、工藝技術流程概述

1.??????制絨

形成金字塔狀絨面

2.??????正面碰擴散

形成P+層（P-N結(jié)）

3.??????背面刻蝕

去除背面繞擴的硼擴散層，同時保留正面的BSG層

4.??????LPCVD

沉積氧化遂穿層和poly硅鈍化層

5.??????磷擴

對背面的poly硅進行摻雜

6.??????正面刻蝕

將正面和邊緣繞鍍的poly硅以及正面的BSG層刻蝕掉。 ?

7.??????正面氧化鋁鈍化

用AIO鈍化硼擴散面

8.??????正背面氮化硅鈍化

氮化硅鈍化硼擴散面和磷擴散面

9.??????雙面金屬化

雙面印刷電極+燒結(jié)+退火+雙面金屬化

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二、詳細流程

1.??清洗制絨

1.?????清洗目的:

A.??????去除硅片表面的有機物臟污及金屬雜志；???????

B.??????去除硅片線切割過程產(chǎn)生的機械損傷層，減少復合；

C.??????形成起伏不平的絨面，其作用為：a.利用陷光效應增加硅片對太陽能的吸收，降低反射率，同時增加硅片表面積，進而P-N結(jié)面積也同樣增加

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2.??硼擴散工序

2.?????目的：制備PN結(jié)

在N型硅片（摻磷）上擴散P型元素（硼）形成PN結(jié)（空間電荷區(qū)），在正面形成P+層，背面形成N+層。

3.?????原理：

在一定的濃度、溫度、壓力及時間下，硼源（BBr3或者BCI3）在管式爐中氣化后，經(jīng)過一系列化學反應在硅片表面進行沉積，獲得合適的摻雜濃度、結(jié)深及方阻

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3.??堿拋光

4.?????目的：

A.??????去除硅片邊緣的PN結(jié)和PSG

硅片在擴散過程中，硅片邊緣擴散上了磷，邊緣形成了PN結(jié)，載流子會通過邊緣造成電池片短路，并且在擴散過程中，會形成一層含磷的玻璃體，俗稱PSG。其對載流子俘獲能力極強，所以需要去除。

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4.??LPCVD

1.?????目的：

A.??????在硅片表面沉積一層超薄氧化層提供良好的界面鈍化效果，同時提供不同載流子遂穿勢壘；

B.??????氧化層上沉積一層非晶硅，增加電子的遷移速率同時抑制空穴的遷移速率；

C.??????非晶硅與金屬接觸起到電子傳輸橋梁的作用。

2.?????原理：

用加熱的方式在低壓條件下使SiH4（硅烷）在硅表面反應并沉積成固體薄膜。

氧化層沉積：高溫通氧氣，氧氣和硅反應產(chǎn)生氧化硅；

反應方程式：

O2+Si → SiOx

非晶硅沉積：高溫通硅烷，硅烷分解成硅和氫氣；

反應方程式：

SiH4（氣）= Si（固）+ H2

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5.??磷擴

1.???????目的：

對背面的poly層進行磷摻雜

2.???????原理：

在高溫下，氧氣與三氯氧磷（POCI3）反應，分解成五氯化磷（PCI5）

和五氧化二磷（P2O5），

反應式：

POCI3 + O2?→ 2P2O5 + 6CI2↑

然后生成的P2O5在擴散溫度下與硅反應，生成二氧化硅SiO2和磷原子

反應式：

P2O5 ++ 5Si → 5SiO2 + 4P↓

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6.??正面刻蝕

1.???????工藝流程：

正刻槽（加水膜）→ 水洗 → 堿洗 → 水洗 → 酸洗 → 水洗 → 烘干

A.??????正刻槽作用：

主要通過HF（氫氟酸） + ?HNO3（硝酸） 的混合溶液，對硅片正面和邊緣進行刻蝕，去除正面及邊緣的BSG（含硼琉璃體）

B.??????堿洗槽作用：

主要用來中和正刻槽殘留的酸液并且去除正刻槽反應生成的多孔硅。

C.??????酸洗槽作用：

去除氧化層使硅片表面疏水。

D.??????槽體及功能

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7.??ALD（原子層沉積技術）

1.???????用途：

用氧化鋁鈍化硼擴散面。沉積（氧化鋁薄膜）厚度范圍：3—10nm; 更致密但生長速度較慢。

反應式:

（三甲基鋁）2AI（CH3）3 + 3H2O（蒸汽）→

?→?AI2O3（氧化鋁）+ 6CH4（甲烷）

2.???????原理：

通過時間或空間的間隔，使襯底交替暴露于不同的反應前驅(qū)體氛圍中。當襯底處于前驅(qū)體A的氛圍中時，前驅(qū)體A通過化學吸附保持在襯底表面，前驅(qū)體A吸附飽和后達到穩(wěn)定狀態(tài)不會再進行進一步的化學吸附。當基底暴露于前驅(qū)體B氛圍時，前驅(qū)體B就會與已吸附于基底表面的前驅(qū)體A發(fā)生化學反應并產(chǎn)生相應的副產(chǎn)物，直到表面的第一前驅(qū)體完全消耗，反應自動停止并形成需要的原子層。

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8.??正背膜

1.???????目的：

硅片表面形成一層氮化硅Si3N4薄膜，既可作為減反射膜，增加對光的吸收，又可以利用SiNx薄膜形成過程中產(chǎn)生的氫原子對硅片表面的鈍化作用；最后，其致密的結(jié)構(gòu)可以保證硅片不被氧化。

2.???????原理：

硅片置于陰極上，利用輝光發(fā)電使硅片升溫到預定的溫度，然后通入適量的SiH4（硅烷）和NH3（氨氣），經(jīng)過一系列化學反應和等離子體反應，在樣品表面形成固態(tài)氮化硅Si3N4薄膜。

9.??金屬化

1.???????工藝流程

背面印主柵 → 烘箱 → 背面印副柵 → 烘箱 → 正面印主柵 → 烘箱

→ 正面印副柵 → 燒結(jié)爐 → 高溫退火爐 → 測試

其中，正、 背面印刷均采用分步印刷方式，印刷流程圖如下：

2.???????燒結(jié)目的

A.??????干燥硅片上的漿料，燒盡漿料的有機組分，使?jié){料和硅片形成良好的歐姆接觸。

B.??????把電極燒結(jié)在P-N結(jié)上，高溫燒結(jié)可以使電極穿透氮化硅膜，形成合金。

C.??????正面主柵不燒穿氮化硅，減少金屬對氮化硅層破壞，提高開壓。

D.??????銀的熔點960.7度，Ag-Si共熔點為600—800度。

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三、展望

1.???????TOPCon電池的優(yōu)點：

A.??????電池轉(zhuǎn)換效率高，具有優(yōu)越的界面鈍化和載流子運輸能力，較高的開路電壓Voc和填充因子FF。

B.??????光致衰減低，摻磷的N型晶體硅中硼含量極低，削弱了硼氧對的影響。

C.??????工藝設備產(chǎn)線兼容性高，可與PERC、N-PERT雙面電池的高溫制備工藝產(chǎn)線相兼容。

D.??????N型TOPCon電池可與SE、IBC多主柵、半片、疊片技術相結(jié)合、顯著提高電池效率及組建功率。

2.???????TOPCon電池的缺點：

A.??????成本較高，相對標準PERC工藝，TOPCon技術資本指出偏高約10%，運營成本偏高約25%

B.??????效率提升潛力有限。