N型TopCon电池片及其制备方法与流程

n型topcon电池片及其制备方法

技术领域

1.本发明属于太阳能电池技术领域，具体而言，涉及n型topcon电池片及其制备方法。

背景技术：

2.目前光伏市场主流电池产品为p型perc电池，下一代的升级产品最大可能为n型topcon电池，常规工艺路线topcon电池硼扩散后需要进行背面抛光工艺，目的为去除硅片侧边及背面边缘硼扩散绕镀，同时形成背面小方块结构，增强背面钝化效果。为了兼容电池背面金属的接触性能，电池背面碱抛方块大小只能控制在～5μm，相对于方块尺寸更大(＞20um)的背面形貌结构，其钝化效果是相对较差，限制了电池性能的提升。

技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出n型topcon电池片及其制备方法，其中，采用该制备方法既可以提高硅片背面的钝化效果，同时还能提高硅片背面金属电极与硅基体的接触性能，能够降低电池的电阻，同时提高电池的开路电压、填充因子和电池转化效率。

4.在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备n型topcon电池片的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

5.(1)提供单面含有硼扩散的n型硅片；

6.(2)以所述硅片背离硼扩散的一侧为背面，对所述硅片进行背面抛光处理，以便在硅片背面形成预期尺寸的方块形貌；

7.(3)在步骤(2)得到的硅片背面沉积硅氧化合物层；

8.(4)对所述硅氧化合物层进行局部激光开槽，以便去除开槽部位的硅氧化合物层并对下层硅进行烧灼，形成倒金字塔结构；

9.(5)对步骤(4)得到的硅片进行背面腐蚀处理，并去除未激光区域的硅氧化合物层；

10.(6)在步骤(5)得到的硅片背面沉积隧穿氧化层和多晶硅层，

11.其中，所述硅片背面金属栅线设置在对应开槽图形的位置。

12.本发明上述实施例的制备n型topcon电池片的方法至少具有以下优点：1、对硅片背面进行抛光时可以在硅片背面形成尺寸更大的方块形貌，例如可以使方块尺寸达到20μm左右，相对于现有背面抛光形成的5μm左右的方块尺寸，本发明中可以形成更大的方块尺寸形貌，进而使得钝化膜在更大方块、平整的硅基体上沉积更加致密，钝化效果更好；2、硅片背面形成尺寸更大的方块形貌时，背面抛光控制的刻蚀量与常规工艺相比也较大，由此能够确保电池侧面、背面绕扩层被完全去除，保证较好的电池并联电阻，防止漏电；3、在硅片背面金属化区域(即与背面电极接触的区域)，硅基体通过倒金字塔结构与金属浆料接触，相互接触面积更大，从而接触电阻更小，串联电阻也相应更小，可以进一步提高导电效果；

4、采用该方法制得的电池可兼容背面钝化与背面金属浆料和硅基体良好接触的性能，电阻更低，开路电压、填充因子和电池的转换效率均能得到提升，例如，串联电阻可降低1.5mω甚至更大，开路电压可提升5mv甚至更大，填充因子可提高0.4％甚至更高，电池的转换效率可提高0.3％甚至更高。

13.另外，根据本发明上述实施例的制备n型topcon电池片的方法还可以具有如下附加的技术特征：

14.在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，以厚度为170μm

±

10μm、边长为182mm

±

0.25mm、倒角直径为247mm

±

0.25mm的182硅片为基准，所述抛光处理的刻蚀量为0.58g

±

0.05g，其中，所述抛光处理的温度为65℃

±

3℃，时间为400s

±

20s，采用的抛光液包括碱和抛光添加剂，所述碱包括koh和/或naoh，所述碱的体积浓度为4v％

±

0.2v％。

15.在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述方块形貌中，方块尺寸为20μm

±

2μm。

16.在本发明的一些实施例中，步骤(2)得到的硅片背面反射率为42％

±

1％。

17.在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，所述硅氧化合物层的厚度为90～150nm。

18.在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，所述激光开槽的功率为20w

±

5w，频率为40000hz

±

2000hz。

19.在本发明的一些实施例中，步骤(5)中，所述腐蚀处理的温度为80℃

±

3℃，时间为120s

±

10s，其中，所述腐蚀处理采用的腐蚀液中包括碱，所述碱包括koh和/或naoh，所述碱的体积浓度为1v％

±

0.2v％。

20.在本发明的一些实施例中，制备n型topcon电池片的方法进一步包括：(7)以所述硅片具有硼扩散的一侧为正面，在硅片背面的所述多晶硅层中注入磷，并去除硅片正面绕镀多晶硅层；(8)在硅片正面依次沉积氧化铝层和氮化硅层，形成正面钝化层；(9)在硅片背面沉积氮化硅层，形成背面钝化层；(10)在硅片正面和背面印刷电极浆料并进行烧结，得到电池片。

