关于太阳能电池发展中的TOPCon钝化结构概况

在生活中，你可能接触过各种各样的电子产品，那么你可能并不知道它的一些组成部分，比如它可能含有的TOPCon钝化，那么接下来让小编带领大家一起学习TOPCon钝化。

晶硅太阳电池的两个发展方向分别是降低成本和提升效率。光伏行业竞争激烈，继续降低成本十分困难，但提升效率仍有较大空间。复合损失是影响电池效率的关键因素。对于铝背场(Al-BSF)传统电池结构和主流的PERC电池来说，电池背面金属/半导体界面缺陷密度较高，界面复合是造成效率损失的重要原因。为了降低界面复合损失，接触面积需要进一步减少。然而，接触面积占总电池面积的比例有一个下限，否则会造成接触电阻过大，导致填充因子(FF)降低，电池转换效率下降。另一个方式则是利用结对载流子的选择通过特性(有效提高一种载流子的输运，同时阻碍另一种载流子的通过)，可大幅减少金属/半导体界面的复合。

TOPCon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact)太阳能电池技术，其电池结构为N型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，为N-PERT电池转换效率进一步提升提供了更大的空间。

这种钝化接触在两个方面上优异于其他传统电池结构：(1)金属/半导体界面的复合通过晶硅和金属接触之间的钝化层而减少;(2)多子可以由隧穿效应移动到金属接触，但少子因为载流子选择性不能从晶硅移动到金属接触。这种钝化接触可用本征非晶硅或者超薄氧化硅作为钝化层。基于非晶硅的钝化接触便是异质结电池结构或者HIT;基于SiO2的钝化接触和多晶硅的叠加结构便是TOPCon技术。因为异质结结构目前工艺过程中有温度限制，所以poly-Si/SiOx代替了非晶硅吸引到了众多研究者和企业的关注。

TOPCon正面与常规N型太阳能电池或N-PERT太阳能电池没有本质区别，电池核心技术是背面钝化接触，硅片背面由一层超薄氧化硅(1~2nm)与一层磷掺杂的微晶非晶混合Si薄膜组成。钝化性能通过退火过程进行激活，Si薄膜在该退火过程中结晶性发生变化，由微晶非晶混合相转变为多晶。在850°C的退火温度下退火，iVoc > 710 mV, J0在9-13 fA/cm2，显示了钝化接触结构优异的钝化性能，所制备的电池效率超过23%。目前N型前结钝化接触太阳能电池世界纪录(25.8%)由Fraunhofer-ISE研究所保持。

在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化，超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合，进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集，从而极大地降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流。

相信通过阅读上面的内容，大家对TOPCon钝化有了初步的了解，同时也希望大家在学习过程中，做好总结，这样才能不断提升自己的设计水平。