本發(fā)明涉及太陽能電池，具體而言，涉及一種改善n型topcon電池同心圓的方法及電池。

背景技術：

1、topcon電池是光伏晶硅電池的一種，近年來，由于其高轉換效率、低衰減性能、高量產(chǎn)性價比等明顯優(yōu)勢，逐步被行業(yè)企業(yè)采納。topcon是一種基于選擇性載流子原理的隧穿氧化層鈍化接觸(tunnel?oxidepassivatedcontact)太陽能電池技術，其電池結構為n型硅襯底電池，在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結構，有效降低表面復合和金屬接觸復合。

2、同心圓是當前影響n型硅片/電池生產(chǎn)良率的主要因素。同心圓是電池片el測試時，其中間位置向外擴散圓環(huán)形黑圈，在發(fā)黑區(qū)域電池片轉換效率極低的現(xiàn)象。n型topcon電池同心圓出現(xiàn)比例會顯著高于p型電池。

3、n型topcon電池正面匹配激光燒結的工藝路線為：制絨—硼擴散(形成摻雜層及bsg層)—背面及邊緣去bsg(硅硼玻璃)—堿拋—lpcvd—磷擴散—正面及邊緣去psg(磷硅玻璃)—rca—ald—正/背膜pecvd—絲網(wǎng)印刷—燒結、退火—激光燒結—測試。

4、其中，硼擴散工序目的是為了做摻雜，同時形成bsg(硅硼玻璃)保護層。為了形成bsg保護層需要經(jīng)過硼擴退火步驟：通入氧氣與硅片表邊的富硼層形成bsg，在后續(xù)工序中起到保護作用。如果bsg厚度太薄，會失去保護效果。bsg保護層一般需要80～120nm厚才能滿足后續(xù)工序正常進行。

5、在常規(guī)方式下，想要形成較厚的bsg，需要在1020～1050℃高溫長時間氧化，但高溫過程中會引入過多氧元素進入硅體，造成嚴重同心圓異常，造成電池片效率、良率損失。若僅降低溫度，雖然降低了氧元素的引入，但無法形成足夠厚(80～120nm)的bsg，后續(xù)工序無法正常進行，而且，氧化時間更長，也容易產(chǎn)生同心圓中心發(fā)黑等電池不良。

技術實現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術中存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種改善n型topcon電池同心圓的方法及電池。

2、本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

3、一種改善n型topcon電池同心圓的方法，所述電池制備的硼擴散工序包括以下步驟：

4、(s1)進舟，控制硼擴爐的爐管內(nèi)壓力與外界氣壓一致，溫度為800～820℃，通入氮氣，將制絨后的硅片裝載于石英舟中送入爐管內(nèi)；

5、(s2)抽真空，停止通入氮氣，將爐管內(nèi)壓力抽至650～750mbar；

6、(s3)升溫、恒溫、檢漏，將爐管內(nèi)壓力抽至130～160mbar，將溫度升至815～835℃，確認漏率是否合格；

7、(s4)恒溫，保持爐管內(nèi)壓力130～160mbar，溫度保持為815～836℃，同時通入bcl3、氮氣和氧氣；

8、(s5)第一次擴散沉積，保持爐管內(nèi)壓力130～160mbar，溫度保持為815～837℃，同時通入bcl3、氮氣和氧氣；

9、(s6)恒溫，保持爐管內(nèi)壓力為130～160mbar，溫度保持在825～845℃，停止通入氧氣，同時通入bcl3和氮氣；

10、(s7)第二次擴散沉積，保持爐管內(nèi)壓力為130～160mbar，溫度保持至825～846℃，同時通入bcl3、氮氣和氧氣；

11、(s8)恒溫，保持爐管內(nèi)壓力為130～160mbar，將溫度保持在835～850℃，停止通入氧氣，同時通入bcl3和氮氣；

12、(s9)第三次擴散沉積，保持爐管內(nèi)壓力為130～160mbar，溫度保持在835～851℃，同時通入bcl3、氮氣和氧氣；

13、(s10)硼源推進，先保持爐管內(nèi)壓力為130～160mbar，升溫至885～915℃，停止通入氧氣，同時通入bcl3和氮氣；再停止通入bcl3，在爐管內(nèi)壓力為380～420mbar、溫度為885～915℃保溫，僅通入氮氣對沉積的bcl3進行推進；

14、(s11)降溫氧化，保持爐管內(nèi)壓力為850～900mbar，溫度降至800～900℃，同時通入氧氣、氮氣和濕氧，先氧化680～720秒；

15、(s12)恒溫氧化，在爐管內(nèi)壓力為850～900mbar，溫度降至800～900℃下，保持同時通入氧氣、氮氣和濕氧，繼續(xù)氧化3800～4400秒；

16、(s13)降溫氧化，保持爐管內(nèi)壓力為850～900mbar，溫度降至800～830℃，保持同時通入氧氣、氮氣和濕氧，降溫氧化1500～1900秒；

17、(s14)降溫，保持爐管內(nèi)壓力為850～900mbar，溫度降至780～800℃，停止通入氧氣和濕氧，僅通入氮氣；

18、(s15)破真空、出舟，恢復至常壓，保持通入氮氣，將爐管中裝有硅片的石英舟取出。

19、優(yōu)選的，在步驟(s1)中，氮氣的通氣流量為1800～2200sccm，時間為350～450秒。

20、優(yōu)選的，在步驟(s4)中，bcl3的通氣流量為280～320sccm、氮氣的通氣流量為3400～3600sccm、氧氣的通氣流量190～210sccm，時間為260～340秒。