21.根据本发明的第二个方面，本发明还提出了一种采用上述制备n型topcon电池片的方法制得的n型topcon电池片。与现有技术相比，该电池片背面方块形貌尺寸更大，钝化效果更好，且电池背面与背面电极接触的部分为倒金字塔绒面结构，与电极接触效果更好，导电性高，同时兼容了背面钝化与背面金属浆料和硅基体良好接触的性能，电阻更低，开路电压、填充因子和电池的转换效率均得到了提升。

22.在本发明的一些实施例中，n型topcon电池片包括n型单晶硅基体、正面电极和背面电极，其中，所述n型单晶硅基体正面具有p

+

掺杂层，所述正面电极与所述p

+

掺杂层直接接触，所述p

+

掺杂层不与所述正面电极接触的区域覆盖有正面钝化层；所述n型单晶硅基体背面具有n

+

掺杂层，所述背面电极与所述n

+

掺杂层直接接触，所述n

+

掺杂层及对应的单晶硅基体与所述背面电极接触的区域具有绒面金字塔结构，所述n

+

掺杂层不与所述背面电极接触的区域为方块形貌，所述方块形貌中方块尺寸为20μm

±

2μm。

23.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

24.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得

明显和容易理解，其中：

25.图1是根据本发明一个实施例的制备n型topcon电池片的方法流程图；

26.图2是根据本发明一个实施例的采用制备n型topcon电池片的方法得到的n型topcon电池片的结构示意图。

具体实施方式

27.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

28.在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备n型topcon电池片的方法。根据本发明的实施例，参考图1所示，该方法包括：

29.(1)提供单面含有硼扩散的n型硅片

30.根据本发明的实施例，该单面含有硼扩散的n型硅片可以通过对n型裸硅片进行双面制绒和硼扩散处理处理，并去除背面的bsg层得到。其中，通过对n型裸硅片进行双面制绒可以在硅基体表面形成金字塔形绒面结构，对制绒后的硅片进行硼扩散处理，可以在硅片表面形成bsg层，在进行背面抛光处理前，可以仅去除硅片背面的bsg层，并保留硅片正面的bsg层。需要说明的是，对n型裸硅片进行双面制绒、硼扩散处理以及去除硅片背面bsg层时采用的工艺条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

31.根据本发明的一个具体实施例，可以将n型裸硅片投入槽式制绒清洗机中进行碱制绒处理，其中，制绒液可以包括碱和制绒添加剂，制绒液中碱和制绒添加剂的种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，碱可以为koh和/或naoh，碱的浓度可以为1wt％左右，制绒添加剂可以为本领域常规的制绒添加剂，制绒液的温度可以为80℃

±

3℃，制绒处理的时间可以为500s

±

15s，通过控制该双面制绒条件，可以成功在n型裸硅片正面和背面均形成金字塔结构，其中，制绒后硅片表面的反射率可达到9％左右，由此可以进一步降低光学损失，保证最终制得的电池片对光能的高利用率。

32.根据本发明的再一个具体实施例，可以将双面制绒后的硅片置于硼扩散炉管中进行硼扩散处理，其中硼扩散温度可以为950℃

±

50℃，其中可以使经硼扩散处理得到的硅片的方阻达到120ω/sq

±

20ω/sq，由此更有利于结合后续工艺使最终制得的电池片具有理想的方阻值。

33.根据本发明的又一个具体实施例，可以采用氢氟酸对硼扩散处理得到的硅片进行处理，以便去除硅片背面的bsg层，具体地，可以将硼扩散处理得到的硅片置于链式去bsg清洗机中，采用浓度为40

