Poly層厚度對(duì)N型TOPCon太陽能電池電學(xué)性能的影響

具有超薄氧化硅SiOx薄膜和摻磷多晶硅Poly層的TOPCon太陽能電池具有高達(dá)28.7%的理論效率極限，成為目前行業(yè)的研究熱點(diǎn)技術(shù)。TOPCon電池在金屬與硅接觸界面表現(xiàn)出優(yōu)越的鈍化質(zhì)量，具有更高的載流子選擇性和更低的復(fù)合率。但不同厚度的n+Poly層會(huì)對(duì)金屬化接觸形成的微觀結(jié)構(gòu)、鈍化效果和電池的電學(xué)性能產(chǎn)生影響。美能在線Poly膜厚測(cè)試儀專為光伏工藝監(jiān)控設(shè)計(jì)，幫助客戶準(zhǔn)確獲得樣品不同位置的膜厚分布信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控工藝的穩(wěn)定性，從而優(yōu)化薄膜厚度。

摻雜的多晶硅通常是經(jīng)過高溫?zé)崽幚?/strong>后從非晶硅層a-Si結(jié)晶而成。通常，制備的方法包括PECVD、LPCVD、常壓CVD、高壓CVD、濺射和電子束蒸發(fā)。通過對(duì)鈍化接觸的參數(shù)，比如對(duì)SiOx薄膜和Poly層的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和厚度以及鈍化觸點(diǎn)的金屬化進(jìn)行研究，可以為沉積制備工藝參數(shù)對(duì)Poly層和電池性能的影響提供有價(jià)值的見解。

TOPCon太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖

通過控制SiOx薄膜的界面缺陷和Poly層的摻雜濃度，摻雜后的Poly層可以獲得良好的鈍化性能和較低的接觸電阻率。通過控制沉積工藝方法可以改變Poly層的厚度，不同厚度會(huì)對(duì)發(fā)射極的飽和電流密度、金屬化復(fù)合和接觸電阻率ρc產(chǎn)生影響。

以下我們通過對(duì)厚度為30nm、50nm、70nm、100nm的多晶硅Poly層進(jìn)行測(cè)量與分析。

薄層電阻R□

當(dāng)n+Poly層厚度從100nm減小到30nm時(shí)，電池片的薄層電阻（R□）從45.1增加到57.2Ω/sq。這是因?yàn)镻oly層的厚度決定了總摻雜量。雖然表面摻雜濃度相同，隨著厚度的不斷增加，總摻雜量也在增加，導(dǎo)致電池片的薄層電阻降低。

不同n+Poly層厚度TOPCon太陽能電池薄層電阻圖

接觸電阻率ρc

當(dāng)n+Poly層的厚度從30nm增加到100nm時(shí)，接觸電阻率顯著降低。隨著厚度增加，總摻雜濃度也隨之增加，從而使硅片內(nèi)部的耗盡區(qū)寬度變窄，促進(jìn)了載流子通過肖特基勢(shì)壘的量子隧穿效應(yīng)。較厚的Poly層能夠提供更多的摻雜原子，減少接觸電阻率。不同n+Poly層厚度TOPCon太陽能電池接觸電阻率ρc圖

I-V參數(shù)

較薄的n+Poly層（30 nm）由于無法提供足夠的摻雜濃度和鈍化效果，導(dǎo)致效率Eff和開路電壓Voc較低。在n+Poly層厚度為70 nm和100 nm時(shí)，太陽能電池的效率Eff、開路電壓Voc和填充因子FF均達(dá)到最佳狀態(tài)。這表明，這兩個(gè)厚度能夠提供良好的電性能和平衡的摻雜濃度與電阻特性。

表.不同n+Poly層厚度TOPCon太陽能電池的I-V參數(shù)

不同n+Poly層厚度TOPCon太陽能電池的I-V參數(shù)

從上述中可以得出結(jié)論，Poly層的厚度對(duì)TOPCon太陽能電池的電學(xué)性能有顯著影響。較厚的Poly層具有較低的薄膜電阻，能夠提供更高的導(dǎo)電性。這也表明在設(shè)計(jì)和制造太陽能電池時(shí)，需要優(yōu)化Poly層的厚度，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)高效TOPCon太陽能電池至關(guān)重要。

美能在線Poly膜厚測(cè)試儀

美能在線Poly膜厚測(cè)試儀，可完成薄膜厚度精確檢測(cè)的同時(shí)銜接于產(chǎn)業(yè)化檢測(cè)工序中，使電池廠商在沉積工藝產(chǎn)線中，運(yùn)用該設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模的系統(tǒng)化檢測(cè)，從而幫助電池廠商大大節(jié)約檢測(cè)時(shí)間、提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量保證！

• Poly膜厚測(cè)試范圍20nm-2000nm

• 快速、自動(dòng)的5點(diǎn)同步掃描

• 非接觸、無損測(cè)量，零碎片率

• 24小時(shí)自動(dòng)且不停線校準(zhǔn)，保證生產(chǎn)效率

在實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)化Poly層的厚度能夠在性能和成本之間取得更好的平衡，實(shí)現(xiàn)n-TOPCon太陽能電池的整體效率和經(jīng)濟(jì)性。美能在線Poly膜厚測(cè)試儀專為光伏工藝監(jiān)控設(shè)計(jì)，幫助客戶準(zhǔn)確獲得樣品不同位置的膜厚分布信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控工藝的穩(wěn)定性，從而優(yōu)化薄膜厚度。