Giới thiệu

Pin mặt trời TOPCon loại N đơn tinh thể đã trở thành một trong những công nghệ hiệu suất cao hứa hẹn nhất trong ngành quang điện. Quy trình sản xuất của chúng bao gồm một chuỗi dài các bước được kiểm soát cẩn thận, bao gồm tạo nhám, khuếch tán boron, laser SE, ủ, đánh bóng kiềm, PE-poly, ủ, làm sạch RCA, phủ, kim loại hóa và kiểm tra, phân loại cuối cùng. Trong bài viết này, chúng tôi đi qua từng bước quy trình chính và giải thích tại sao chúng quan trọng.

1. Tạo nhám (TEX)

Mục đích của tạo nhám

Mục tiêu của tạo nhám là loại bỏ lớp hư hỏng cơ học trên bề mặt wafer và tạo thành bề mặt nhám hình kim tự tháp giúp tăng khả năng hấp thụ ánh sáng. Bằng cách giảm độ phản xạ bề mặt, dòng điện ngắn mạch (Isc) được cải thiện, cuối cùng nâng cao hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin.

Ăn mòn ướt là quy trình tạo nhám chủ đạo hiện nay. Các ion kim loại, lớp hư hỏng và các tạp chất khác trên bề mặt wafer hoạt động như các tâm tái hợp. Vì các electron và lỗ trống tách ra phải di chuyển qua và được thu thập tại bề mặt wafer, các tâm tái hợp này làm giảm thời gian sống của hạt tải thiểu số, khiến các hạt tải tái hợp trước khi có thể được đầu ra dưới dạng dòng điện bên ngoài. Các lớp oxit bề mặt và tạp chất hữu cơ cũng ảnh hưởng đến chất lượng lắng đọng và thụ động của các lớp AlOx và SiNx, vì vậy việc làm sạch bề mặt kỹ lưỡng là rất quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất pin.

Nguyên lý phản ứng

Kỹ thuật tạo nhám dựa trên tính chất khắc dị hướng của silicon tinh thể, trong đó kiềm nồng độ thấp và phụ gia khắc các mặt tinh thể khác nhau với tốc độ khác nhau. Tốc độ khắc trên mặt (110) và (100) lớn hơn nhiều so với mặt (111). Sau một thời gian khắc nhất định, bốn cấu trúc "hình chóp" bao gồm các mặt (111) còn lại trên bề mặt đơn tinh thể.

Sự sắp xếp nguyên tử khác nhau giữa các mặt tinh thể dẫn đến tốc độ khắc khác nhau:

• Mặt (100): sắp xếp nguyên tử tương đối lỏng lẻo với nhiều liên kết hóa học lộ ra, cho tốc độ khắc nhanh nhất.

• Mặt (110): mật độ nguyên tử nằm giữa (100) và (111), tốc độ khắc nhanh hơn nhưng thấp hơn một chút so với (100).

• Mặt (111): sắp xếp nguyên tử dày đặc nhất, các liên kết hóa học khó bị tấn công, cho tốc độ khắc chậm nhất.

Vai trò của phụ gia tạo nhám

Phụ gia làm giảm sức căng bề mặt của silicon, thúc đẩy giải phóng bọt khí hydro hình thành trong phản ứng và làm cho các hình chóp đồng đều hơn. Chúng cải thiện sự thấm ướt giữa bề mặt wafer và dung dịch phản ứng, làm yếu cường độ khắc của dung dịch NaOH, tăng điểm mầm và mật độ mầm, thúc đẩy sự hình thành số lượng lớn các hình chóp nhỏ. Nhìn chung, tính chất của phụ gia có ảnh hưởng trực tiếp nhất đến bề mặt hình chóp tạo nhám.

