TOPCon电池技术介绍

1. TOPCon原理&结构

1.1 TOPCon简介

TOPCon太阳能电池(隧穿氧化层钝化接触，Tunnel Oxide Passivated Contact)是一种使用超薄氧化层作为钝化层结构的太阳电池。

2013年德国Fraunhofer研究所的Frank Feldmann博士在28th EU-PVSEC首次报道了TOPCon电池概念。

1.2 TOPCon原理

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。

1.3 TOPCon结构

电池基板以N型硅基板为主，使用一层超薄的氧化层与掺杂的薄膜硅钝化电池的背面，其中背面氧化层厚度1.4nm，采用湿法化学生长，随后在氧化层之上，沉积20nm掺磷的非晶硅，之后经过退火重结晶并加强钝化效果。

2. TOPCon电池优势

2.1优良的界面钝化能力；

2.2有效的掺杂使得硅衬底中费米能级分离(高Voc)；

2.3很强的多子输运能力(高FFs)。

3. TOPCon VS HIT对比

3.1光的寄生吸收损失降低；

3.2 Si薄膜电阻降低，缺陷态密度也较低；

3.3 Si/TCO的接触电阻降低。

4.氧化硅薄层的作用

氧化硅薄层对TOPCon钝化效果的影响，混合型硅薄膜结构能有效改善电池背表面的钝化效果，有较低的缺陷态密度，提高了其开路电压。

5. TOPCon电池的载流子输运机制

6. TOPCon电池总结

6.1对于TOPCon结构(c-Si/SiOx/doped poly-Si)，PECVD生长的a-Si经退火后能获得较好的钝化效果，然而非晶硅由于较高的H含量，容易出现起泡现象；

6.2 PECVD生长的μc-Si薄膜在退火过程中能够保持稳定，但是钝化效果略低。μc-Si/a-Si混合结构能抑制起泡，并且获得较高的钝化性能，少子寿命超过3.2ms, iVoc超过720mV；

6.3发射极的表面钝化对电池性能至关重要，通过改善发射极的钝化，电池开路电压显著提高。

6.4更多详细内容链接：

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