双面N型电池发射极钝化工艺技术研究

5双面 N 型电池发射极钝化工艺技术研究张中伟 廖亚琴 张世勇东方电气集团中央研究院 ， 成都 611731摘要 双面 N 型电池有望成为未来高效电池市场的一个重要电池类型 ， 而硼发射极的钝化处理对于高效 N 型电池而言至关重要 。 本文对低成本 、 低温干法氧化钝化硼发射极技术进行了详细的研究 ， 分析了温度及时间因素对低温干法氧化效果的影响 ， 并制备获得了正面效率 18. 5 、 背面效率 16 、 综合效率达 21. 7 的双面 N 型电池 。 由于低温干法氧化使用的设备为生产线通用的管式炉 ， 具有设备费用低 、 工艺容易控制的优点 ， 在 N 型双面电池大规模生产工艺推广中有很大的潜力 。关键词 双面 N 型电池 ； 表面钝化 ； 硼发射极 ； 干法氧化中图分类号 TM914 文献标识码 A 文章编号 1001－ 9006（ 2016） 03－ 0005－ 05Investigation of Passivation Technology for Bi-facial N Type Solar CellsZHANG Zhongwei ， LIAO Yaqin ， ZHANG Shiyong Central Ｒ esearchAcademy of Dongfang Electric Corporation ，611731， Chengdu， ChinaAbstract Bi-facial N type solar cell is expectedto becomeone of the most important types in the future high efficient solar cell market ，of which the boron emitter passivation treatment is very essential ．In this paper ， investigations in low temperature dry passivationtechnologyfor boron emitter is presentedin detail ，and the effects of passivating temperatureand time duration are analyzed ．The bi-facial N type solar cells are fabricated ，with the achieved front efficiency of 18. 5 ， the rear side efficiency of 16 ， and thecomprehensiveefficiency of being up to 21. 7 ． As the low temperature dry oxidation passivation technology only needstube furnaceequipmentsthat are very commonlyavaiable in product lines ，it has the advantagesof low equipment cost ， easeof operation ，thus hasgreat potential in its applications of N type solar cells massproduction ．Key words bi-facial N type solar cell; surface passivation; boron emitter; dry oxidation收稿日期 2016－ 01－ 28作者简介 张中伟 （ 1984 － ） ， 男 ， 2011 年毕业于中国科学技术大学材料物理与化学专业 ， 博士 ， 高级工程师 。 现在中国东方电气集团有限公司中央研究院从事太阳能材料与器件研究工作 。双面结构的 N 型电池因其转换效率高 、 应用范围广阔 、 电池结构简单引起很多研究机构的关注 ［ 1 － 3］ 。 采用均匀扩散 ， 电介质钝化 ， 丝网印刷工艺制备双面 N 型电池技术被认为是一条可以实现高效 、 低成本的电池工艺路线 ， 因为此路线能够很大程度上兼容当前 P 型晶硅电池的产线技术和设备 ， 可以不用做很大的生产线改动来实现电池技术的转变 ， 实现较低的每瓦成本 。 其中 N 型电池中对硼发射极 （ P 层 ） 的钝化对于电池的性能至关重要 。 目前针对硼发射极钝化的薄膜材料体系和技术方法有很多 ， 有氢化非晶硅 （ α － Si H） 薄膜来实现钝化 ［ 4］ ， 用原子层沉积法 （ ALD ） 制备氧化铝 （ Al 2O3 ） 薄膜来钝化 ［ 5］ ， 有采用热氧化方法制备氧化硅 （ SiO2 ） 薄膜来实现钝化 ［ 6］ 以及采用在硝酸溶液中处理来制备氧化钝化膜等等 ［ 7］ 。 各种钝化方法均有各自的优缺点 ， 利用含氢的非晶硅薄膜 （ α － Si H） 和 α － Si H /SiN x 叠层可以有效地钝化P 层 ， 钝化后发射极饱和电流 Joe达到 120 fA/cm 2，潜在 开 路 电 压 （ Implied Voc） 为 660 mV。 但 是α － Si H薄膜应用于同质结晶硅太阳能电池的钝化却存在一个问题 ， 目前产业化晶硅电池的电极工艺是丝网印刷和高温烧结工艺 ， 后续的热处理会破坏 α － Si H 薄膜的钝化效果 ， 因此 ， α － Si H 薄膜也不太适用于丝网印刷的 N 型晶体硅电池工艺DOI10.13661/j.cnki.issn1001-9006.2016.03.002