Quy trình

Trình tự tạo nhám thường bao gồm: làm sạch sơ bộ bằng NaOH và H2O2 (hỗ trợ làm sạch siêu âm ở 60°C, sau đó rửa bằng nước tinh khiết) để loại bỏ chất hữu cơ, tạp chất kim loại và vết cắt; tạo nhám kiềm sử dụng khoảng 0,6% NaOH và 0,4% phụ gia ở 82°C trong 420 giây để tạo cấu trúc hình chóp; làm sạch sau để loại bỏ chất hữu cơ còn sót lại; làm sạch axit sử dụng axit loãng (3,15% HCl + 7,1% HF) để trung hòa kiềm dư và loại bỏ lớp oxit; kéo chậm để khử nước trước, loại bỏ màng nước bằng sức căng bề mặt; và cuối cùng sấy khô bằng không khí nóng 90°C.

2. Khuếch tán Boron (B Diff)

Mục đích

Ở nhiệt độ cao, các nguyên tử boron khuếch tán vào bề mặt của wafer loại N để tạo thành tiếp giáp PN. Trường nội tại của tiếp giáp PN phân tách các hạt tải điện quang sinh để tạo ra dòng điện ra bên ngoài. Wafer loại P, với nồng độ lỗ trống cao, sử dụng pha tạp phốt pho để tạo tiếp giáp; wafer loại N, với nồng độ electron cao, sử dụng pha tạp boron.

Nguyên lý quy trình

Boron trichloride (BCl3) đi qua ống thạch anh ở 800-900°C và phản ứng với oxy tạo thành B2O3, chất này lắng đọng trên bề mặt wafer cùng với khí mang nitơ và phản ứng với Si để tạo ra nguyên tử boron, hình thành lớp thủy tinh borosilicate (BSG). Các nguyên tử boron sau đó khuếch tán vào wafer để tạo thành tiếp giáp PN. BCl3 là chất lỏng hoặc khí bốc khói không màu, có mật độ 1,35 kg/m3, nhiệt độ nóng chảy -107,3°C và nhiệt độ sôi 12,5°C. Nó không cháy, gây kích ứng và có mùi hăng, phân hủy trong nước tạo thành hydro clorua và axit boric với lượng nhiệt đáng kể. Sản phẩm trung gian B2O3, có nhiệt độ nóng chảy 450°C và nhiệt độ sôi 1860°C, vẫn ở dạng lỏng trong suốt quá trình và có tính ăn mòn mạnh đối với các thành phần thạch anh.

Khuếch tán boron khó hơn khuếch tán photpho, do đó quy trình TOPCon đặt ra yêu cầu cao hơn đối với thiết bị, bao gồm độ đồng đều cao hơn, nhiệt độ khuếch tán cao hơn (thường trên 1000°C) và thời gian khuếch tán dài hơn (quá trình tạo màng thường mất tới 240 phút), điều này làm tăng chi phí thiết bị và sản xuất ở giai đoạn hình thành tiếp giáp.

Quy trình

Khuếch tán được thực hiện theo hai cách. Khuếch tán lắng đọng trước (bước lắng đọng BSG) sử dụng nhiệt độ thấp hơn và giữ wafer trong môi trường tạp chất bão hòa, do đó nồng độ tạp chất bề mặt không đổi; đây được gọi là khuếch tán nguồn bề mặt không đổi. Khuếch tán phân bố lại đẩy boron từ BSG vào wafer ở nhiệt độ cao hơn trong môi trường giàu oxy mà không có tạp chất bên ngoài; ở đây nồng độ bề mặt thay đổi theo thời gian, được gọi là khuếch tán nguồn bề mặt hạn chế, với phân bố tạp chất Gaussian.