±

5wt％浓度的氢氟酸来去除硅片背面的bsg层，控制的工艺温度可以为20℃左右，由此可以确保硅片背面的bsg层能被有效去除。

34.(2)以硅片背离硼扩散的一侧为背面，对所述硅片进行背面抛光处理，在硅片背面形成预期尺寸的方块形貌

35.根据本发明的实施例，发明人发现，硅片背面钝化膜在更大方块、平整的硅基体上沉积的更加致密，钝化效果更好，但为了兼容电池背面金属的接触性能，硅片背面碱抛方块的尺寸又不能过大，目前只能控制在5μm左右，鉴于此，本发明的主要目的在于打破硅片背面碱抛方块的尺寸对电池背面金属的接触性能的限制，为达到该目的，发明人设想，可以将

电池背面的非金属接触区域(即硅片背面不与电极接触的区域)与金属接触区域(即硅片背面与电极接触的区域)的结构区别开来，参考图2理解，针对电池背面的非金属接触区域，可以提高硅片背面的小方块结构的方块尺寸，进而提高背面钝化效果，而针对电池背面的金属接触区域，可以通过激光开槽(其中激光开槽区域如图2中17所示)和制绒工艺在硅片背面的金属接触区域形成绒面金字塔结构，进而提高硅片背面与电极的接触效果，提高导电性，由此可以有效解决硅片背面碱抛方块的尺寸对电池背面金属的接触性能的限制，从而既可以提高硅片背面的钝化效果，还能保证硅片背面与电极的良好接触，提高导电性。

36.根据本发明的一些具体实施例，背面抛光处理形成的方块形貌中，方块尺寸可以为20μm

±

2μm，例如可以为19μm、19.5μm、20μm、20.5μm或21μm等，发明人发现，若硅片背面的方块尺寸过小，难以有效改善硅片背面的钝化效果，而若硅片背面的方块尺寸过大，刻蚀量较大，硅片会变的更薄，电池可靠性降低，本发明中通过控制硅片背面的方块尺寸为上述范围，既可以确保电池背面非金属接触区域能够具有较好的钝化效果，还能保证刻蚀量不会过大，保证电池的可靠性，同时反应所需时间相对较短，能够提高生产效率并降低成本。

37.根据本发明的再一些具体实施例，可以使背面抛光处理后，硅片背面的反射率达到42％

±

1％，发明人发现，硅片背面的反射率越高，说明硅片背面形成的方块越平整，此外硅片尺寸较大也可以提升硅片背面的反射率，本发明中通过控制硅片背面的反射率为上述范围，可以确保在硅片基体背面能够形成较为致密的钝化膜，由此可以进一步保证钝化效果。

38.根据本发明的又一些具体实施例，本发明中以厚度为170μm

±

10μm、边长为182mm

±

0.25mm、倒角直径为247mm

±

0.25mm的182硅片为基准(或以厚度为170μm

±

10μm、硅片平面面积为330.15cm2的182芯片为基准)，背面抛光处理的刻蚀量可以为0.58g

±

0.05g，常规工艺中背面抛光处理的刻蚀量约为0.16g左右，但发明人发现，若背面抛光处理的刻蚀量过小，难以充分去除电池侧面、背面绕扩层，而若背面抛光处理的刻蚀量过大，硅片会变的更薄，电池可靠性降低，同时反应时间相对较长，会降低生产效率并增加成本，本发明中通过控制上述刻蚀量范围，可以确保能够完全去除电池侧面、背面绕扩层，保证较好的电池并联电阻，防止漏电，同时还能保证电池的可靠性。

39.根据本发明的又一些具体实施例，为了使硅片背面能够形成较大尺寸的碱抛方块，需要选择适宜的抛光条件，其中，采用的抛光液可以包括碱和抛光添加剂，抛光液中碱和抛光添加剂的种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，碱可以包括koh和/或naoh，抛光添加剂可以为本领域常用的抛光添加剂，进一步地，碱的体积浓度可以为4v％

