Poly层厚度对N型TOPCon太阳能电池电学性能的影响

具有超薄氧化硅SiOx薄膜和掺磷多晶硅Poly层的TOPCon太阳能电池具有高达28.7%的理论效率极限，成为目前行业的研究热点技术。TOPCon电池在金属与硅接触界面表现出优越的钝化质量，具有更高的载流子选择性和更低的复合率。但不同厚度的n+Poly层会对金属化接触形成的微观结构、钝化效果和电池的电学性能产生影响。美能在线Poly膜厚测试仪专为光伏工艺监控设计，帮助客户准确获得样品不同位置的膜厚分布信息，实时监控工艺的稳定性，从而优化薄膜厚度。

 

掺杂的多晶硅通常是经过高温热处理后从非晶硅层a-Si结晶而成。通常，制备的方法包括PECVD、LPCVD、常压CVD、高压CVD、溅射和电子束蒸发。通过对钝化接触的参数，比如对SiOx薄膜和Poly层的结构性质和厚度以及钝化触点的金属化进行研究，可以为沉积制备工艺参数对Poly层和电池性能的影响提供有价值的见解。

 

TOPCon太阳能电池结构示意图

 

 

通过控制SiOx薄膜的界面缺陷和Poly层的掺杂浓度，掺杂后的Poly层可以获得良好的钝化性能和较低的接触电阻率。通过控制沉积工艺方法可以改变Poly层的厚度，不同厚度会对发射极的饱和电流密度、金属化复合和接触电阻率ρc产生影响。

 

以下我们通过对厚度为30nm、50nm、70nm、100nm的多晶硅Poly层进行测量与分析。

薄层电阻R□
 

当n+Poly层厚度从100nm减小到30nm时，电池片的薄层电阻（R□）从45.1增加到57.2Ω/sq。这是因为Poly层的厚度决定了总掺杂量。虽然表面掺杂浓度相同，随着厚度的不断增加，总掺杂量也在增加，导致电池片的薄层电阻降低。

 

不同n+Poly层厚度TOPCon太阳能电池薄层电阻图

 

接触电阻率ρc
 

当n+Poly层的厚度从30nm增加到100nm时，接触电阻率显著降低。随着厚度增加，总掺杂浓度也随之增加，从而使硅片内部的耗尽区宽度变窄，促进了载流子通过肖特基势垒的量子隧穿效应。较厚的Poly层能够提供更多的掺杂原子，减少接触电阻率。不同n+Poly层厚度TOPCon太阳能电池接触电阻率ρc图

 

I-V参数

较薄的n+Poly层（30 nm）由于无法提供足够的掺杂浓度和钝化效果，导致效率Eff和开路电压Voc较低。在n+Poly层厚度为70 nm和100 nm时，太阳能电池的效率Eff、开路电压Voc和填充因子FF均达到最佳状态。这表明，这两个厚度能够提供良好的电性能和平衡的掺杂浓度与电阻特性。

 

表.不同n+Poly层厚度TOPCon太阳能电池的I-V参数

 

 

不同n+Poly层厚度TOPCon太阳能电池的I-V参数

 

从上述中可以得出结论，Poly层的厚度对TOPCon太阳能电池的电学性能有显著影响。较厚的Poly层具有较低的薄膜电阻，能够提供更高的导电性。这也表明在设计和制造太阳能电池时，需要优化Poly层的厚度，这对于实现高效TOPCon太阳能电池至关重要。

 

 

美能在线Poly膜厚测试仪

 

美能在线Poly膜厚测试仪，可完成薄膜厚度精确检测的同时衔接于产业化检测工序中，使电池厂商在沉积工艺产线中，运用该设备进行大规模的系统化检测，从而帮助电池厂商大大节约检测时间、提高生产效率与质量保证！

 

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在实际应用中，优化Poly层的厚度能够在性能和成本之间取得更好的平衡，实现n-TOPCon太阳能电池的整体效率和经济性。美能在线Poly膜厚测试仪专为光伏工艺监控设计，帮助客户准确获得样品不同位置的膜厚分布信息，实时监控工艺的稳定性，从而优化薄膜厚度。