Các bước quy trình điển hình là: hút chân không để đạt áp suất thấp; gia nhiệt đến nhiệt độ khuếch tán (800-900°C); giữ nhiệt độ trong khi tiếp tục giảm áp suất; kiểm tra rò rỉ dưới áp suất thấp; tiền oxy hóa để tạo lớp SiO2 1nm nhằm làm chậm bước khuếch tán tiếp theo và làm cho khuếch tán boron đồng đều hơn; khuếch tán/lắng đọng bằng cách đưa nguồn boron vào để thực hiện lắng đọng trước chủ động và khuếch tán thụ động; gia nhiệt thêm trên 900°C để tăng tốc độ và độ sâu khuếch tán; hậu oxy hóa để tạo lớp SiO2 trên 100nm nhằm kiểm soát hàm lượng boron, làm sâu tiếp giáp, tạo lớp bảo vệ và hấp thụ tạp chất nền; làm mát đến nhiệt độ mở ống an toàn; và phá chân không bằng N2 để khôi phục áp suất khí quyển.

3. Loại bỏ BSG và khắc kiềm

Loại bỏ BSG

Sau khi khuếch tán boron, mặt sau và các cạnh của wafer mang một lớp BSG dày (40-100nm oxit). Lớp thủy tinh borosilicate này ảnh hưởng xấu đến các quy trình tiếp theo và có thể gây rò rỉ mối nối PN, do đó cần phải tẩy rửa hóa học sau khi pha tạp. Trước khi ăn mòn kiềm, một quy trình HF một mặt nội tuyến loại bỏ BSG ở mặt sau và cạnh, trong khi BSG mặt trước được giữ lại làm mặt nạ trong quá trình ăn mòn kiềm để bảo vệ cấu trúc mặt trước.

Wafer đầu tiên đi vào thiết bị làm sạch HF nội tuyến, nơi khoảng 60% HF hòa tan BSG mặt sau vào dung dịch trong khi một màng nước bảo vệ BSG mặt trước, sau đó là khoảng 0,5 phút rửa bằng nước tinh khiết. Trình tự bao gồm: áp dụng màng nước sử dụng tính ưa nước của SiO2 để bảo vệ BSG mặt trước; ăn mòn HF BSG mặt sau và cạnh; bước súng nước để làm mới màng nước có thể bị nhiễm bẩn; rửa nước để loại bỏ HF dư; làm sạch axit để loại bỏ các ion tạp chất còn lại; và làm khô màng nước mặt trước.

Ăn mòn kiềm

Mục đích của ăn mòn kiềm là loại bỏ mối nối PN ở mặt sau và các cạnh để ngăn rò rỉ, và tạo ra một hình thái mặt sau đồng đều, sạch sẽ để chuẩn bị cho quá trình thụ động mặt sau.

Có hai cách tiếp cận chính. Tạo kết cấu thứ cấp có nguyên lý tương tự như tạo kết cấu lần đầu, nhưng chất phụ gia phải làm giảm tốc độ phản ứng giữa BSG và kiềm. Đánh bóng kiềm sử dụng nồng độ kiềm cao và chất phụ gia để tăng tốc phản ứng kiềm-silic, làm yếu đặc tính ăn mòn dị hướng và tạo thành hình thái đánh bóng phản chiếu cao. Chất phụ gia ăn mòn kiềm bảo vệ BSG mặt trước, làm giảm tốc độ phản ứng của nó với kiềm để ngăn ăn mòn quá mức, giữ BSG làm mặt nạ cho các bước sau, giảm sức căng bề mặt để giải phóng bong bóng hydro, cải thiện độ thấm ướt và tăng mật độ tạo mầm.

4. Lắng đọng và phủ

Giai đoạn này lắng đọng lớp Oxit Tunnel (TOX), lớp Poly-Si và Mặt nạ. Lắng đọng chủ yếu diễn ra trong pha hơi chân không và có thể được chia thành Lắng đọng hơi vật lý (PVD), Lắng đọng hơi hóa học (CVD) và Lắng đọng lớp nguyên tử (ALD). PVD hóa hơi nguồn vật liệu thành các nguyên tử, phân tử hoặc ion và lắng đọng nó trên đế dưới áp suất thấp; CVD tạo ra các chất lắng đọng thông qua các phản ứng hóa học trên đế; và ALD lắng đọng vật liệu từng lớp một dưới dạng các lớp nguyên tử đơn lẻ.