±

0.2v％，针对该抛光液，抛光处理的温度可以为65℃

±

3℃，时间可以为400s

±

20s，其中可以在槽式清洗机中进行硅片背面抛光处理，发明人经大量试验验证发现，以厚度为170μm

±

10μm、硅片平面面积为330.15cm2的182芯片为基准，通过控制上述抛光条件，更有利于获得背面形貌为尺寸为20μm

±

2μm、背面反射率为42％

±

1％、且刻蚀量为0.58g

±

0.05g的硅片，由此不仅更有利于使最终制得的电池片背面非金属区域具有较好的钝化效果，还能保证较好的电池并联电阻，防止漏电。

40.(3)在步骤(2)得到的硅片背面沉积硅氧化合物层

41.根据本发明的实施例，可以在常压化学气相淀积设备(apcvd)中在电池背面沉积一层siox层，具体可以为二氧化硅层，其中，硅氧化合物层的厚度可以为90～150nm，例如可

以为95nm、100nm、105nm、115nm、125nm、135nm或145nm等，发明人发现，若该硅氧化合物层厚度过小，难以确保对硅基体的保护效果，在后续激光开槽后进行的制绒处理中，不能有效阻挡制绒液中的碱对硅基体的破坏，而若硅氧化合物层厚度过大，不仅影响制备效率还会导致原料浪费，同时还会增加后续激光开槽时的难度，本发明中通过控制硅氧化合物层为上述厚度范围，不仅可以对硅基体起到较好的保护作用，还有利于提高整个制备工艺的制备效率。

42.(4)对硅氧化合物层进行局部激光开槽，以便去除开槽部位的硅氧化合物层并对下层硅进行烧灼，形成倒金字塔结构

43.根据本发明的实施例，可以在紫外激光器上对电池背面的硅氧化合物层(siox层)进行激光开槽(激光区域如图2中17所示)，此处开槽的图形与后续在硅片背面形成的金属细栅线图形一致，在去除该图形区域的表层siox后，激光同时对下层的硅进行烧灼，形成倒金字塔结构，最后在电池4个角落打上mark点，用于后道丝网印刷时对准。其中，后续在硅片背面形成的金属栅线设置在对应开槽图形的位置，对电池背面的硅氧化合物层进行激光开槽，可以将硅基体裸露出来并形成倒金字塔结构，在硅片背面金属化区域(即与背面电极接触的区域)，硅基体通过倒金字塔结构与金属浆料接触，相互接触面积更大，接触电阻更小，串联电阻也相应更小，可以进一步提高导电效果，由此，即便电池背面非金属接触具有较大碱抛方块尺寸，也能保证硅基体与电极的良好接触效果，提高导电性。

44.根据本发明的一些具体实施例，激光开槽的功率可以为20w

±

5w，频率可以为40000hz

±

2000hz，发明人发现，若激光功率过小或频率过低，均难以实现较好的激光开槽效果和对下层硅的灼烧效果，而若激光功率过大或频率过高，又难以控制激光程度，不利于形成预期的金字塔结构，本发明中通过控制上述激光条件，可以确保能够在硅片背面的金属接触区域形成较好的倒金字塔结构，从而更有利于提高硅片背面与电极的接触效果，提高导电性。

45.(5)对步骤(4)得到的硅片进行背面腐蚀处理，并去除未激光区域的硅氧化合物层；

46.根据本发明的实施例，对硅片进行背面腐蚀处理的主要目的是消除上步激光烧灼形成的损伤层，同时修饰倒金字塔结构，最后，可以采用氢氟酸将未激光区域的siox层去除掉。

47.根据本发明的一个具体实施例，可以将硅片投入槽式制绒清洗机中进行背面腐蚀处理，其中，腐蚀液可以包括碱和腐蚀添加剂，腐蚀液中碱和腐蚀添加剂的种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，碱可以为koh和/或naoh，碱的体积浓度可以为1v％

±

0.2v％，腐蚀添加剂可以为本领域常规的腐蚀添加剂，腐蚀液的温度可以为80℃

±

3℃，腐蚀处理的时间可以为120s

±

10s，通过控制该制绒条件，可以有效消除上步激光烧灼形成的损伤层，同时修饰倒金字塔结构。

48.(6)在步骤(5)得到的硅片背面沉积隧穿氧化层和多晶硅层。

49.根据本发明的实施例，可以在低压化学气相沉积炉(lpcvd)中进行背面隧穿氧化层(sio2)及多晶硅(poly)层的沉积，其中，隧穿氧化层和多晶硅层的厚度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如隧穿氧化层的厚度可以为1.5nm左右，多晶硅层的厚度可以为120nm左右。

