从基础制备工序上来讲，TOPCon电池的制备要经过制绒、正面硼扩散、去BSG+碱抛、LPCVD、磷扩散、去PSG+RCA、氧化铝钝化、正背膜、丝网印刷、烧结、检测分选、包装。

1. 检测目的硅片是太阳能电池片的载体，硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低，因此需要对来料硅片进行检测。

2. 检测方法

采用在线监测设备完成筛选。

3. 光伏硅片检测仪

对硅片表面不平整度、硅片的尺寸和对角线等外观参数;

4. 微裂纹检测模块

检测硅片的内部微裂纹;

5. 在线测试模组

主要测试硅片体电阻率和硅片类型、硅片的少子寿命。

硅片切割后其边缘有损伤，硅的晶格结构被破坏、表面复合严重，清洗制绒主要目的在于去除表面损伤并形成表面金字塔陷光结构、增加光线吸收，并提升少子寿命。

利用低浓度碱溶液对硅的不同晶面的各向异性腐蚀，在硅片表面形成绒面，绒面凹凸不平可以增加二次反射，增加硅片对太阳光的吸收，以减少电池片的反射率，改变光程及入射方式，同时增加硅片表面积，进而P-N结面积也同样增加，提高了电池的短路电流(Isc)和转换效率。

硅的各向异性腐蚀液通常用热碱溶液，如氢氧化钠，氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。大多使用浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液，腐蚀温度为70-85℃。此外还会在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂，以加快硅的腐蚀，获得均匀的绒面。

1. 制备PN结目的

P-N 结是光伏电池的“心脏”，是太阳能电池实现光能到电能转换的关键，在N型硅片（掺磷）上扩散P型元素（硼）形成P-N结（即空间电荷区），在正面形成P+层，背面形成N+层。

2. 制备PN结方法

在一定的浓度、温度、压力及时间下，硼源（BBr3或BCl3）在管式炉中汽化后，经过一系列化学反应在硅片表面进行沉积，获得合适的掺杂浓度、结深及方阻；

总反应：

3. 制备PN结流程

主要作用是制备 PN 结，由于硼在硅中的固溶度低，因此需要高温和更长的时间进行扩散。同时，扩散源的选择对生产过程也会有影响，氯化物腐蚀性较强，溴化物黏性大，清洗过程繁琐、增加运维费用。

硼扩散通常在较高的温度下完成-超出1000℃，并且和磷扩散所需的102分钟的循环周期相比，硼扩散的循环时间为150min。

在炉管内反应生成的气态HCl和H2O会在N2的携带下在炉管内均匀分布，H2O还会与BBr3和O2反应生成B2O3反应生成气态的HBO2，HBO2在高温下也会发生分解，生成B2O3，可以实现B2O3在太阳能电池片表面上的均匀分布；另一方面，H2O还会与炉管内沉积的B2O3发生反应，这样即避免了B2O3在扩散炉管壁的沉积，延长了石英器件的使用寿命，同时增加有效的硼源；HCl还可以与太阳能电池片表面及炉管内的金属杂质反应，生成气态的金属氯化物，随尾气排出，可以避免金属杂质在高温过程中扩散入太阳能电池片内部。

1. 去BSG+碱抛光流程

刻蚀的主要作用为去除BSG和背结。扩散过程会在硅片表面及周边均形成扩散层，周边扩散层容易形成短路，表面扩散层影响后续钝化，因此需要去除。目前刻蚀主要采用湿法，先在链式设备中去除背面与周边扩散层，之后处理正面。

刻蚀的主要作用为去除 BSG 和背结。扩散过程会在硅片表面及周边均形成扩散层，周边扩散层容易形成短路，表面扩散层影响后续钝化，因此需要去除。目前刻蚀主要采用湿法，先在链式设备中去除背面与周边扩散层，之后处理正面。

2. 各槽体作用

3. 微观形态

4. 去BSG工艺原理

在室温条件下，使用HF溶液对扩散后的硅片进行两次刻蚀，去除硅片边缘及背面BSG，硅片在链式清洗机中以水上漂的方式（背面接触酸液）将背面的BSG去除，酸液主要成分为24.5%HF，主要化学反应方程式包括：

HF+SiO2→SiF4+H2O

SiF4+HF→H2SiF6

5. 背碱抛工艺原理

使用碱溶液和添加剂对硅片背表面进行硅片腐蚀，使其形成抛光的表面结构，后用盐酸和氢氟酸进行清洗，能够取得更好的抛光性能，并降低工艺成本。

在硅片背面沉积一层超薄氧化层提供良好的界面钝化，同时提供不同载流子隧穿势垒，氧化层上沉积一层非晶硅，增加电子的迁移速率同时抑制空穴的迁移速率，非晶硅与金属接触，起到电子传输桥梁的作用。

2. 制备非晶硅及超薄氧化层方法

① 用加热的方式，在低压条件下使SiH4在硅片表面反应并沉积成固体薄膜；

③ 非晶硅沉积：高温通硅烷，硅烷热分解成硅和氢气，反应方程式：SiH4（气）=Si（固）+H2；

④ 工艺参数

1. 磷扩散目的

在背面形成N+层，对多晶硅层进行磷掺杂，形成重掺杂的多晶硅，形成好的钝化接触结构。

2. 磷扩散原理

氧气的存在下，POCl3在高温下分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5）,反应式：

生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子,反应式：

使用链式去PSG刻蚀去除硅片边缘及正面的氧化层，裸露出绕镀的PolySi，刻蚀过程中电池背面的氧化硅层用水膜进行保护，然后采用槽式刻蚀对硅片进行处理，背面的氧化硅可作为掩膜层保护背面Poly-Si膜，边缘及正面的Poly-Si膜被刻蚀液腐蚀去除。

在硅片背面沉积一层AL2O3，对背面进行钝化，降低背表面复合速率，增加二次反射。

使用ALD设备在硅片表面镀上一层Al2O3层，以提高硅片表面的钝化及吸杂效果。主要是利用气态Al(CH3)3与水汽（H2O）反应，生成Al(OH)3，附着在硅片表面，同时产生甲烷气体。

Al(CH3)3+3H2O→Al(OH)3+3CH4↑

2Al(OH)3→Al2O3+3H2O↑

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抛光硅表面的反射率为35%，为了减少表面反射,提高电池的转换效率,需要沉积一层氮化硅减反射膜。利用薄膜干涉原理，可以使光的反射减少。

工业生产中常采用PECVD设备制备氮化硅减反射膜。利用辉光放电使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体SiH4和NH3，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄膜即氮化硅薄膜。

SiH4+NH3+N2O→xSi2O2N4+N2↑+yH2↑

1. 丝网印刷目的

太阳电池经过制绒、扩散及PECVD等工序后，已经制成PN结，可以在光照下产生电流，为了将产生的电流导出，需要在电池表面上制作正、负两个电极。

2. 烧结目的

3. 烧结方法

预烧结阶段目的是使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉，此阶段温度慢慢上升；烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应，形成电阻膜结构，使其真正具有电阻特性，该阶段温度达到峰值；降温冷却阶段，玻璃冷却硬化并凝固，使电阻膜结构固定地粘附于基片上。