Lớp Oxit Tunnel (TOX)

Lớp oxit đường hầm dựa trên hiệu ứng đường hầm lượng tử, sử dụng một lớp oxit siêu mỏng (thường 1-2nm) làm rào cản. Giữa đế silicon loại n và lớp poly-Si pha tạp, nó cho phép vận chuyển chọn lọc hạt tải: electron (hạt tải đa số) xuyên hầm qua oxit vào lớp poly-Si, trong khi lỗ trống (hạt tải thiểu số) đối mặt với rào cản năng lượng cao hơn (khoảng 4.5-4.8eV) và bị chặn lại. Nó cũng tạo ra sự uốn cong dải năng lượng và thụ động hóa hiệu ứng trường, trong đó sự khác biệt công thoát giữa poly-Si pha tạp và đế làm cong các dải năng lượng tại bề mặt tiếp xúc và tạo thành một trường tĩnh điện làm tăng hạt tải đa số và đẩy lùi hạt tải thiểu số, từ đó giảm tái hợp bề mặt.

Oxit có thể được chế tạo bằng oxy hóa nhiệt (tương thích với LPCVD) hoặc bằng PECVD, PEALD và oxy hóa nhiệt (tương thích với PECVD). Về mật độ màng, PEALD cho thụ động hóa tốt nhất nhưng chi phí thiết bị cao hơn, trong khi oxy hóa nhiệt và PECVD có tính kinh tế tốt hơn. ALD thường cho khoảng 0.7nm, oxy hóa nhiệt khoảng 1.3nm, và cơ chế đường hầm thường đạt được ở độ dày dưới 1.6nm. LPCVD trưởng thành hơn, với ưu điểm như kiểm soát đơn giản và chất lượng màng cao, nhưng có xu hướng tạo thành lớp poly-Si pha tạp bao quanh ở cạnh trước cần phải làm sạch, và tốc độ màng chậm. PECVD poly-Si là công nghệ mới hơn với tốc độ lắng đọng nhanh hơn, pha tạp tại chỗ và ít bao quanh hơn, nhưng độ trưởng thành vẫn cần cải thiện và có thể gặp vấn đề về bụi, hàm lượng hydro cao và hình thành bong bóng trong quá trình ủ nhiệt độ cao.

Lớp Poly-Si

Silicon đa tinh thể (Poly) được tạo thành từ vô số hạt silicon nhỏ, với kích thước hạt thường từ hàng chục đến hàng trăm nanomet và các ranh giới hạt giữa chúng. Lớp poly-Si thường được pha tạp phốt pho để tạo thành poly-Si loại n pha tạp cao, cải thiện độ dẫn điện, cho phép vận chuyển chọn lọc hạt tải và tạo tiếp xúc ohmic tốt với đế.

Quá trình chuẩn bị Poly-Si bao gồm cả lắng đọng và pha tạp. Lắng đọng chủ yếu sử dụng LPCVD hoặc PECVD với độ dày khoảng 100-150nm; màng vô định hình thay đổi độ kết tinh trong quá trình ủ, chuyển từ pha hỗn hợp vi tinh thể-vô định hình thành đa tinh thể và kích hoạt thụ động hóa. Đối với pha tạp, LPCVD thường lắng đọng một lớp poly-Si nội tại trước, sau đó hoàn tất pha tạp phốt pho qua lò khuếch tán hoặc cấy ion (pha tạp ngoại vi), vì pha tạp trong quá trình lắng đọng LPCVD chậm sẽ làm chậm thêm. PECVD có hiệu suất màng cao hơn và có thể hoàn tất pha tạp phốt pho trong quá trình phủ (pha tạp nội tại). LPCVD, công nghệ chủ đạo cho poly-Si, hoạt động bằng cách phân hủy nhiệt silan (SiH4) thành các nguyên tử silicon lắng đọng thành màng. Lưu ý rằng poly-Si dày hơn gây mất FCA (ký sinh) nghiêm trọng hơn và mất dòng ngắn mạch lớn hơn, và pha tạp phốt pho cao hơn làm tăng hấp thụ FCA và mất dòng.