50.根据本发明的一些具体实施例，制备n型topcon电池片的方法可以进一步包括：(7)以硅片具有硼扩散的一侧为正面，在硅片背面的多晶硅层中注入磷，形成钝化接触结构，其中该步骤可以在背面磷扩散炉中进行，通过在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层磷掺杂的多晶硅薄层共同形成钝化接触结构，可以为硅片的背面提供良好的表面钝化，超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合，进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集，从而能够极大地降低金属接触复合电流，提升电池的开路电压和短路电流。

51.根据本发明的再一些具体实施例，制备n型topcon电池片的方法可以进一步包括：去除硅片正面绕镀多晶硅层，具体可以采用抛光液在槽式清洗机中进行，其中抛光液可以包括koh和抛光添加剂，抛光液中koh的浓度可以为4wt％作用，抛光添加剂可以为本领域常规的抛光添加剂，抛光温度可以为66℃

±

3℃，工艺时间可以为200s

±

20s，通过控制该条件可以有效去除硅片正面绕镀多晶硅层。

52.根据本发明的又一些具体实施例，制备n型topcon电池片的方法可以进一步包括：(8)在硅片正面依次沉积氧化铝层和氮化硅层，形成正面钝化层；(9)在硅片背面沉积氮化硅层，形成背面钝化层；(10)在硅片正面和背面印刷电极浆料并进行烧结，得到电池片。

53.与现有技术相比，本发明上述实施例的制备n型topcon电池片的方法于背面抛光处理后在硅片背面沉积硅氧化合物层，通过对硅氧化合物层进行激光开槽并对开槽部位下层的硅进行烧灼，可以在硅片表面形成倒金字塔结构，之后再通过进一步制绒可以去除激光灼烧导致的损伤面并修饰倒金字塔结构，由此，既可以利用该制绒修饰后的金字塔结构与背面金属电极接触，增加硅片背面与金属电极的接触效果，提高导电性，还可以允许非接触区域的方块尺寸更大，从而达到更好的钝化效果。综上，该制备工艺至少具有以下优点：1、对硅片背面进行抛光时可以在硅片背面形成尺寸更大的方块形貌，例如可以使方块尺寸达到20μm左右，相对于现有背面抛光形成的5μm左右的方块尺寸，本发明中可以形成更大的方块尺寸形貌，进而使得钝化膜在更大方块、平整的硅基体上沉积更加致密，钝化效果更好；2、硅片背面形成尺寸更大的方块形貌时，背面抛光控制的刻蚀量与常规工艺相比也较大，由此能够确保电池侧面、背面绕扩层被完全去除，保证较好的电池并联电阻，防止漏电；3、在硅片背面金属化区域(即与背面电极接触的区域)，硅基体通过倒金字塔结构与金属浆料接触，相互接触面积更大，从而接触电阻更小，串联电阻也相应更小，可以进一步提高导电效果；4、采用该方法制得的电池可兼容背面钝化与背面金属浆料和硅基体良好接触的性能，电阻更低，开路电压、填充因子和电池的转换效率均能得到提升，例如，串联电阻可降低1.5mω甚至更大，开路电压可提升5mv甚至更大，填充因子可提高0.4％甚至更高，电池的转换效率可提高0.3％甚至更高。

54.根据本发明的第二个方面，本发明还提出了一种采用上述制备n型topcon电池片的方法制得的n型topcon电池片。具体地，根据本发明的一些具体示例，参考图2理解，n型topcon电池片可以包括n型单晶硅基体10、正面电极11(如ag/al电极)和背面电极12(如ag电极)，其中，n型单晶硅基体10正面具有p

+

掺杂层13，正面电极11与p

+

掺杂层13直接接触，p

+

掺杂层13与正面电极11接触的区域具有绒面金字塔结构，p

+

掺杂层13不与正面电极11接触的区域覆盖有正面钝化层14，其中正面钝化层14在远离单晶硅基体10正面的方向上依次形成有氧化铝层和氮化硅层，正面电极11可以为al电极或ag电极；n型单晶硅基体10背面具有n+

