1. SE-Laser-Dotierungsprozess
Zweck:Das selektive Emitter-Laserdotierungsverfahren (SE-Laserdotierung) verbessert die Emitterschicht einer N-Typ-TOPCon-Zelle, um den Kontaktwiderstand zu verringern und die Umwandlungseffizienz zu steigern.
Mechanismus:Die Laserenergie schmilzt die Siliziumoberfläche, wodurch Boratome (B) aus dem Borosilikatglas schnell in das Silizium diffundieren und eine hochdotierte Schicht bilden. Die hohe Dotierung an den Kontaktpunkten reduziert den Kontaktwiderstand, während die geringere Dotierung an anderen Stellen die Rekombinationsverluste minimiert und letztendlich den Wirkungsgrad um 0,2–0,4 % verbessert.
2. Bildung von Tunneloxid- und polykristallinen Siliziumschichten
Zweck:Diese Schichten auf der Rückseite des Siliziumwafers bilden eine passivierte Kontaktstruktur, die für die Reduzierung der Rekombination und die Steigerung der Effizienz von entscheidender Bedeutung ist.
Verfahren:Das in der Industrie bevorzugte Verfahren der plasmaverstärkten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD) erzeugt einen 1–2 nm dicken Siliziumoxidfilm und eine 100–150 nm dicke, dotierte amorphe Siliziumschicht, die während des Temperns zu einer polykristallinen Schicht kristallisiert. PECVD bietet hohe Abscheidungsgeschwindigkeit, geringe Kontamination und niedrige Kosten und ist daher eine effektive Wahl für die Massenproduktion.
3. Antireflexbeschichtung (ARC)
Zweck:Die mehrschichtige dielektrische Struktur (SiOx/SiONx/SiNx) reduziert die optischen Verluste und verbessert die Lichtabsorption, wodurch der Photostrom und die Effizienz gesteigert werden.
Zusätzliche Vorteile:Die ARC sorgt für Oberflächenpassivierung, indem sie die Oberflächenrekombinationsrate verringert, die Lebensdauer der Zelle verlängert und zuvor abgeschiedene Schichten (wie z. B. Aluminiumoxid auf der Vorderseite) vor Beschädigung und Verunreinigung schützt.
4. Laserinduziertes Feuern (LIF)
Zweck:LIF wird nach dem Siebdruck eingesetzt, um den Kontakt zwischen Metallpaste und Silizium zu optimieren. Dieses Verfahren verbessert den ohmschen Kontakt und reduziert den Kontaktwiderstand, wodurch die elektrische Leistung gesteigert wird.
Auswirkungen:Es hat sich gezeigt, dass LIF die Umwandlungseffizienz um 0,2 % oder mehr steigert und somit eine wertvolle Ergänzung für die TOPCon-Herstellung darstellt.
Diese zentralen Prozessschritte verdeutlichen die fortschrittlichen Fertigungstechniken der TOPCon-Technologie, die eine höhere Effizienz und verbesserte Stabilität der Solarzellenleistung ermöglichen.
