光伏电池——高温烧结对TOPCon电池的影响

主要观点总结

本文研究了隧穿氧化物钝化接触（TOPCon）太阳能电池在烧结过程中钝化质量下降的机制。主要发现过量氢从SiNx层扩散到SiOx层是钝化质量下降的主要原因。热应力导致的化学键断裂也影响了钝化效果。另外，磷扩散对钝化质量的影响较小。为解决这一问题，引入了Al₂O₃作为氢扩散阻挡层，有效提升了钝化质量和电池性能。该研究为工业规模TOPCon太阳能电池的制造提供了优化策略。

关键观点总结

关键观点1: 过量氢的积累是钝化质量下降的主要原因。

在烧结过程中，氢从SiNx层扩散到SiOx层，导致氢浓度过高，阻碍电子迁移，增加表面复合，从而降低钝化质量。

关键观点2: 热应力导致的化学键断裂也对钝化质量产生了影响。

高温烧结过程中，Si和SiOx之间的热膨胀系数差异导致c-Si/SiOx界面处产生热应力，使Si─O和Si─H键断裂，破坏界面钝化效果。

关键观点3: 磷扩散对钝化质量的影响较小。

虽然磷扩散在烧结过程中会发生，但其扩散量在不同温度下变化较小，对钝化质量的影响有限。

关键观点4: 引入Al₂O₃作为氢扩散阻挡层提升了钝化质量和电池性能。

Al₂O₃层通过其负电荷特性，有效阻止来自SiNx层的H⁺离子扩散到SiOx层，减少了过量氢的积累，从而显著提高了电池的开路电压，提升了太阳能电池的整体性能。