掺杂层15，背面电极12与n

+

掺杂层15直接接触，n

+

掺杂层15及对应的单晶硅基体10与背面电极12接触的区域具有绒面金字塔结构，n

+

掺杂层15不与背面电极12接触的区域为方块形貌，方块形貌中方块尺寸为20μm

±

2μm，方块形貌上覆盖有背面钝化层16，其中背面钝化层16在远离单晶硅基体10背面的方向上依次形成有多晶硅掺杂层和氮化硅层。与现有技术比，该n型topcon电池片背面方块形貌尺寸更大，钝化效果更好，且电池背面与背面电极接触的部分为倒金字塔绒面结构，与电极接触效果更好，导电性高，同时兼容了背面钝化与背面金属浆料和硅基体良好接触的性能，电阻更低，开路电压、填充因子和电池的转换效率均得到了提升。需要说明的是，针对上述制备n型topcon电池片的方法所描述的特征及效果同样适用于该n型topcon电池片，此处不再一一赘述。另外，需要说明的是，本发明中所述的“p

+

掺杂层”和所述“n

+

掺杂层”中，“p”指的是p型(positive，即正极)，“n”指的是n型(negative，即负极)，“+”指的重掺杂，相对于本征硅片掺杂浓度高，“p

+

掺杂层”表示p型重掺杂层，“n

+

掺杂层”表示n型重掺杂层。

55.下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

56.实施例1

57.制备n型topcon电池片：

58.1.工艺步骤第一步，将n型裸硅片投入槽式制绒清洗机中进行碱制绒工艺，溶液为1

±

0.2v％浓度的koh+制绒添加剂溶液，溶液温度80℃

±

3℃，工艺时间500s

±

15s，刻蚀量0.58

±

0.05g，反射率9

±

0.5％；

59.2.第二步制绒后的电池片在硼扩散炉管中进行硼扩散工艺，方阻120

±

20ω/sq，工艺温度950

±

50℃；

60.3.第三步在链式去bsg清洗机中，去除背面bsg层，溶液为40

±

5wt％浓度的氢氟酸，工艺温度20

±

3℃；

61.4.第四步在槽式清洗机中进行背面碱抛光，溶液为4

±

0.2v％体积浓度的koh+抛光添加剂，溶液温度65

±

3℃，工艺时间400

±

20s，背面形貌为尺寸20μm

±

2μm的方块，背面反射率42

±

1％；

62.5.第五步在常压化学气相淀积设备(apcvd)中，在电池背面沉积一层siox层，膜厚100

±

10nm；

63.6.第六步在紫外激光器上对电池背面siox层进行激光开槽，激光功率为20w、频率为40000hz，此处开槽的图形与背面金属细栅线图形一致，在去除该图形区域的表层siox后，激光同时对下层的硅进行烧灼，形成倒金字塔结构，最后在电池4个角落打上mark点，用于后道丝网印刷时对准；

