Poly-SEs技術通過在電池的正面和背面形成具有選擇性的多晶硅層，有效降低了電池的寄生吸收和接觸電阻，同時提供了優異的電流收集能力。在n型TOPCon太陽能電池中，Poly-SEs的應用尤為重要，因為它們能夠在保持低復合電流密度（J0）和低接觸電阻（ρc）的同時，實現對光生載流子的高效收集，這對于提高電池的整體性能至關重要。美能在線Poly膜厚測試儀對于控制和優化Poly-SEs結構中的多晶硅層厚度至關重要，因為Poly層的厚度直接影響電池的電學性能和效率。Poly-SEs的n-TOPCon電池制備

采用 182mm×182mm n 型直拉硅（Cz-Si）晶片，經堿液（KOH）制絨、氫氟酸（HF）清洗、硼（B）選擇性發射極形成、背面拋光、SiO?和本征非晶硅（a-Si）層沉積、退火、磷硅玻璃（PSG）去除、鈍化、金屬化等工藝制備 n-TOPCon 電池。

具有選擇性多晶硅基鈍化觸點的 n-TOPCon 太陽能電池

電池結構：展示了n-TOPCon太陽能電池的橫截面視圖，包括前表面、n型硅基底、SiOx層、n+多晶硅層以及金屬化接觸。

選擇性多晶硅鈍化接觸（Poly-SEs）：圖中詳細描繪了Poly-SEs的結構，包括n++多晶硅層（重摻雜區域）和n+多晶硅層（輕摻雜區域）。這種結構有助于減少寄生吸收和接觸電阻，同時提供更好的電流收集。多晶硅鈍化接觸工藝參數的影響

不同工藝條件下SiOx/n+-poly-Si層的ECV剖面圖

鈍化性能：ECV剖面的形狀提供了關于SiOx層鈍化質量的信息。一個理想的鈍化接觸應該具有淺的摻雜剖面和低的表面摻雜濃度，以實現有效的電子傳輸和低的載流子復合。

工藝優化：通過分析這些ECV剖面，研究人員可以確定最佳的toxidation和tpressure條件，以實現最佳的電池性能。

不同工藝參數下SiOx/n+-poly-si層的Jo值

Jo與SiOx層質量的關系：圖中的數據揭示了Jo與SiOx層質量之間的相關性。較高的Jo值可能指示較差的鈍化效果，而較低的Jo值可能與較好的鈍化效果相關。

工藝參數優化：通過分析Jo的變化，可以確定最佳的toxidation和tpressure條件，以實現最佳的電池性能。這些參數的優化有助于實現更低的載流子復合，從而提高電池的效率。

不同工藝參數下SiOx/n+-poly-Si層的接觸電阻變化

ρ?與SiOx層質量的關系：較高的ρ?值可能指示較差的鈍化效果和較高的載流子復合，而較低的ρ?值可能與較好的鈍化效果相關。

工藝參數優化：通過分析ρ?的變化，可以確定最佳的toxidation和tpressure條件，以實現最佳的電池性能。這些參數的優化有助于實現更低的接觸電阻，從而提高電池的填充因子（FF）和效率。磷摻雜多晶硅層工藝參數影響

制備三組SiOx/a-Si層樣品

三組樣品SiO/a-si層的平均iVoc

退火和磷摻雜影響：研究 SiO?/a-Si 層在不同處理后的 iVoc 值，發現退火或磷摻雜可釋放氫原子鈍化缺陷，但高溫下多晶硅退火樣品 iVoc 值下降大，磷摻雜樣品變化小，選擇 n?- 多晶硅層用于當前高溫工藝。工藝參數對P摻雜多晶硅層的影響

n+-poly-Si層在不同工藝參數下的ECV剖面

工藝溫度主導影響：工藝溫度（T_dep 和 T_drive-in）對 n?- 多晶硅層摻雜劑分布的影響比 POCl?載氣流量（G_POCl?）更為顯著，G_POCl?敏感性較低。

T_dep 與表面濃度關系：沉積溫度（T_dep）升高會使更多摻雜劑擴散進入多晶硅層，從而顯著影響多晶硅層表面濃度。

T_drive-in 與鈍化性能關系：驅入溫度（T_drive-in）主要影響多晶硅層 “膝形” 曲線尾部，過高的 T_drive-in（如 905°C）會破壞 SiO?層質量，導致磷擴散進入 SiO?層，降低鈍化性能，影響電池性能。

不同工藝參數下n+-poly-Si層的Jo值變化

驅動溫度影響最大：在三種工藝參數中，驅入溫度（T_drive-in）對Jo值影響最大，其次是 POCl?載氣流量（G_POCl?），沉積溫度（T_dep）影響相對較小。

