的皮秒激光掺杂方式只能形成较浅的掺杂，往往需要更大的能量才能推进掺杂，而激光能量过大又易造成硅片损伤，因此将硼掺杂进硅的难度更高，一次掺杂往往容易导致重扩区结深、表面浓度与轻扩区差异不明显，复合速率仍高。

4. 刻蚀工序

① 目的

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

① 目的

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

① 目的

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

① 目的

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

① 目的

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。

9. 丝网印刷-激光转印

通过丝网印刷制备前后电极。

10. 烧结

通过高温烧结形成良好的欧姆接触。

11. 自动分选

对不同转换效率的电池片进行分档。

文案来源：网络、新能源们、光伏技术

原文始发于微信公众号（光伏产业通）：TOPCon电池工艺流程

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TOPCon技术，看这一篇就够了

2020-11-25 21:17

来源:

光伏前沿

原标题：TOPCon技术，看这一篇就够了

由亚化咨询主办的第六届PERC+, N型电池与TOPCon技术论坛将于 12月3-4日在常州召开。来自天合、拉普拉斯、晶科、正泰、中来、隆基绿能、贺利氏、PVInfolink、东方日升、深圳石金、阿特斯、Fraunhofer、IMEC、中科院电工所、h.a.l.m、国电投等单位的专家将作重要报告。

相对P型晶硅电池，N型晶硅电池的少子寿命高，无光致衰减，弱光效应好，温度系数小，是晶硅太阳能电池迈向理论最高效率的希望。

TOPCon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触（Tunnel Oxide Passivated Contact）太阳能电池技术，其电池结构为N型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，为N-PERT电池转换效率进一步提升提供了更大的空间。

关于我们

TOPCon电池概念

TOPCon电池的概念由德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer-ISE）于2013年提出，下图为该N型钝化接触太阳能电池的结构示意图。

图1. 钝化接触太阳能电池结构示意图

TOPCon正面与常规N型太阳能电池或N-PERT太阳能电池没有本质区别，电池核心技术是背面钝化接触，硅片背面由一层超薄氧化硅（1~2nm）与一层磷掺杂的微晶非晶混合Si薄膜组成。钝化性能通过退火过程进行激活，Si薄膜在该退火过程中结晶性发生变化，由微晶非晶混合相转变为多晶。在850°C的退火温度下退火，iVoc > 710 mV, J0在9-13 fA/cm2，显示了钝化接触结构优异的钝化性能，所制备的电池效率超过 23%。目前N型前结钝化接触太阳能电池世界纪录（25.8%）由Fraunhofer-ISE研究所保持。

TOPCon工艺流程

TOPCon电池最大程度保留和利用现有传统P型电池设备制程，只需增加硼扩和薄膜沉积设备，无须背面开孔和对准，极大的简化了电池生产工艺，量产化困难度低。

展开全文

图2. TOPCon 工艺流程图

目前用于生长高质量重掺杂多晶硅层的方法有LPCVD（低压化学气相沉积）和PECVD两种。一种是用LPCVD原位（或离位）掺杂形成多晶硅，由于LPCVD沉积过程会带来绕镀问题，使电池性能退化，因此可选择离位掺杂，即LPCVD形成本征多晶后再进行扩散或离子注入掺杂，形成重掺杂的多晶硅；另一种是使用PECVD沉积掺杂非晶硅或微晶硅层，再经过退火得到掺杂的多晶硅。

工业上常用的多晶硅层厚度约为160-200nm，为了节省成本和提高性能，电池制造商希望将多晶硅层厚度降低到100nm，甚至50nm。

TOPCon电池的优点与缺点

TOPCon电池的优点

(1) 电池转换效率高，具有优越的界面钝化和载流子输运能力，较高的Uoc和FF

数据来源：CPIA, 2020.4

表1 TOPCon电池转换效率记录情况

(1) 光致衰减低，掺磷的N型晶体硅中硼含量极低，削弱了硼氧对的影响

(2) 工艺设备产线兼容性高，可与PERC、N-PERT双面电池的高温制备工艺产线相兼容

(3) N型TOPCon电池可与SE、IBC、多主栅、半片、叠片技术相结合，显著提高电池效率及组件功率

TOPCon电池的缺点

(1) 成本较高，相比较于标准PERC工艺，TOPCon技术资本支出（CAPEX）偏高约 10%，运营成本（OPEX）偏高约 25%

(2) 效率提升潜力有限

TOPCon的降本之路

相比较于标准PERC工艺，TOPCon的成本相对较高，如果与PERC竞争性价比，则TOPCon效率至少要达到 24.5%以上。

TOPCon后续优化降本方向：

(1) 降低n-poly层厚度，降低成本，减少自由载流子吸收

(2) 避免边缘绕镀，提升电池性能

(3) 设备成熟度及成本的降低

(4) 浆料性能突破，降低 J0, metal

为进一步提升电池效率，光伏技术路线从P型向N型升级，启动下一轮电池技术变革。TOPCon因其优异的高效性及兼容性，越来越受市场的关注，成为N型高效电池产业化的切入点。