64.7.第七步在槽式清洗机中进行碱腐蚀，溶液为1

±

0.2v％(体积比)浓度的koh+腐蚀添加剂，溶液温度80

±

3℃，工艺时间120

±

10s，主要目的为消除上步激光烧灼形成的损伤层，同时修饰倒金字塔结构，最后在后面的氢氟酸槽中将未激光区域的siox膜去除掉；

65.8.第八步在低压化学气相沉积炉(lpcvd)中进行背面隧穿氧化层(sio2)及多晶硅(poly)层的沉积，隧穿氧化层厚度1.5

±

0.2nm，poly厚度120

±

20nm；

66.9.第九步背面磷扩散炉在背面poly层中注入磷，形成钝化接触结构；

67.10.第十步在槽式清洗机中去正面绕镀poly层，溶液为4

±

0.2v％(体积比)浓度的koh+抛光添加剂，温度66

±

3℃，工艺时间200

±

20s；

68.11.第十一步正面alox+sinx、背面sinx钝化膜镀膜；

69.12.最后电池片丝网印刷及烧结测试分选。

70.对比例1

71.制备n型topcon电池片：

72.1.工艺步骤第一步，将n型裸硅片投入槽式制绒清洗机中进行碱制绒工艺，溶液为1

±

0.2v％(体积比)浓度的koh+制绒添加剂溶液，溶液温度80

±

3℃℃，工艺时间500

±

15s，刻蚀量0.58

±

0.05g，反射率9

±

0.5％；

73.2.第二步制绒后的电池片在硼扩散炉管中进行硼扩散工艺，方阻120

±

20ω/sq，工艺温度950

±

50℃；

74.3.第三步在链式去bsg清洗机中，去除背面bsg层，溶液为40

±

5wt％浓度的氢氟酸，工艺温度20

±

3℃；

75.4.第四步在槽式清洗机中进行背面碱抛光，溶液为4

±

0.2v％浓度的koh+抛光添加剂，溶液温度65

±

3℃，工艺时间160

±

10s，背面形貌为尺寸5

±

0.5μm的方块，背面反射率40

±

1％；

76.5.第五步在低压化学气相沉积炉(lpcvd)中进行背面隧穿氧化层(sio2)及多晶硅(poly)层的沉积，隧穿氧化层厚度1.5

±

0.2nm，poly厚度120

±

20nm；

77.6.第六步背面磷扩散炉在背面poly层中注入磷，形成钝化接触结构；

78.7.第七步在槽式清洗机中去正面绕镀poly层，溶液为4

±

0.2v％(体积比)％浓度的koh+抛光添加剂，温度66

±

3℃，工艺时间200

±

20s；

79.8.第八步正面alox+sinx、背面sinx钝化膜镀膜；

80.9.最后电池片丝网印刷及烧结测试分选。

81.对比例2

82.与实施例1的区别在于：

83.4.第四步在槽式清洗机中进行背面碱抛光，溶液为4

±

0.2v％(体积比)浓度的koh+抛光添加剂，溶液温度65

±

3℃℃，工艺时间800

±

20s，背面形貌为尺寸40

±

2μm的方块，背面反射率43

±

1％；

84.实施例2

85.与实施例1区别在于，步骤4～7。具体地：

86.4.第四步在槽式清洗机中进行背面碱抛光，溶液为4

±

0.2v％(体积比)wt％浓度的koh+抛光添加剂，溶液温度65

±

3℃，工艺时间600

±

20s，背面形貌为尺寸30

±

2μm的方块，背面反射率42.5

±

1％；

87.5.第五步在常压化学气相淀积设备(apcvd)中，在电池背面沉积一层siox层，膜厚100

±

10nmnm；

88.6.第六步在紫外激光器上对电池背面siox层进行激光开槽，激光功率为20w、频率为40000hz，此处开槽的图形与背面金属细栅线图形一致，在去除该图形区域的表层siox后，激光同时对下层的硅进行烧灼，形成倒金字塔结构，最后在电池4个角落打上mark点，用

于后道丝网印刷时对准；

89.7.第七步在槽式清洗机中进行碱腐蚀，溶液为1

±

0.2v％(体积比)浓度的koh+腐蚀添加剂，溶液温度80

±

3℃，工艺时间120

±

10s，主要目的为消除上步激光烧灼形成的损伤层，同时修饰倒金字塔结构，最后在后面的氢氟酸槽中将未激光区域的siox膜去除掉。

90.评价与结果

91.对实施例1～2和对比例1～2制得的电池片进行电性能测试，测试结果见表1。

92.表1实施例1～2和对比例1～2的电池片电性能参数(100片电池片的平均值)对比

[0093] 电池片数量eff(％)voc(mv)jsc(ma/cm

2)

ff(％)实施例110024.5472341.3382.12对比例110024.2271641.3181.90对比例210024.5272241.3582.13实施例210024.4772141.3482.10

[0094]

其中，total为电池片数量；eff为电池转换效率；voc为开路电压；jsc为短路电流密度；ff为填充因子。

[0095]

从表1中可以看出，与对比例1中背面形貌为尺寸5

±

0.5μm的方块，且未结合激光开槽的工艺相比，采用本技术的制备工艺可以使得电池的开路电压、短路电流、填充因子和电池转换效率均得到提升。另外，还需要说明的是，虽然实施例2和对比例2中采用的碱抛光时间更长，获得的背面形貌方块尺寸更大，且电池片的平均性能参数与实施例1较为接近，但其测试采用的电池片均是选用的能够制备出来且合格的电池片，在实际操作过程中，与实施例1相比，实施例2和对比例2的电池片不仅制备效率较低，产率也较低，而且在电池片制备过程中，需要被保护的正面掩膜也出现有被部分刻蚀掉的情况，导致个别电池片性能下降，影响电池片的平均性能；此外，实施例2和对比例2中制得的电池片中硅片相对更薄，电池片能负载的极限载荷也更小，电池片风险更大。