化學鈍化主導影響：T_drive-in對Jo的影響主要與高溫下磷擴散進入硅引起的SiO?層化學鈍化有關，同時摻雜濃度引起的場效應鈍化也對Jo有影響，這表明在優化 n-TOPCon 太陽能電池工藝時，以實現良好的鈍化效果，降低Jo值，提高電池性能。

不同工藝參數下n+-poly-Si層的接觸電阻變化

在三種工藝參數中，沉積溫度（T_dep）對 ρ?的影響最大，其次是驅入溫度（T_drive-in），POCl?載氣流量（G_POCl?）影響相對最小；ρ?的變化與總摻雜水平密切相關。

不同POCl?-N2載氣流量下的光學反射率

有無多晶硅層對比：蝕刻表面無 n?- 多晶硅層時，反射率曲線在約400nm處僅有一個峰值，反射率達到 45%；而有n?- 多晶硅層的樣品在450nm和550nm處有兩個峰值，且在450-800nm波長范圍內R值小于蝕刻表面。

G_POCl?影響：當 G_POCl?從2400 sccm降低到1200 sccm時，反射率增加，這意味著較低的 G_POCl?會導致更高的反射率。選擇性多晶硅鈍化接觸研究

不同條件下的ECV剖面、方塊電阻、Jo、ρ?以及近紅外寄生吸收電流損失密度

制備不同厚度 n?- 多晶硅層，分析其性能，發現厚度減小，片電阻增加，ρ?減小，J??每納米增加約 0.0093mA/cm2，30nm 厚的多晶硅層 J?值高，可能是界面處漿料尖峰導致。模擬計算不同結構電池參數，制備 Poly-SE 太陽能電池（n??/n?層厚度為 50/110nm）和普通電池（BKM，110nm），Poly-SE 電池 J??更高，效率增益 0.12%，Voc 變化可忽略，FF 無優勢，與模擬結果基本一致，差異源于電池制造工藝影響。

n??- 多晶硅層樣品在不同處理階段的掩膜線

通過 3D 打印掩膜技術、拋光和 RCA 清洗等工藝步驟，能夠得到相對均勻且邊緣清晰的 n??- 多晶硅層掩膜線，這證明了這些工藝在制備選擇性多晶硅鈍化接觸（Poly-SE）太陽能電池中的可行性，為實現精確的選擇性摻雜提供了保障。電池性能

BKM 和 Poly-SE 太陽能電池的 IV參數

Poly-SE 太陽能電池鈍化性能未顯著提高，iVoc 僅降低 1mV，壽命降低 17μs，與 BKM 相比，J??增加 0.28mA/cm2，Voc 略微降低 0.3mV，R?降低但 FF 無優勢，最佳電池中 R?和 FF 略有增加，整體效率中值提高 0.12%。失效分析

Poly-SE和BKM電池的各項電流損失情況

失效分析：電流損失分析表明，Poly-SE 相對于 BKM 的主要優勢是減少近紅外（NIR）寄生吸收損失，得益于背面拋光和 n?- 多晶硅層厚度薄；劣勢是抗反射涂層（ARC）反射率和前表面逃逸損失增加，與拋光過程損壞前表面紋理和增加反射率有關，優化鈍化工藝后，工業級 TOPCon 雙面電池效率可達 25.4%，Voc 為 721mV，J??為 42.2mA/cm2，FF 為 83.5%。

隨著對選擇性多晶硅鈍化接觸（Poly-SE）在 n-TOPCon 雙面太陽能電池的深入研究，通過系統研究 SiO?層和磷擴散工藝參數，優化了多晶硅鈍化層質量，成功提高了電池轉換效率。探索新的鈍化材料和工藝，以降低接觸電阻率，提高鈍化效果，為 n-TOPCon 太陽能電池的大規模應用奠定更堅實基礎，推動其在可再生能源領域發揮更大作用。美能在線Poly膜厚測試儀

采用微納米薄膜光學測量技術，能夠實現超廣測量范圍20nm-2000nm和0.5nm超高重復性精度，可對樣品進行快速、自動的5點同步掃描。

• Poly膜厚測試范圍20nm-2000nm

• 快速、自動的5點同步掃描

• 非接觸、無損測量，零碎片率

24小時自動且不停線校準，保證生產效率

美能Poly在線膜厚測試儀在n型TOPCon太陽能電池的生產過程中，為實現Poly-SEs技術提供了精確的薄膜厚度控制，確保了電池性能的優化和提升。通過這種高精度的在線監控和測試，美能光伏的設備助力光伏行業向更高效、更經濟的太陽能電池制造邁進。

原文出處：High-efficiency n-TOPCon bifacial solar cells with selective poly-Si based passivating contacts

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