一种TOPCon底电池结构优化设计方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116031331A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310028526.XH10K30/40(2023.01)(22)申请日2023.01.09(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人刘芳洋赵祥云李林鸿陈望献曾强潘逸宁(74)专利代理机构长沙智勤知识产权代理事务所(普通合伙)43254专利代理师曾芳琴(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)H01L21/306(2006.01)H01L31/0236(2006.01)H10K39/15(2023.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种TOPCon底电池结构优化设计方法(57)摘要本发明公开一种适用于钙钛矿/TOPCon叠层电池的TOPCon底电池结构优化设计方法，TOPCon底电池结构优化设计主要包括以下三个核心步骤：S1：使用湿化学法碱刻蚀工艺对n型硅片进行厚度减薄和双面制绒；S2：促进硼扩散的深度，形成p++重掺杂硼发射极；S3：在丝网印刷金属电极时采用少主栅/无主栅设计工艺。本发明中TOPCon底电池结构优化设计有利于解决TOPCon电池作为钙钛矿/TOPCon叠层电池底电池时弱光响应和长波段光吸收差的问题，增加TOPCon底电池对光的吸收和利用，进而提高TOPCon底电池的短路电流密度和光电转换效率，为制备高性能钙钛矿/TOPCon叠层电池奠定良好的基础。CN116031331ACN116031331A权利要求书1/1页1.一种适用于钙钛矿/TOPCon叠层电池的TOPCon底电池结构优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使用含氢氟酸的溶液对n型硅片进行清洗，去除硅片表面氧化层；(2)将步骤(1)所得n型硅片放入碱液中依次完成湿化学刻蚀法减薄处理和双面制绒工序；(3)在步骤(2)所得n型硅片正面进行重度硼扩散，形成重掺杂硼发射极；(4)在步骤(3)所得n型硅片背面依次制备超薄隧穿氧化硅层和多晶硅层，并对多晶硅层进行磷扩散掺杂，形成掺杂多晶硅层；(5)在步骤(4)所得n型硅片正面和背面沉积减反射层；(6)在步骤(5)所得n型硅片正面和背面丝网印刷金属电极，得到n型TOPCon电池；(7)将步骤(6)所得n型TOPCon电池和钙钛矿电池进行封装得到四端钙钛矿/TOPCon叠层电池。2.根据权利要求1所述的TOPCon底电池结构优化设计方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碱液为NaOH溶液、KOH溶液或四甲基氢氧化铵溶液。3.根据权利要求2所述的TOPCon底电池结构优化设计方法，其特征在于，步骤(2)中，在湿化学刻蚀法减薄处理和双面制绒两道工序下碱液的浓度、处理温度、处理时间有所变化。4.根据权利要求3所述的TOPCon底电池结构优化设计方法，其特征在于，步骤(2)中，湿化学刻蚀法减薄处理中，碱液的浓度为10～40％，碱液的腐蚀温度为60～90℃，碱液腐蚀的时间为10～90分钟，湿化学刻蚀法处理后的n型硅片的厚度控制在100～140μm；双面制绒工艺中，碱液的浓度为3～10％，碱液的腐蚀温度为60～80℃，碱液腐蚀的时间为30～300秒，双面制绒后n型硅片正反的反射率均在8～15％。5.根据权利要求4所述的TOPCon底电池结构优化设计方法，其特征在于，步骤(2)中，碱液腐蚀减薄n型硅片的过程中伴随有超声过程。6.根据权利要求1所述的TOPCon底电池结构优化设计方法，其特征在于，步骤(3)包括：步骤(3.1)，通过热扩散的方法在n型硅片正面生长BSG层，其中，硼源为BCl3或BBr3，硼源流量为100～400sccm，硼扩散掺杂处理的温度为850～1200℃，硼扩散掺杂处理的时间为1～10小时；步骤(3.2)，通过激光处理促进重掺杂硼发射极的制备，其中，激光波长为300‑1000nm，激光功率为75％‑90％，扫描速度为10‑20m/s，激光光斑直径为20‑30μm，激光处理后结深为0.5‑20μm。7.根据权利要求1所述的TOPCon底电池结构优化设计方法，其特征在于，步骤(6)中，所述丝网印刷金属电极时，在TOPCon电池正面电极栅线为少主栅/无主栅设计工艺。2CN116031331A说明书1/4页一种TOPCon底电池结构优化设计方法技术领域[0001]本发明属于太阳能电池技术领域，涉及钙钛矿/TOPCon叠层太阳电池，尤其涉及一种适用于钙钛矿/TOPCon叠层电池的TOPCon底电池结构优化设计方法。背景技术[0002]在众多太阳能电池技术中，钙钛矿电池和TOPCon电池(隧穿氧化物钝化接触太阳电池，晶硅太阳电池中的一种)凭借高效率和低成本的优势均已进入产业化进程。但是，钙钛矿电池稳定