贺利氏光伏一直致力于快速匹配新方向太阳能电池银浆的开发，对于N型TOPCon太阳能电池背面更薄多晶硅层方向，以及正面硼扩硅片接触，开发了新的金属化浆料配方，可以在较低的烧结温度下，提高开压的同时保持良好的接触，获得了 0.2% 的效率增益。返回搜狐，查看更多

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TOPCon电池工艺流程

时间：2023-02-17

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1. PERC电池结构 & N型TOPCon电池结构

2. PERC技术 & N型TOPCon技术工艺流程

3. N型TOPCon电池工艺及设备

4. N型TOPCon电池工艺各工序作用

1. 清洗制绒

① 清洗目的

2. 硼扩散工序

① 目的

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

② 原理

3. 掺杂工序

① 目的

TOPCon+SE电池结构

作用：形成重掺杂区，提高光电转换效率。

② 激光在TOPCon 流程的所在工序

③ 一次硼扩&二次硼扩

a. 两次硼扩散+激光开槽。

b. 两次硼扩散+激光掺杂。

c. 一次激光硼掺杂。

4. 刻蚀工序

① 目的

5. 制备隧穿氧化层与多晶硅层

① 目的

6. 制备背面减反射膜

① 目的

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

① 目的

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

① 目的

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。

9. 丝网印刷-激光转印

通过丝网印刷制备前后电极。

10. 烧结

通过高温烧结形成良好的欧姆接触。

11. 自动分选

对不同转换效率的电池片进行分档。

文案来源：新能源

们

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N型高效电池技术路线之TOPCon

来源：贺利氏光伏发布时间：2020-07-10 11:53:44

相对P型晶硅电池，N型晶硅电池的少子寿命高，无光致衰减，弱光效应好，温度系数小，是晶硅太阳能电池迈向理论最高效率的希望。

TOPCon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact)太阳能电池技术，其电池结构为N型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，为N-PERT电池转换效率进一步提升提供了更大的空间。

关于我们

TOPCon电池概念

TOPCon电池的概念由德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer-ISE)于2013年提出，下图为该N型钝化接触太阳能电池的结构示意图。

图1. 钝化接触太阳能电池结构示意图

TOPCon正面与常规N型太阳能电池或N-PERT太阳能电池没有本质区别，电池核心技术是背面钝化接触，硅片背面由一层超薄氧化硅(1~2nm)与一层磷掺杂的微晶非晶混合Si薄膜组成。钝化性能通过退火过程进行激活，Si薄膜在该退火过程中结晶性发生变化，由微晶非晶混合相转变为多晶。在850°C的退火温度下退火，iVoc > 710 mV, J0在9-13 fA/cm2，显示了钝化接触结构优异的钝化性能，所制备的电池效率超过23%。目前N型前结钝化接触太阳能电池世界纪录(25.8%)由Fraunhofer-ISE研究所保持。

TOPCon工艺流程

图2. TOPCon 工艺流程图

目前用于生长高质量重掺杂多晶硅层的方法有LPCVD(低压化学气相沉积)和PECVD两种。一种是用LPCVD原位(或离位)掺杂形成多晶硅，由于LPCVD沉积过程会带来绕镀问题，使电池性能退化，因此可选择离位掺杂，即LPCVD形成本征多晶后再进行扩散或离子注入掺杂，形成重掺杂的多晶硅;另一种是使用PECVD沉积掺杂非晶硅或微晶硅层，再经过退火得到掺杂的多晶硅。

工业上常用的多晶硅层厚度约为160-200nm，为了节省成本和提高性能，电池制造商希望将多晶硅层厚度降低到100nm，甚至50nm。

TOPCon电池的优点与缺点

TOPCon电池的优点

(1) 电池转换效率高，具有优越的界面钝化和载流子输运能力，较高的Uoc和FF

数据来源：CPIA, 2020.4

表1 TOPCon电池转换效率记录情况

(1) 光致衰减低，掺磷的N型晶体硅中硼含量极低，削弱了硼氧对的影响

(2) 工艺设备产线兼容性高，可与PERC、N-PERT双面电池的高温制备工艺产线相兼容

(3) N型TOPCon电池可与SE、IBC、多主栅、半片、叠片技术相结合，显著提高电池效率及组件功率

TOPCon电池的缺点

(1) 成本较高，相比较于标准PERC工艺，TOPCon技术资本支出(CAPEX)偏高约10%，运营成本(OPEX)偏高约25%

(2) 效率提升潜力有限

TOPCon的降本之路

相比较于标准PERC工艺，TOPCon的成本相对较高，如果与PERC竞争性价比，则TOPCon效率至少要达到24.5%以上。

TOPCon后续优化降本方向：

(1) 降低n-poly层厚度，降低成本，减少自由载流子吸收

(2) 避免边缘绕镀，提升电池性能

(3) 设备成熟度及成本的降低

(4) 浆料性能突破，降低J0, metal

为进一步提升电池效率，光伏技术路线从P型向N型升级，启动下一轮电池技术变革。TOPCon因其优异的高效性及兼容性，越来越受市场的关注，成为N型高效电池产业化的切入点。责任编辑：大禹

