[发明专利]一种提升PECVD路线N型TOPCon电池多晶硅活性磷掺杂浓度的方法

说明书

本发明公开了一种提升PECVD路线N型TOPCon电池多晶硅活性磷掺杂浓度的方法，包括以下步骤：在N型硅片表面依次生长遂穿氧化层和沉积磷掺杂浓度由内向外逐渐增加的磷掺杂非晶硅薄膜；对磷掺杂非晶硅薄膜进行晶化和磷扩散。与传统工艺相比，本发明方法不仅能够有效提升晶化后多晶硅中活性磷浓度，磷扩散后多晶硅中活性磷浓度可提升到2～8×10²⁰atoms/cm³，且表面活性磷浓度可提升到5×10²⁰atoms/cm³以上，而且能够有效避免因高浓度掺杂而对遂穿氧化层造成破坏，在减薄多晶硅膜厚的同时也有利于改善电池传输和金属化接触，提升遂穿氧化层选择性效果和钝化效果，进而有利于有效地提升TOPCon电池效率。

技术领域

本发明属于光伏太阳能电池领域，涉及一种提升PECVD路线N型TOPCon电池多晶硅活性磷掺杂浓度的方法。

背景技术

TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)电池，由于具备理论极限效率高、原料易得、可靠性高、弱光响应好、温度系数低、双面率高、光衰小，且与常规PERC线和组件线兼容度高等优点，有望接棒PERC电池成为下一代主流太阳能电池。在TOPCon电池技术路线中，LPCVD路线存在较严重的多晶硅绕镀和石英件损耗问题，POPAID技术虽然能够解决以上技术问题，然而，现在已经形成技术壁垒，同时POPAID技术较LPCVD技术效率偏低0.1-0.2％。另外，PECVD路线(包括SiO₂+掺杂非晶硅PECVD和SiO₂-PEALD+掺杂非晶硅PECVD，非晶硅经过退火转化多晶硅)沉积掺杂非晶硅能够有效改善多晶硅绕镀和石英件损耗问题，但是，该技术还存在粉尘、爆膜和活性磷掺杂偏低等问题，其中活性磷掺杂偏低，主要是PECVD沉积掺杂非晶硅过程中PH₃用量较少。然而，如果大幅提升PH₃用量，则高温退火晶化激活过程，由于磷原子的热扩散作用，对遂穿氧化层有较大损伤，恶化遂穿氧化层载流子选择性效果。另外，现有工艺制备的梯度掺杂非晶硅钝化结构中多晶硅活性磷掺杂浓度依然很低，这不利于提升遂穿氧化层选择性效果和钝化效果，进而难以有效提升TOPCon电池效率。因此，获得一种能够有效提升PECVD路线N型TOPCon电池多晶硅活性磷掺杂浓度的方法，对于提升TOPCon电池的性能以及促进TOPCon电池的广泛使用具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够有效提升PECVD路线N型TOPCon电池多晶硅活性磷掺杂浓度的方法，该方法不仅能够提升晶化后多晶硅中活性磷浓度，而且能够改善电池传输和金属化接触，以及能够提升遂穿氧化层选择性效果和钝化效果，最终有利于有效提升TOPCon电池效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种提升PECVD路线N型TOPCon电池多晶硅活性磷掺杂浓度的方法，包括以下步骤：

S1、在N型硅片表面依次生长遂穿氧化层和沉积磷掺杂浓度由内向外逐渐增加的磷掺杂非晶硅薄膜；

S2、对步骤S1中得到的磷掺杂非晶硅薄膜进行晶化和磷扩散。

上述的提升PECVD路线N型TOPCon电池多晶硅活性磷掺杂浓度的方法，进一步改进的，步骤S2中，所述磷扩散在扩散炉中进行，包括以下过程：进舟、升温、恒温、沉积、升温、高温推进、降温和出舟。

上述的提升PECVD路线N型TOPCon电池多晶硅活性磷掺杂浓度的方法，进一步改进的，所述沉积的工艺参数为：温度760℃～810℃，小氮流量50sccm～2000sccm，时间100s～3000s，炉管压力30mbar～300mbar，源瓶控压压力0.5～1个大气压。