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TOPCON电池技术分析2020目录CONTENTS01Topcon技术介绍02Topcon技术难点03Topcon发展方向04LPCVD技术分享05电池技术知识分享01Topcon技术介绍采用超薄介质薄膜将金属和半导体隔离，钝化硅片表面，同时薄膜超薄，可实现载流子的隧穿效应以保证载流子的传导。这种技术被称为钝化接触技术。01Topcon技术介绍图1TOPCon电池结构示意图（a）、TOPCon截面的TEM起源：隧穿氧化层钝化接触（tunneloxidepassivatedcontact，TOPCon）太阳能电池，是2013年在第28届欧洲PVSEC光伏大会上德国Fraunhofer太阳能研究所首次提出的一种新型钝化接触太阳能电池，电池结构图如图1所示.首先在电池背面制备一层1～2nm的隧穿氧化层，然后再沉积一层掺杂多晶硅，二者共同形成了钝化接触结构，为硅片的背面提供了良好的界面钝化。1—金属栅线；2—p+发射极；3—钝化薄膜；4—coatig：减反射膜；5—超薄隧穿氧化层（SiO2）；6—金属化；7—磷掺杂多晶硅层01Topcon技术介绍最高效率（Fraunhfer25.7）：n-TypeSisolarcellswithpassivatingelectroncontact:Identifyingsourcesforefficiencylimitationsbywaferthicknessandresistivityvariation01Topcon技术介绍隧穿原理选择性钝化接触技术允许一种载流子通过；阻止另一种载流子输运钝化接触的质量可以由公式来定义：选择性参数:S10接触电阻：ρc复合参数：J0热电压(thermalVoltage):Vth通过S10可以计算电池的极限效率IEEEJ.Photovolt.6,1413(2016).01Topcon技术介绍隧穿原理选择性钝化接触技术IEEEJ.Photovolt.6,1413(2016).具有局部针孔的n+型多硅/硅结的简图01Topcon技术介绍隧穿原理选择性钝化接触技术TOPCon太阳电池技术具有最高的极限效率Surfacepassivationofcrystallinesiliconsolarcells:presentandfutureTopcon01Topcon技术介绍隧穿原理选择性钝化接触技术Firedupforpassivatedcontacts•传统的金属接触•钝化接触01Topcon技术介绍不同隧穿层材料对于界面化学钝化及电荷场钝化的特性02Tocpon技术难点1.经典topcon技术路线介绍02Topcon技术难点天合REC林洋中来02Topcon技术难点1.TOPCON电池对于硅基材料的要求N型材料的优势：•N型材料较低的金属杂质敏感度•不存在硼氧对缺陷•更高的寿命挑战：•硼扩散的高温工艺•对氧敏感，产生氧致同心圆缺陷•N型电池片良率较低2.技术难点-TunnelOxide02Topcon技术难点STEP1STEP2STEP3STEP4热氧化法氧气高温下与硅基底反应；化学钝化效果好；厚度均匀性控制难度较高湿化学法沸腾的HNO3/H20(68wt)；共沸物，反应过程中化学组成基本不变，可长时间使用；生长厚度具有自限制特点，工艺更好控制PECVD钝化效果较差；厚度均匀性不易控制；生长速度快准分子源干氧（excimersource）准分子发射波长为172nm的单色紫外光；分解环境大气的分子氧（O2）。所得氧自由基与O2之间反应产生O302Topcon技术难点2.技术难点-TunnelOxide多晶硅隧道膜变厚使得钝化效果变差*超薄氧化层均匀性及厚度同样重要。02Topcon技术难点2.技术难点-Polysilicon生长方式分类目前市面主要分为：LPCVD方式和PECVD优劣对比：LPCVD沉积速率慢均匀性较好PECVD沉积速率快均匀性及效果略差掺杂方式分类掺杂分为：Dpoly(Doped)和Upoly(undoped)掺杂非晶硅和本征非晶硅工艺对比：1.Dpoly掺杂流程，在工艺过程中通入PH3实现原位掺杂，然后退火晶化2.Upoly先生长非晶硅层，然后利用扩散炉晶化，通入POCl3进行掺杂优劣对比：Upoly生长速度快，均匀性较好，但制程需要增加扩散制程进行晶化和扩散Dpoly生长速率慢，均匀性略差，但工序较短02Topcon技术难点2.技术难点-PolysiliconPECVD方式沉积poly-si：起泡问题02Topcon技术难点2.技术难点-PolysiliconPECVD方式沉积poly-si：有前途的J0和接触电阻*对于好的J0，金属，最小厚度为70nm*接触电阻更低，但Jo,pass随着更厚的PECVD生长的多晶硅层而降低02Topcon技术难点2.技术难点-PolysiliconPecvd沉积Poly-si:iVoc/iFFa.f.o.厚度钝化n-多硅层的iVoc/iFF*poly-si沉积面为抛光面时IVOC及IFF最高。02Topcon技术难点2.技术难点-PolysiliconPecvd沉积Poly-si:掺杂a.f.o.退火ECVa.f.o.的p掺杂谱。退火温度提高退火温度2.技术难...