TOPCon电池核心技术解读
Published:
2023-10-20 09:27
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N型单晶双面TOPCon电池技术基于N型硅衬底，前表面采用叠层膜钝化工艺，背表面采用基于超薄氧化硅和掺杂多晶硅的隧穿氧化层钝化接触结构，电池的背表面为H型栅线电极，可双面发电。
(1)离子注入掺杂多晶硅钝化技术;采用低压化学气相沉积法在基体硅表面依次形成隧穿氧化层和非晶硅层，通过离子注入精确控制掺杂原子的剂量和在多晶硅中的分布。
(2)低压硼扩选择性掺杂技术;轻掺杂区域表面浓度低至1E19cm-3，表面复合小，钝化后饱和电流密度J0<20fA/cm2，然后采用激光对金属-半导体接触区域进行重掺杂。
(3)化学回蚀清洗技术;采用缓冲型化学回蚀体系，反应速度精确可控，且具有差异化刻蚀功能，可有效保持重掺杂和轻掺杂区域的方阻梯度。
(4)异质膜钝化减反技术;电池正表面减反膜采用多层介质膜组成的异质膜，异质膜与常规SiO2/SiNx叠层膜相比具有更加好的减反射性能和钝化性能。
(5)低损伤金属化接触技术;采用优化的金属浆料体系和双层金属电极结构，下层采用点接触式烧穿型浆料，保证接触电阻的同时有效降低金属-半导体复合，上层浆料采用线式非烧穿型浆料，提供优良的线电阻，可以减少金属对多晶硅层的破坏，最大限度发挥多晶硅钝化结构的优点。
(1)TOPCon结构具有显著的钝化效果;超薄隧道氧化层层将n型晶体硅衬底与掺杂多晶硅隔开，由于SiOx界面层很薄，不会阻碍多数载流子的传输但会阻碍少子达到界面，可以显著减低界面的复合，电流密度J0<10fA/cm2，电池的开路电压可以超过690mV。
(2)TOPCon结构的电池效率高;电池转换效率可以达到23%，与N型IBC和HJT电池的转换效率相近。
(3)TOPCon电池的背面结构属于一维结构，载流子可以直线隧穿过超薄氧化层，不存在二维或者三维传输引起的载流子汇聚效应和电学遮挡，因此，电池具有更高的填充因子。
(4)可以承受高温，与n-PERT双面电池产线相兼容，可以极大地简化了电池生产工艺，降低了成本。
(1)电池正面转换效率超过23%，组件正面功率≥335W，正面效率≥20.4%，综合功率≥378W，综合发电效率≥23%，满足领跑、超跑者电站需求，是一种领先的电池组件技术。
(2)双面同时发电，背面转换效率可达到正面的85%以上。依靠双面发电特性，在土地、沙地和草地上增益发电21%-23%，在水泥地面上增益发电28%，在白漆地面上增益发电36%。
(3)耐高温，与n-PERT双面电池产线相兼容，可以通过对n-PERT双面电池产线简单的改造实现N型单晶双面TOPCon电池的规模化生产。
(4)光致衰减低，掺的N型晶体硅中硼含量极低，本质上削弱了硼氧对的影响，光致衰减效应接近于零。
(5)弱光响应好，N型基体材料少子寿命高，在辐照强度低于400W/m2的阴雨天及早晚，仍可发电。
(6)工作温度低，红外透过率高，电流通道多，工作温度较常规单玻组件低3-9℃，减小因温度提高带来的功率下降。
(7)n型TOPCon电池组件能与多主栅、半片、叠片技术相配合，可以实现更高的组件功率，有效的降低度电成本，为未来一到两年内推动光伏平价上网打下坚实的基础。
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