[0096]

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0097]

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结

合和组合。

[0098]

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。技术特征：

1.一种制备n型topcon电池片的方法，其特征在于，包括：(1)提供单面含有硼扩散的n型硅片；(2)以所述硅片背离硼扩散的一侧为背面，对所述硅片进行背面抛光处理，以便在硅片背面形成预期尺寸的方块形貌；(3)在步骤(2)得到的硅片背面沉积硅氧化合物层；(4)对所述硅氧化合物层进行局部激光开槽，以便去除开槽部位的硅氧化合物层并对下层硅进行烧灼，形成倒金字塔结构；(5)对步骤(4)得到的硅片进行腐蚀处理，并去除未激光区域的硅氧化合物层；(6)在步骤(5)得到的硅片背面沉积隧穿氧化层和多晶硅层，其中，所述硅片背面金属栅线设置在对应开槽图形的位置。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，以厚度为170μm

±

10μm、边长为182mm

±

0.25mm、倒角直径为247mm

±

0.25mm的182硅片为基准，所述抛光处理的刻蚀量为0.58g

±

0.05g，其中，所述抛光处理的温度为65℃

±

3℃，时间为400s

±

20s，采用的抛光液包括碱和抛光添加剂，所述碱包括koh和/或naoh，所述碱的体积浓度为4v％

±

0.2v％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述方块形貌中，方块尺寸为20μm

±

2μm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)得到的硅片背面反射率为42％

±

1％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述硅氧化合物层的厚度为90～150nm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述激光开槽的功率为20w

±

5w，频率为40000hz

±

2000hz。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述腐蚀处理的温度为80℃

±

3℃，时间为120s

±

10s，其中，所述腐蚀处理采用的腐蚀液中包括碱，所述碱包括koh和/或naoh，所述碱的体积浓度为1v％

±

0.2v％。8.根据权利要求1～7中任一项所述的制备方法，其特征在于，进一步包括：(7)以所述硅片具有硼扩散的一侧为正面，在硅片背面的所述多晶硅层中注入磷，并去除硅片正面绕镀多晶硅层；(8)在硅片正面依次沉积氧化铝层和氮化硅层，形成正面钝化层；(9)在硅片背面沉积氮化硅层，形成背面钝化层；(10)在硅片正面和背面印刷电极浆料并进行烧结，得到电池片。9.一种n型topcon电池片，其特征在于，采用权利要求1～8中任一项所述的方法制备得到。10.根据权利要求9所述的n型topcon电池片，其特征在于，包括n型单晶硅基体、正面电极和背面电极，其中，所述n型单晶硅基体正面具有p

+

掺杂层，所述正面电极与所述p

+

掺杂层直接接触，所述p

+

掺杂层不与所述正面电极接触的区域覆盖有正面钝化层；

所述n型单晶硅基体背面具有n

+

掺杂层，所述背面电极与所述n

+

掺杂层直接接触，所述n

+

掺杂层及对应的单晶硅基体与所述背面电极接触的区域具有绒面金字塔结构，所述n

+

掺杂层不与所述背面电极接触的区域为方块形貌，所述方块形貌中方块尺寸为20μm

±

2μm。

技术总结

本发明公开了N型TopCon电池片及其制备方法。该制备方法包括：提供单面含有硼扩散的N型硅片；以硅片背离硼扩散的一侧为背面，对硅片进行背面抛光处理，在硅片背面形成预期尺寸的方块形貌；在硅片背面沉积硅氧化合物层；对硅氧化合物层进行局部激光开槽，以去除开槽部位的硅氧化合物层并对下层硅进行烧灼，形成倒金字塔结构；对得到的硅片进行背面腐蚀处理，并去除未激光区域的硅氧化合物层；在得到的硅片背面沉积隧穿氧化层和多晶硅层，硅片背面金属栅线设置在对应开槽图形的位置。采用该方法既可以提高硅片背面的钝化效果，同时还能提高硅片背面金属电极与硅基体的接触性能，能够降低电池的电阻，同时提高电池的开路电压、填充因子和电池转化效率。子和电池转化效率。子和电池转化效率。

技术研发人员：张东威

受保护的技术使用者：泰州隆基乐叶光伏科技有限公司

技术研发日：2021.11.08

技术公布日：2022/3/29