一种高双面率的TOPCon电池片及生产方法与流程

本发明涉及topcon电池制备领域，具体为一种高双面率的topcon电池片及生产方法。

背景技术：

1、topcon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触(tunne l ox idepass ivated 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。该电池采用n型cz-s i为基底，n型硅具有高少子寿命、无光致衰减、高双面率等优势，稳定性更高。

2、目前行业内topcon电池双面率普遍在80％-83％，常规工艺流程很难有提升。

3、其中，双面率是双面电池的一项重要指标，高双面率电池生产的光伏组件具备更加良好的发电性能。背面n型掺杂的po ly-si层厚度与双面率息息相关，po ly-si层厚度的减薄有利于背面长波吸收，提升背面效率从而提升双面率，通常，高双面率电池生产的光伏组件具备更加良好的发电性能。

4、然而，不巧的是：po ly-si层的厚度与背面钝化效果也关系密切，较薄的po ly-si层厚度会减弱隧穿氧化层及po ly-si层共同作用的钝化效果，从而降低电池片开路电压及填充因子，从而降低电池片整体效率。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：如何有效中和电池片的高效率与高双面率之间的矛盾。

2、为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明采用了如下技术方案：一种高双面率的topcon电池片生产方法，包括s100：选择性刻蚀；

3、步骤如下：

4、s101涂胶：

5、将电池片的n-po ly-sipo ly-si层朝下，采用水膜覆盖的方式在电池片n-po ly-s ipo ly-s i层下表面均匀涂抹光刻胶；

6、s102曝光：

7、电池片涂上光刻胶涂层后，移至曝光机下进行曝光，曝光机出光镜头采用掩模板遮挡，使得栅线印刷区域不接受uv光照射，其他区域接受uv光照射，光刻胶会发生聚合反应；

8、s103显影：

9、曝光后的电池片，同样采用水膜覆盖的方式在电池片n-poly-si层下表面均匀涂抹显影液，显影液与曝光后的光刻胶涂层进行化学反应，去掉硅片边缘的光刻胶涂层；

10、s104干刻：

11、经反应离子刻蚀机刻蚀n-poly-si层下表面的非栅线印刷区域；

12、s105去光阻：

13、经过刻蚀或者离子注入之后，使用有机溶剂将光刻胶从硅片的表面除去。

14、正性光刻胶：

15、光致抗蚀剂，是指通过紫外光、电子束、离子束、x射线等的照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料。由感光树脂、增感剂和溶剂3种主要成分组成的对光敏感的混合液体。半导体材料在表面加工时，若采用适当的有选择性的光刻胶，可在表面上得到所需的图像。在光刻胶工艺过程中，涂层曝光、显影后，曝光部分被溶解，未曝光部分留下来。

16、显影液：

17、显影液是溶解由曝光造成的光刻胶的可溶解区域的一种化学溶剂，是一种用水稀释的强碱溶液，早期的是氢氧化钾与水的混合物，但这两种都包含了可动离子玷污(mic)。工业中主要用的显影液是四甲基氢氧化铵(tetramethylammonium hydroxide,tmah)。tmah水溶液的主要成分是水，占99％以上。它被广泛用于光刻工艺中的显影。不管是i-线、248nm、193nm、193nm浸没式或是euv，都是使用tmah水溶液做显影液。有时为了避免光刻胶线条的倒塌，还可以在tmah水溶液中添加很少量的表面活化剂。

18、优选地，在步骤s104)干刻过程中：

19、以cl2及nf3作为气体源，在反应离子刻蚀机强电场的作用下产生高能离子束，cl-束轰击电池片表面，与硅反应生成sicl4气体，nf3气体在强电场的作用下产生中性粒子、电子(e)、活性自由基(f)、带正电的粒子(nf2+)、带负电的离子(f-)；

20、其中，带正电粒子在电场的加速作用下，对靶材的物理轰击，活性自由基吸附在靶材上并与靶材反应生成挥发性产物；

21、物理轰击能够促进化学反应的进行，并通过溅射去除沉积在靶材上的反应副产物；

22、所有反应产物通过负压系统排出反应室；

23、反应方程式如下：

24、cl-+si＝sicl4；

25、4f+si＝sif4。

26、优选地，在步骤s105去光阻过程中，所述有机溶剂为含有丙酮和芳香族的有机溶剂。

27、优选地，还包括：

28、s10)制绒→s20)硼扩→s30)硼扩面激光se→s40)后氧化→s50)去bsg+碱抛→s60)pe-po ly；

29、s80)去psg+rca→s90)ald→s100)正膜pecvd→s110)背膜pecvd→s120)印刷+一次烧结→s130)leco烧结→s140)光注入，得多掺杂多晶硅层topcon电池。

30、优选地，在s120)印刷+一次烧结中丝网印刷时，在栅线印刷区域出印刷出顶针接触栅线结构和主栅线结构；

31、顶针接触栅线结构，顶针接触栅线结构为若干条平行设置的细栅线一；

32、主栅线结构，主栅线结构为若干条平行设置的细栅线二和若干条平行设置的主栅线，其中细栅线二和主栅线垂直布设；

33、主栅线和细栅线一、细栅线二相连；

34、其中部分细栅线一位于相邻两个细栅线二于顶针接触栅线结构中延长线围设的间隔区域内。

35、优选地，所述细栅线一包括第一细栅线和第二细栅线，第一细栅线位于靠近主栅线结构的一侧，第二细栅线位于远离主栅线结构的一侧；

36、所述第二细栅线的宽度比第一细栅线的宽度大5-20％。

37、优选地，所述顶针接触栅线结构还具有至少一条均温线，均温线分布于远离主栅线结构的一侧，布设方向为垂直于细栅线二的方向，均温线的两端分别连接于对应的细栅线二上。

38、优选地，所述均温线为两端宽中间细的结构或波浪形结构。

39、优选地，所述均温线的端部延伸至细栅线二间隔区域内，且延伸长度小于间隔区域宽度的一半。

40、一种高双面率的topcon电池片，由上述的生产方法制得。

41、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

42、1.本发明提供一种topcon电池生产流程，该方法为行业首创，需要对目前的工艺流程进行调整，在扩散掺杂工序之后增加选择性刻蚀工序，而后再正常进行绕镀及psg去除。理论上该生产流程有望提升双面率至84-87％以上，同时提升电池片转换效率0.07％以上。

43、2.本发明所描述的选择性刻蚀，能在印刷区域保留较厚的磷掺杂po ly-s i层，保证钝化效果，提升转换效率；在非印刷区域形成较薄的磷掺杂po ly-s i层，保证双面率提升，做到两者的兼顾。