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新能源之Topcon技术路线 - 知乎切换模式写文章登录/注册新能源之Topcon技术路线DD博士科普屋复旦大学无机化学博士Topcon是下一代光伏电池的重要技术之一，具有以下几个优势。首先，Topcon技术可以与PERC产线兼容，相对于HJT技术而言，投资成本较低。其次，Topcon电池的转化效率较高，虽然低于HJT电池，但高于PERC电池，属于中间产物。此外，Topcon的工艺设备与常规PERC电池的兼容性较好，且具有较低的双面衰减率，这也是许多企业看好Topcon技术的重要原因。然而，Topcon目前面临一些挑战。首先是工艺的复杂性和技术的高度要求，导致Topcon的大规模生产困难重重。Topcon的工艺步骤明显增加，从清洗制绒到测试需要12到13个步骤。此外，Topcon的成本相对较高，工艺成本和双面银浆的使用增加导致成本上升，这是不可避免的。另外，Topcon的效率提升空间有限，可能会受到PERC和HJT两种技术的竞争压力。虽然PERC电池的效率在逐步提高，而HJT电池的成本也在逐渐下降，Topcon技术处于中间地位，可能会面临一些尴尬的局面。在产业化方面，许多公司都在积极储备Topcon技术。其中，中来、晶科、天合、爱旭和通威等公司都在布局Topcon技术，其中中来是最早布局并投入最大的企业，占据了约40%的市场份额。该公司曾披露拥有年产2.1GW的n型电池产能，是目前全球规模最大也是国内唯一量产Topcon电池的厂家，其光电转化效率已达到23.5%至24.5%。此外，今日资金科也宣布，托普抗的电池最高转化效率达到了24.9%，刷新了世界纪录。另一方面，HJT技术的主要布局企业包括天合、通威、东方日升、晶澳和阿特斯等公司。行业专家分析认为，无论是HJT还是Topcon技术，目前看来都还无法取代PERC技术的主导地位。究竟是哪一种技术能够率先突围目前还很难判断。但无论是谁能率先突围，都将成为新一代电池技术的引领者，甚至有望再次改变行业格局。发布于 2023-07-16 17:10・IP 属地上海新能源新能源汽车新能源车赞同 1添加评论分享喜欢收藏申请

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TOPCon电池的制备的五种技术路线

来源：光伏网整理发布时间：2023-05-11 14:41:47作者:网络

TOPCon电池是一种新型的高效太阳能电池，其制备工艺包括清洗制绒、正面硼扩散、刻蚀去硼硅玻璃(BSG)和背结、氧化层钝化接触制备、正面氧化铝/氮化硅沉积、背面氮化硅沉积、丝网印刷、烧结和测试。在这个制备过程中，TOPCon电池的核心工序是正面氧化铝/氮化硅沉积和背面氮化硅沉积。正面氧化铝/氮化硅沉积是通过丝网印刷和烧结来完成的，而背面氮化硅沉积是在水分蒸发之后自动进行的。最后，通过测试和筛选，TOPCon电池就制备完成了。不同的技术路线会对TOPCon电池的制备产生不同的影响，TOPCon电池的制备的五种技术路线：LPCVD：这种技术路线利用LPCVD设备生长氧化硅层并沉积多晶硅，再利用扩散炉在多晶硅中掺入磷制成PN结，形成钝化接触结构后进行刻蚀。这种技术路线的优点是产量高，直接制备n型多晶硅层。但缺点是会产生绕镀现象，效率较低。LPCVD离子注入：这种技术路线利用LPCVD设备制备钝化接触结构，再通过离子注入机精准控制磷在多晶硅中的分布实现掺杂，随后进行退火处理，最后进行刻蚀。这种技术路线的优点是效率高，缺点是成本较高。PECVD原位掺杂：这种技术路线利用PECVD设备制备隧穿氧化层并对多晶硅进行原位掺杂。这种技术路线的优点是不会产生绕镀现象，效率较高。但缺点是成本较高，而且容易出现气泡等问题。PVD原位掺杂：这种技术路线利用PVD设备，在真空条件下采用溅射镀膜，使材料沉积在衬底表面。这种技术路线的优点是不会产生绕镀现象，效率较高，而且成本较低。但缺点是对于沉积膜的均匀性控制比较困难，而且生成的电池质量不够稳定。在原有的PERC电池基础上改进：这种技术路线是在原有的PERC电池基础上进行改进，增加TOPCon电池的制备工序，从而制备出TOPCon电池。这种技术路线的优点是在现有的电池基础上进行改进，可以降低成本，而且可以提高效率。但缺点是增加了制备工序，会增加制备难度和时间。综上所述，TOPCon电池的制备可以采用不同的技术路线，具体的选择取决于厂家的实际情况和需求。

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