n-TOPCon管式B扩散工艺参数影响及SE探索

文摘   其他   2023-02-20 17:19   安徽  



Aaron PV

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/ n-TOPCon管式 B 扩散工艺参数影响及SE探讨 /

B-SE技术解决的难题:降低正面金半接触区复合

  • 轻扩区(浅结-低表面浓度),降低钝化区饱和暗电流密度,提升蓝光响应
  • 重掺区(高浓度-深结),降低金半接触区饱和暗电流密度,降低接触电阻率

B扩工艺参数对峰值浓度及结深影响

  • B源流量 :ECV曲线影响不大,原因是B源沉积步温度相对较低,B扩散系数较低
  • 推进温度 :对峰值浓度、结深影响较大
  • 后氧化温度 :对结深影响最大
  • 氧气流量 :对结深、峰值浓度影响显著
  • 氧化时长 :对结深、峰值浓度影响显著
  • 后氧化处理步温度、流量、时长对钝化影响显著

饱和暗电流影响

  • 随着结深和峰值浓度的增大,钝化区 变大。原因是表面复合及体复合加剧
  • 降低钝化区饱和电流密度,方向是低表面浓度+浅结
  • 结深0.5~0.85 μm范围内,随着结深增加,峰值浓度增大,金半接触区 变小。可用“传输受限发射极”(对体复合不敏感)概念解释:发射区重掺区域空穴浓度非常高,空穴寿命较低,因此空穴复合速率也较低。提升掺杂浓度,可降低金半接触区饱和暗电流密度。结深大于1.0 μm时,金半接触区饱和电流密度反而变大,主要是体复合加剧影响。
  • 降低金半接触区饱和暗电流,可以提高重掺区提高掺杂浓度和适当的结深~0.8um
  • SE技术综合轻扩区(钝化区)和重扩区(金半接触区域)优势
  • Ag/Al浆腐蚀深度 0.45~0.63 μm,比耗尽区宽度高5倍以上,可不考虑耗尽区对接触电阻的影响
  • B掺杂浓度大于以上时,会显著增加金半接触区复合。表明在深度0.63 μm处B掺杂浓度临界点要低于E18量级

接触电阻率

  • 随着峰值掺杂浓度增加,结深增加,接触电阻率减小
  • 结深不变,可通过提升掺杂浓度,接触电阻率可由4.5降至1.1 mΩ/cm2
  • 掺杂峰值浓度不变,可通过提高结深,将接触电阻率降至1.1 mΩ/cm2

iVoc影响

  • QSSPC方式,取值1E15 cm-3过剩载流子浓度,1-sun光照条件下iVoc值
  • 结深相同,随着峰值浓度的增加,iVoc降低
  • 峰值掺杂浓度相同,随着结深的增加,iVoc降低
  • 相比峰值掺杂浓度,结深对iVoc影响更大,绒面片双面硼扩+AlOx/SiNx钝化,iVoc可达到710+ mV
数据/图表




  • 参考文献:Boron tube diffusion process parameters for high-efficiency n-TOPCon solar cells with selective boron emitters, Solar Energy Materials and Solar Cells
  • Impact of boron doping on electrical performance and efficiency of n-TOPCon solar cell, [https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.08.075]


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