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。在本节中，本期「美能光伏」将给你介绍这种高科技的光伏电池设计。

工作原理

Topcon技术与n-PERT双面电池产线相兼容，可以通过对n-PERT双面电池产线简单的改造实现N型单晶双面Topcon电池的规模化生产。隧穿氧化层可通过热氧法得到，降低氧气分压后，氧化速率缓慢，可得到厚度和均匀性可控的氧化硅膜层。poly层可通过高温下硅烷的热分解实现。

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。

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。

制作原理

LPCVD设备可一站式完成隧穿氧化层和poly层的制备。热氧和淀积poly层两个工艺二合一能够大幅提高产能，降低设备成本，相对于其他设备有较大优势。热氧工艺完成后在低压状态下进行淀积poly层，除节约时间外，更重要的是能够对超薄氧化硅层起到保护作用，一方面使氧化层不会在出舟过程中被进一步氧化，失去隧穿效应;另一方面氧化层也不会在空气中被污染。

Poly层中掺杂磷有两种方式，分别是原位掺杂和非原位掺杂。原位掺杂是在淀积poly过程中直接掺杂。非原位掺杂是淀积poly层完成后，再进行掺杂。可选用两种方式，一是离子注入加退火，二是磷扩散。离子注入工艺单面性较好，但是设备昂贵，产能低，大规模量产设备成本较高。磷扩工艺单面性稍差，但可以通过工艺设计可以解决这个问题，并且磷扩散设备在光伏市场上已经十分成熟，价格较低，工艺也非常稳定。综合考虑，在TOPCon电池量产中，LPCVD完成隧穿氧化层和Poly层的制备，再进行磷扩散是性价比最优选择。

量子效率测试仪

MNPVQE-300 光伏 QE 系统是光伏研究和生产线质量过程中常见的工具，用于准确测定太阳能电池光谱响应/EQE (IPCE) 和 IQE。

MNPVQE-300 与各种类型的光伏器件、材料和架构兼容，包括 c:Si、mc:Si、a:Si、µ:Si、CdTe、CIGS、CIS、Ge、染料敏化、有机/聚合物、串联、多结（2-、3-、4-结等）、量子阱、量子点、硫族化物和钙钛矿。

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