[發(fā)明專利]一種具有量子阱結(jié)構(gòu)的N型TOPCon電池及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110633565.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN113437159B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)旖?/a>;劉大偉;倪玉鳳;宋志成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青海黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司西寧太陽(yáng)能電力分公司;青海黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司西安太陽(yáng)能電力分公司;國(guó)家電投集團(tuán)黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司;青海黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L31/0216
• 分類號(hào): H01L31/0216;H01L31/068;H01L31/18
• 代理公司: 深圳市銘粵知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;陽(yáng)志全

1.一種具有量子阱結(jié)構(gòu)的N型TOPCon電池，其特征在于，自上而下包括正極接觸電極(1)、前表面減反層(2)、鈍化膜(3)、P⁺摻雜層(4)、N型硅襯底(5)、量子阱層(6)、隧穿氧化層(7)、N⁺多晶硅摻雜層(8)、背表面減反層(9)以及負(fù)極接觸電極(10)，所述量子阱層(6)的禁帶寬度小于晶硅材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有量子阱結(jié)構(gòu)的N型TOPCon電池，其特征在于，所述量子阱層(6)為Si_1-xGe_x薄膜，0＜x＜1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有量子阱結(jié)構(gòu)的N型TOPCon電池，其特征在于，所述前表面減反層(2)和/或所述背表面減反層(9)為SiN_y:H薄膜，y＞0。

4.一種具有量子阱結(jié)構(gòu)的N型TOPCon電池的制作方法，其特征在于，包括：

提供一N型硅片，對(duì)N型硅片進(jìn)行清洗和制絨，形成前表面具有絨面結(jié)構(gòu)的N型硅襯底(5)；

將N型硅襯底(5)載入到管式低壓硼擴(kuò)散爐管中，完成前表面硼擴(kuò)散摻雜工藝，形成P⁺摻雜層(4)；

通過(guò)濕化學(xué)方法對(duì)N型硅襯底(5)的背表面進(jìn)行拋光處理；

通過(guò)分子外延束在N型硅襯底(5)的拋光面上生長(zhǎng)一層禁帶寬度小于晶硅材料的材料，作為量子阱層(6)；

在量子阱層(6)的表面依次形成隧穿氧化層(7)、N⁺多晶硅摻雜層(8)、背表面減反層(9)；

在P⁺摻雜層(4)的表面依次形成鈍化膜(3)、前表面減反層(2)；

在前表面減反層(2)、背表面減反層(9)的表面分別印刷出正極接觸電極(1)、負(fù)極接觸電極(10)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有量子阱結(jié)構(gòu)的N型TOPCon電池的制作方法，其特征在于，所述量子阱層(6)為Si_1-xGe_x薄膜，0＜x＜1。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有量子阱結(jié)構(gòu)的N型TOPCon電池的制作方法，其特征在于，在所述量子阱層(6)生長(zhǎng)過(guò)程中，所述量子阱層(6)的厚度為5～10nm，通過(guò)調(diào)節(jié)Ge元素的占比控制薄膜材料的禁帶寬度。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有量子阱結(jié)構(gòu)的N型TOPCon電池的制作方法，其特征在于，所述前表面硼擴(kuò)散摻雜工藝中，N型硅襯底(5)被置于低壓硼擴(kuò)散爐管中處于900℃～1000℃的高溫下恒溫30～50min。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有量子阱結(jié)構(gòu)的N型TOPCon電池的制作方法，其特征在于，在量子阱層(6)的表面依次形成隧穿氧化層(7)、N⁺多晶硅摻雜層(8)時(shí)，包括：

采用低壓化學(xué)氣相沉積設(shè)備在溫度為550℃～600℃的條件下生長(zhǎng)隧穿氧化層(7)及原位摻雜的N⁺多晶硅層，使摻雜的N⁺多晶硅層的厚度控制在100～150nm之間；

隨后在800℃～860℃的高溫下保溫20～30min進(jìn)行背表面退火處理，完成多晶硅層磷源的激活，使得多晶硅層形成N⁺的摻雜。

9.根據(jù)權(quán)利要求4-8任一所述的具有量子阱結(jié)構(gòu)的N型TOPCon電池的制作方法，其特征在于，形成背表面減反層(9)的過(guò)程包括：

采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備在N⁺多晶硅摻雜層(8)的背表面鍍一層厚度為85-95nm的SiN_y:H膜層，y＞0，其中，鍍膜過(guò)程中SiH₄與NH₃的流量比例為1∶4。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有量子阱結(jié)構(gòu)的N型TOPCon電池的制作方法，其特征在于，形成背表面減反層(9)的過(guò)程中，SiN_y:H膜層的鍍膜溫度設(shè)定為470～550℃。