21、優(yōu)選的，在步驟(s5)第一次擴散沉積中，bcl3的通氣流量為170～190sccm、氮氣的通氣流量為3000～3400sccm、氧氣的通氣流量為240～260sccm，時間為100～140秒。

22、優(yōu)選的，在步驟(s7)第二次擴散沉積和步驟(s9)第三次擴散沉積中，bcl3、氮氣和氧氣的通氣流量及時間相同，bcl3的通氣流量為170～190sccm、氮氣的通氣流量為3000～3400sccm、氧氣的通氣流量為490～510sccm，時間為220～260秒。

23、優(yōu)選的，在步驟(s6)恒溫和(s8)恒溫中，bcl3和氮氣的通氣流量及時間相同，bcl3的通氣流量為280～320sccm、氮氣的通氣流量為3000～3400sccm，時間為190～210秒。

24、優(yōu)選的，在(s10)硼源推進中，先升溫至885～915℃，停止通入氧氣，同時通入bcl3和氮氣，bcl3的通氣流量為280～320sccm、氮氣的通氣流量為480～520sccm，時間為100～140秒；再停止通入bcl3，僅通入氮氣，通氣流量為3300～3600sccm，時間為380～420秒；然后在爐管內(nèi)壓力為380～420mbar、溫度為885～915℃保溫，僅通入氮氣對沉積的bcl3進行推進，氮氣的通氣流量為4300～4600sccm，時間為430～470秒。

25、優(yōu)選的，在步驟(s11)降溫氧化、步驟(s12)恒溫氧化和步驟(s13)降溫氧化中，氧氣、氮氣和濕氧的通氣流量相同，氧氣的通氣流量為1800～2200sccm、氮氣的通氣流量為580～620sccm、濕氧的流量為1400～1600sccm。

26、優(yōu)選的，在步驟(s11)降溫氧化、步驟(s12)恒溫氧化和步驟(s13)降溫氧化中，所述濕氧為氧氣進入硼擴爐管前先通過水浴裝置(如水瓶)以增加氧氣濕度。

27、另一方面，本發(fā)明提供了一種n型topcon電池，所述電池的制備方法包括上述硼擴散工序，所述硼擴散的方阻控制在500～600ω/sq、bsg厚度為80～120nm。

28、采用本發(fā)明的硼擴散工序，可以在n型topcon電池的制備過程中無需疊加激光se工序，實現(xiàn)輕摻雜模式下保證良好接觸的路線，明確了n型topcon電池正面匹配激光燒結的工藝路線為：制絨工序—硼擴散工序(形成摻雜層及bsg層)—去bsg—堿拋—lpcvd—磷擴—去psg—rca—ald—正/背膜pecvd—絲網(wǎng)印刷—燒結、退火—激光燒結—測試。該工藝路線中硼擴散工序采用本發(fā)明提供的方法，其余各工序為產(chǎn)線常規(guī)工藝，使用量產(chǎn)工藝配方即可。使用激光燒結促使銀硅互擴散，形成等同于激光se摻雜或者優(yōu)于激光se摻雜的接觸效果，實現(xiàn)了更進一步減少表面富硼層的效果，同時取消激光se工序可完全避免電池表面損傷。

29、采用本發(fā)明技術方案產(chǎn)生的有益效果如下：

30、本發(fā)明在硼擴散工序的氧化過程中，將氧化溫度控制在800～900℃，爐管內(nèi)壓力為850～900mbar，同時通入氧氣、氮氣和濕氧。氧化所使用的壓力為850～900mbar，與常壓(1000mbar)相差不是很大，對壓力的要求不高。

31、本發(fā)明中的濕氧不同于現(xiàn)有技術中的濕氧化，現(xiàn)有技術采用的是通入氧氣的同時直接通液態(tài)水。如果采用現(xiàn)有技術直接通液態(tài)水進硼擴爐管，均勻性會特別差；因為液態(tài)水進入腔體，靠近該物質出口的硅片反應會劇烈，遠離出口的硅片反應不充分，只有靠增加時間來解決，如果降低氧化溫度就需要延長氧化時間。因為靠近出口的硅片充分反應后，遠離液態(tài)水出口的硅片才會有反應資源。而本發(fā)明中的濕氧是在增加水浴裝置(如水瓶)的情況下的“氧”，進入硼擴爐管內(nèi)仍是氣態(tài)的“氧”，到硼擴爐管內(nèi)會迅速擴散，不會引起均勻性問題。這樣，即使降低氧化溫度也無需延長氧化時間。

32、本發(fā)明同時通入氧氣、氮氣和濕氧，可以降低硼擴散氧化溫度100～200℃。采用濕氧來在增加氧氣進入硼擴爐管前的濕度，濕氧的氧化性較強，更有利于提升氧化速率、提高氧化效率，可以在硅片表面的富硼層形成80～120nm厚的bsg，硼擴散的方阻控制在500～600ω/sq。這樣，在低溫狀態(tài)下既保證了bsg厚度，也降低了氧元素對硅片的影響，減少同心圓現(xiàn)象。

33、另外，本發(fā)明還結合三次逐步升溫沉積擴散，克服硼擴散摻雜過程中摻雜不勻的問題，能夠顯著改善方阻均勻性，進而減少同心圓現(xiàn)象，有利于提高電池的電性能，獲得電性能優(yōu)異的太陽能電池。