Lớp Mặt Nạ

Lớp mặt nạ thường là màng SiO2 dày khoảng 10nm được phát triển sau khi lắng đọng poly-Si để bảo vệ cấu trúc phía sau, chủ yếu ngăn các quá trình ướt tiếp theo ăn mòn lớp poly-Si. Để đảm bảo cấu trúc phía sau không bị hư hại trong thiết bị ướt dạng bể, sau quá trình poly, một mặt nạ SiOx (khoảng 10nm) được phát triển trên bề mặt phía sau bằng silan và nitơ oxit (lưu ý: silan và oxy mang rủi ro nổ trong môi trường không chân không).

Các bước quy trình là: gia nhiệt trước trong chân không để đưa wafer đến nhiệt độ yêu cầu; lắng đọng trước nguồn silicon nội tại (chỉ khí, không RF, để làm đầy ống đồng đều và ổn định áp suất); lắng đọng nguồn silicon nội tại (bật RF, để lắng đọng màng không pha tạp có tác dụng chặn và đệm phốt pho từ poly pha tạp); lắng đọng trước nguồn silicon pha tạp (chỉ khí); lắng đọng nguồn silicon pha tạp (bật RF, để lắng đọng màng poly pha tạp phốt pho); hình thành mặt nạ oxit bằng PECVD SiOx; và xả N2/Ar để đẩy SiH4 và N2O ra khỏi ống nhằm ngăn cháy khi mở cửa lò.

5. Ủ

Mục đích của ủ là chuyển đổi silicon vô định hình được phát triển bằng PECVD thành silicon đa tinh thể, kích hoạt các nguyên tử phốt pho và tiến triển độ sâu mối nối, đồng thời hình thành các lỗ nhỏ. Quy trình đưa BN2 (boron nitride) vào và gia nhiệt chậm đến 890-920°C, tại đó BN2 được khuếch tán ở nhiệt độ cao để kích hoạt các nguyên tử phốt pho trong màng poly và tạo ra pha tạp hiệu quả.

Có mối quan hệ giữa quá trình ủ và TOX: với lớp oxit đường hầm không đổi, tăng nhiệt độ ủ tạo ra nhiều lỗ nhỏ và khuếch tán vào, giảm điện trở tiếp xúc và cải thiện FF trong khi vẫn đáp ứng yêu cầu thụ động; ở cùng nhiệt độ ủ, lớp oxit đường hầm dày hơn tạo ra nhiều lỗ nhỏ và khuếch tán vào hơn và dòng bão hòa cao hơn.

6. Loại bỏ PSG và làm sạch RCA

Trong quá trình lắng đọng màng n+-poly-Si bằng PEALD, một lớp n+-poly cục bộ hình thành trên mặt trước của wafer, được phủ bởi một màng Mask (SiOx) mỏng. HF một mặt loại bỏ SiOx, sau đó bể kiềm loại bỏ n+-poly-Si phía trước. Wafer đi qua tuần tự bể khắc, bể kiềm và bể làm sạch để phản ứng hóa học trước khi sấy khô.

Mục đích của RCA là loại bỏ lớp mạ bọc quanh và thực hiện khắc cạnh để ngăn rò rỉ cạnh, và làm sạch wafer bằng cách loại bỏ BSG trước và sau và mặt nạ, đồng thời làm khô wafer để chuẩn bị cho các màng thụ động trước và sau. Vì poly là silicon đa tinh thể, việc loại bỏ lớp bọc quanh sử dụng đánh bóng kiềm với kiềm nồng độ cao và phụ gia.

Các phụ gia RCA làm sạch các chất vô cơ và sản phẩm còn lại để cải thiện độ thấm ướt bề mặt, hoạt động như chất xúc tác phản ứng để tăng tốc liên kết OH- với silicon và tăng tốc độ khắc bọc quanh và cạnh, đồng thời giảm tốc độ khắc kiềm của silicon dioxide để bảo vệ BSG phía trước và mặt nạ phía sau khỏi bị khắc quá mức.

