04从专利维度看TOPCon电池

国内厂商这2年疯狂加大对 TOPCon 技术的布局，所以专利申请量猛增。

在德高行全球专利数据库中，以TOPCon、钝化接触结构等关键词检索，国内专利申请人排名如下：

排名第一的泰州中来光电科技有限公司是中来股份（300393）在泰州市姜堰区设立的全资子公司，成立于2016年2月，致力于N型单晶硅双面高效太阳能电池的研发及制造。

最新公开的5件专利（围绕TOPCon制备、钝化接触结构实现）

05分享钝化接触结构行业标志性专利

背景技术与解决的现实问题

TOPCon电池结构是一种新型、高效的钝化接触电池结构，其核心结构为1～2nm的隧穿氧化硅叠加一定厚度的重磷或者硼原子掺杂多晶硅的膜层结构。

其中，双面TOPCon电池的正背面均印刷细栅型图案化电极，背面电极的实现方式一般为印刷浆料并高温烧结的方式。

然而，浆料在高温烧结时会烧穿电池表面的常用钝化层（如氮化硅膜）并破坏重掺杂多晶硅层，而当重掺杂多晶硅较薄时，浆料会烧穿多晶硅和隧穿氧化硅直接与硅衬底接触，这会极大增加印刷电极区域的金属复合，从而导致印刷电极区域的钝化性能下降，进而导致电池的开路电压降低，同时还会导致其接触电阻率的增加，从而导致电池的串联电阻增加和填充因子的降低，进而降低电池效率。

而增加重掺杂多晶硅的厚度可以有效的降低浆料在高温烧结时烧穿重掺杂多晶硅的几率，同时掺杂浓度越高可以进一步抑制金属复合并对减小接触电阻有促进作用。因此，印刷电极区域需要更厚、掺杂浓度更高的多晶硅层。

而非印刷电极区域对多晶硅的要求有所不用，原因在于掺杂多晶硅对长波段光存在自由载流子吸收损失；非印刷区域的多晶硅厚度越大、掺杂浓度越高，自由载流子吸收损失越大，短路电流损失就越大，导致电池效率降低。

因此，为满足钝化性能需求、并提高电池效率，印刷电极区域需要更厚、掺杂浓度更高的多晶硅层，同时非印刷电极区域的多晶硅需要尽可能的薄同时掺杂浓度低。因此，面对如何实现TOPCon钝化接触电池结构的印刷电极区域沉积较厚的高掺杂多晶硅，而非印刷电极区域沉积较薄的轻掺杂多晶硅厚度这一技术难题，现有技术提出了如下方法：

如常州天合光能有限公司提供了公开号为CN106449800A的一种选择性多晶硅薄膜的钝化接触结构及其制备方法；其特点在于先整面沉积较厚的掺杂多晶硅层，然后在拟印刷电极区域覆盖一层掩膜，然后通过化学刻蚀的方式将无掩膜区域的多晶硅厚度减薄。该方法的缺点在于：1．步骤复杂，需要印刷掩膜同时还要增加湿法刻蚀步骤；2．通过化学刻蚀的方法，拟印刷电极区域和非印刷电极区域的多晶硅掺杂浓度相同，无法通过此法实现掺杂浓度的差异化。

又如三江学院提供了公开号为CN112736159 A的一种选择性多晶硅厚度与掺杂浓度电池结构的制备方法；其特点在于先使用PECVD（Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，等离子体增强化学的气相沉积）法沉积一层厚度较薄，掺杂剂量较低的非晶硅薄膜，然后采用掩膜版盖在非晶硅薄膜上，掩膜版镂空区域与拟印刷电极区域重合，采用PECVD法继续在掩膜版镂空区域沉积一层较厚的非晶硅薄膜，然后整体高温退火，使非晶硅转变成多晶硅。该方法的缺点在于：

1． PECVD法制备原位掺杂的非晶硅膜时，非晶硅膜的厚度增加容易导致爆膜效应，进而导致其钝化性能急剧变差，且爆膜处的多晶硅易脱落，也即，PECVD方法不适合沉积较厚的非晶硅；

2． 需添加掩膜版同时，还需将掩膜版固定在电池片的对应位置，工序繁琐；

3． 在采用掩膜版盖住非晶硅薄膜再次沉积非晶硅时，当掩膜版与电池片贴合不紧密时，采用PECVD法二次沉积的非晶硅的沉积范围会明显大于镂空区域范围，掩膜精准性较差；

4．PECVD法制备原位掺杂非晶硅无法避免非晶硅膜绕镀的产生，还需要额外的去绕镀工序。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术的不足，提供一种钝化接触结构的制备方法，该制备方法不仅能制得具有选择性厚度和掺杂浓度的多晶硅的钝化接触结构，还能使该钝化接触结构的制备更方便、更精准、更高效。

本发明的目的之二在于克服现有技术的不足，提供一种钝化接触结构在太阳能电池中的应用方法，也即将上述制备方法所制得的具有选择性厚度和掺杂浓度的多晶硅的钝化接触结构进一步制备成太阳能电池，以同时实现开路电压、填充因子和短路电流的提升，进而提升电池效率。

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       原文标题 : 中企又插美国光伏产业一刀！TOPCon电池报价无限逼近主流，专利密布技术难点！