一种TOPCon电池掩膜方法

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种N型晶体TOPCon电池碱抛光的掩膜方法。

背景技术

目前N型TOPCon电池已经成为光伏电池领域一项重要的电池技术，该技术具有转换效率高、高双面率、低温度系数、低衰减、低成本的优点。TOPCon电池是基于PERC电池工艺的升级产品，在产线上有较多的兼容度。

SE工艺是PERC电池的重要工艺，通过SE激光掺杂，晶体硅电池的栅线部分进行激光掺杂，能使PERC电池扩散形成的N+层内的磷原子再激光能量下掺杂到硅基体内部，从而能够降低金属栅线部分同硅片的接触电阻，从而实现效率提升的目的。

但是目前N型TOPCon电池，由于其扩散使用的使硼扩散，在硅片表面形成硼硅玻璃，由于B的扩散系数较低，需要较高的激光能量才能进行激光掺杂，但较高的激光能量容易使硅片表面的硼硅玻璃破坏掉。由于后续工艺需要使用碱抛工艺对背面进行抛光处理，若没有硼硅玻璃的保护，碱液会破坏掉正面的激光掺杂区域的PN结，导致电池转换效率的降低。因此需要对SE激光区域，进行生成二氧化硅进行掩膜，保护激光掺杂区域的PN结。传统的适用于PERC工艺的SE后链式氧化掩膜技术，在高温800-900℃的条件，通入一定量的氧气对硅片进行热氧化的反应，但是由于N型TOPCon电池硼硅玻璃的形成温度较高，需要达到1000℃以上。因此单纯的通氧高温氧化的掩膜二氧化硅生长的速度较低，不能满足工艺的需要，因此限制了TOPCon电池SE激光掺杂中链式氧化的适用效果。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种TOPCon电池掩膜方法，其通过喷涂硼酸及氧气携带水蒸气进入氧化炉的工艺，大幅增加掩膜二氧化硅的生长速度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种TOPCon电池掩膜方法，包括采用SE工艺进行激光掺杂的硅片，在氧化炉内形成氧化层掩膜，在硅片的激光掺杂面喷涂质量浓度为0.01%-1%的硼酸溶液，硅片表面的硼酸溶液干燥后，在高温下向氧化炉内通入氧气，氧气进入氧化炉内之前在低温纯水瓶内水浴通过，使氧气携带水蒸气进入氧化炉内，在反应作用下，在硅片表面形成二氧化硅层，并在激光掺杂区域形成氧化层掩膜。

进一步的，质量浓度为0.01%-1%的硼酸溶液在激光掺杂面上的喷涂量为10-100ml。

进一步的，硼酸溶液的干燥采用60-90℃的热风进行烘干。

进一步的，氧气通入氧化炉内时的炉内温度为700-1100℃，氧气通入量为10-100slm，反应时间为100-500秒。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过对激光掺杂后的硅片进行喷涂硼酸后，硼酸在受热分解后形成B2O3，在具有一定水蒸气氛围下，能够加快B2O3和硅的反应速度，从而加快SiO2层的生长速度，从而快速实现激光区域保护掩膜的生成，同时，在此过程中，也能够进一步提高SE激光掺杂区域的B的掺杂浓度，有利于降低栅线区域的掺杂浓度，从而降低接触电阻提升转换效率，综合效率提升超过0.1%；该方案同时还具有另一个优势，通过掩膜扩散的方式在SE激光掺杂区域进行二次B扩散，能够为提高硼扩散方块电阻，降低掺杂浓度提供一定的条件，有助于硼扩散工艺的进一步优化；同时在掩膜扩散的过程中，二次掺杂也为降低SE激光功率提供一定的条件，能够使用更低的激光功率，在二次补充掺杂后同样达到预期的表面掺杂浓度，更低的激光功率有助于减轻激光对硅片表面金字塔塔顶的损伤，从而有助于效率的提升，具有极大的经济价值。

具体实施方式

为对本发明做进一步说明，下面列举具体实施方式：

步骤一：经过SE激光后的硅片，开始进入链式氧化炉，激光掺杂面在辊轮的上面；

步骤二：在表面通过喷涂10-100ml，质量浓度为0.01%-1%的硼酸溶液；

步骤三；适用60-90℃的热风对喷涂后的硅片进行烘干，使表面的硼酸溶液干燥；

步骤四：在700-1100℃下，通入10-100slm的氧气，氧气进入设备前在20摄氏度下的纯水瓶内水浴通过，保证携带一定量的水蒸气进入炉管内部，反应持续100-500秒；在水蒸气和氧气的共同作用下，发生Si+O2=SiO2的反应，在硅片表面生产一定厚度的二氧化硅层。同时在表面喷涂硼酸溶液后，后发生如下反应：2H3BO3=B2O3+3H2O，2B2O3+3Si=3SiO2+4B,通过硼酸的加入能够大幅提高氧化层的生成速度，从而在SE激光掺杂区域形成氧化层掩膜，方便碱抛工艺的实现。

显而易见，上述实施方式仅仅为本发明的其中一个示范例，任何在本发明所提供原理上的简单改进均属于本发明的保护范围。