[发明专利]硼掺杂选择性发射极及其制备方法、TOPCon电池

说明书

本发明公开了一种硼掺杂选择性发射极及其制备方法、TOPCon电池，制备方法包括如下步骤：对清洗制绒后的硅片进行硼扩散，再进行激光局部重掺杂，最后对硅片进行修复得到硼掺杂选择性发射极，硼扩散的步骤包括对硅片表面进行第一次氧化形成氧化硅层，再进行预沉积，升温后驱入推进，再进行第二次氧化，最后降温出炉；第二次氧化步骤的温度低于驱入推进步骤的温度。本发明的硼掺杂选择性发射极的制备方法，通过在硼扩散步骤中降低第二次氧化的温度，实现了硅片表面具备高的硼掺杂浓度的同时，硼硅玻璃层的厚度较薄，克服了由于硼原子的低扩散系数和低分离系数导致的扩散动力学不足的困难，有利于降低电池的接触电阻，提升电池的转化效率。

技术领域

本发明属于光伏组件技术领域，具体涉及一种硼掺杂选择性发射极及硼掺杂选择性发射极的制备方法以及包括硼掺杂选择性发射极的TOPCon电池。

背景技术

已有资料证明，对于超过24.5％的TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触)晶体硅太阳能电池的转换效率，超过45％的复合损耗发生在正面，而由于隧道SiO₂/poly-Si(n+)堆叠的优异钝化接触，低于25％的复合损耗出现在背面。这为LDSE(Laser Doping Selective Emitter，激光掺杂选择性发射极)在高效TOPCon晶体硅太阳能电池上的开发和应用提供了现实需求。

目前，硼LDSE技术目前仍处于技术开发的早期阶段，商业化几乎没有，主要是受以下两个因素限制：1)激光对硅片表面带来的损伤；2)硼原子和磷原子之间的不同物理特性：首先，高能量密度的激光可以熔化硅片，熔融的硅在凝固过程中容易变形并产生大量缺陷；其次，硼原子在液态硅中的扩散系数仅为1.2×10⁸m²/s，而磷原子的扩散系数则高达5.7×10⁸m²/s，因此硼的选择性激光掺杂需要更高能量密度或更长时间的激光照射，这自然会导致更严重的激光损伤，同时硼原子从SiO₂到晶体硅的分离系数为仅为0.3，而磷原子的分离系数约为10，这也意味着大多数硼原子一直富集在硼硅玻璃层(主要由SiO₂组成)中，难以扩散到晶体硅衬底中，导致硼硅玻璃层厚度较厚，而硅表面的硼掺杂浓度降低，最终导致制备得到的电池的光电转换效率降低。

针对上述问题，如申请公布号为CN 115732597A、名称为“一种TOPCon电池选择性发射极和钝化接触结构的制备方法”的专利申请公开了在TOPCon电池的正面引入正面发射极的硼掺杂多晶硅层，然后进行激光选择性掺杂，实现了硼元素的选择性掺杂，但是其引入的多晶硅层对光具有很强吸光性，会造成正面短路电流的很大损失。又如申请公布号为CN115483313A、名称为“电池及其制备方法”的专利申请公开了一种TOPCon电池的制备方法，其通过两步扩散和掩膜的方法来制备硼的选择性发射极，解决现有TOPCon电池由于正面采用金属电极与硅基直接接触的形式，产生大量的接触复合损失，降低电池的转换效率的问题。但是该方法的步骤繁多，而且用到了耐酸碱浆料制备图形化掩膜层，在掩膜的制备和清洗过程中容易引起污染。由此可知，硼LDSE技术的发展对高效TOPCon晶体硅太阳能电池的开发具有举足轻重的影响，亟需开发一种新的硼LDSE技术。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种硼掺杂选择性发射极及其制备方法，推进硼LDSE的发展，实现了硅片表面具备高的硼掺杂浓度的同时，硼硅玻璃层的厚度较薄，提升电池性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一方面，本发明提供了一种硼掺杂选择性发射极的制备方法，包括如下步骤：对清洗制绒后的硅片进行硼扩散，再进行激光局部重掺杂，最后对硅片进行修复得到硼掺杂选择性发射极，其特征在于，所述硼扩散的步骤包括对硅片表面进行第一次氧化形成氧化硅层，再进行预沉积，升温后驱入推进，再进行第二次氧化，最后降温出炉；所述第二次氧化步骤的温度低于所述驱入推进步骤的温度。