Các bước quy trình là: HF trực tuyến để loại bỏ PSG hình thành trên mặt trước và cạnh sau khi ủ N2 trong khi giữ lại PSG phía sau để bảo vệ poly phía sau; đánh bóng kiềm với NaOH và phụ gia để loại bỏ poly thừa ở mặt trước và cạnh; rửa kiềm để loại bỏ phụ gia và tạp chất còn lại; làm sạch axit để trung hòa kiềm dư và loại bỏ ion kim loại; kéo chậm bằng nước khử ion ở nhiệt độ phòng với robot để ngăn vết nước; và sấy khô ở 90°C để ngăn chất lỏng còn lại trên wafer và giá đỡ.

7. ALD (Lắng đọng lớp nguyên tử)

Lắng đọng lớp nguyên tử phủ vật liệu dưới dạng các lớp nguyên tử đơn lẻ lên bề mặt đế và được đặc trưng bởi tính tự giới hạn, đây là nền tảng của ALD. Thông qua các khoảng thời gian hoặc không gian, đế được tiếp xúc luân phiên với các tiền chất khác nhau. Khi đế ở trong môi trường của tiền chất A, A được hấp phụ hóa học lên bề mặt cho đến khi bão hòa, sau đó dừng lại; khi tiếp xúc với tiền chất B, B phản ứng với A đã được hấp phụ, tạo ra các sản phẩm phụ cho đến khi tiền chất đầu tiên được tiêu thụ hoàn toàn và phản ứng tự động dừng lại, hình thành lớp nguyên tử cần thiết. ALD lặp lại phản ứng này để xây dựng màng mong muốn.

Ở mặt sau của wafer, thụ động hóa AlOx làm giảm tốc độ tái hợp bề mặt. Nhôm oxit mang điện tích âm cố định nằm ngay tại bề mặt tiếp xúc giữa nhôm oxit và silic oxit trên bề mặt wafer; điện tích âm mật độ cao này đảm bảo thụ động hóa trường hiệu quả. Nhôm oxit cũng cung cấp thụ động hóa hóa học tuyệt vời, bão hòa các liên kết lơ lửng trên bề mặt silic tinh thể và giảm mật độ trạng thái bề mặt.

Các bước quy trình là: tiền lắng đọng (chỉ khí, không RF, làm đầy ống đồng đều và ổn định áp suất, giữ ngắn để tránh lãng phí khí và nguy hiểm); lắng đọng (bật RF, với TMA tạo plasma phản ứng với bề mặt tạo thành AlOx, sau đó xả khí trơ, lặp lại 40 chu kỳ); và xả Ar để đẩy TMA và O2 ra khỏi ống nhằm ngăn TMA cháy khi mở cửa lò.

8. Silicon Nitride (SiNx) Mặt Trước và Mặt Sau

Lớp phủ SiNx phục vụ nhiều mục đích. Nó bảo vệ bề mặt tế bào, vì silicon nitride có độ bền rất cao chịu được 1200°C, khả năng chống ăn mòn hóa học tuyệt vời đối với hầu hết các axit vô cơ và NaOH dưới 30%, và là chất cách điện hiệu suất cao. Nó cung cấp chống phản xạ, với chiết suất đơn lớp tối ưu là 1.96 trong không khí; tăng hàm lượng silic tăng cường thụ động hóa bề mặt, và tài liệu báo cáo tốc độ tái hợp bề mặt giảm xuống dưới 20cm/s ở chiết suất 2.3, với thụ động hóa khối tốt nhất trong khoảng 2.1 đến 2.3. Nó cũng ngăn oxy hóa thông qua cấu trúc dày đặc của nó. Thụ động hóa emitter phía trước TOPCon chủ yếu sử dụng nhôm oxit cộng với màng SiNx:H, trong khi thụ động hóa phía sau chủ yếu sử dụng poly-Si.

Cơ chế thụ động SiNx hoạt động theo hai cách. Thụ động hóa học làm giảm mật độ khuyết tật tại mặt phân cách bằng cách giảm các liên kết lơ lửng, hoặc bằng cách phát triển một lớp bề mặt giúp các nguyên tử có đủ thời gian và năng lượng để bão hòa các liên kết lơ lửng, hoặc bằng cách lắng đọng một màng điện môi giàu hydro và giải phóng hydro trong quá trình thiêu kết để nó liên kết với các liên kết lơ lửng. Thụ động hiệu ứng trường làm giảm số lượng hạt tải thiểu số đến bề mặt bằng cách tạo ra một điện trường gần bề mặt đẩy các hạt tải cùng dấu, đạt được bằng cách hạ thấp nồng độ pha tạp bề mặt cao hoặc thêm một lớp điện môi có điện tích cố định cao.

Các bước quy trình SiNx là: tiền lắng đọng (chỉ khí, không RF, nạp đầy ống và ổn định áp suất); lắng đọng 1-2-3 (RF bật, đưa SiH4 và NH3 vào để tạo thành ba lớp SiNx với tỷ lệ Si-N giảm dần, vì tỷ lệ Si-N cao hơn cho chiết suất cao hơn); lắng đọng 4 (RF bật, SiH4, O2 và NH3 tạo thành lớp SiONx); lắng đọng 5 (RF bật, SiH4 và O2 tạo thành lớp SiO2); và xả N2 qua các đường ống và ống để loại bỏ khí phản ứng và ngăn chặn nổ SiH4 khi mở cửa lò.

9. In lưới (Kim loại hóa)

Sau khi tạo nhám, khuếch tán và phủ hoàn thiện tiếp giáp PN và thụ động, tế bào có thể tạo ra dòng điện dưới ánh sáng. Để trích xuất và thu thập dòng điện này, các điện cực trước và sau được in trên bề mặt tế bào, thường thông qua in lưới, sấy khô và thiêu kết.

Hệ thống in lưới bao gồm năm yếu tố: chổi cao su, mực (hồ), lưới, đế (wafer) và bệ in. Hiệu suất in phù hợp của hồ (độ nhớt, khả năng cắt mỏng) là điều kiện tiên quyết cho in hàng loạt quy mô lớn, và số lượng lưới, đường kính dây và chiều rộng đường thiết kế quyết định phần lớn hình thái in. Trong hoạt động, hồ đi qua các lỗ mở có hoa văn của lưới, và chổi cao su tạo áp lực khi di chuyển qua lưới, ép hồ từ các lỗ mở hoa văn lên wafer. Độ nhớt của hồ giữ nó bám dính trong phạm vi, và chổi cao su duy trì tiếp xúc tuyến tính với lưới và đế, đường tiếp xúc di chuyển theo chổi cao su để hoàn thành hành trình in.

Hồ dán phải có khả năng in ấn tuyệt vời cho sản xuất hàng loạt, tiếp xúc ohmic tốt với emitter để có điện trở tiếp xúc thấp và FF cao hơn, gây tổn hại tối thiểu cho emitter để hạn chế mất Voc do kim loại hóa, và điện trở khối thấp nhất có thể để giảm mất dòng điện. Các bước quy trình là: sấy khô để làm bay hơi chất hữu cơ trong hồ dán; thiêu kết sơ bộ để làm nóng chảy thủy tinh frit, hòa tan các hạt bạc và mở lớp thụ động; thiêu kết để hòa tan thêm kim loại vào thủy tinh và liên kết chúng lại với nhau; và làm nguội để kim loại hòa tan trong thủy tinh kết tủa trên bề mặt, tạo thành tiếp xúc ohmic giữa kim loại và bán dẫn.

Kết luận

Quy trình sản xuất TOPCon là một chuỗi chính xác các bước tạo nhám, pha tạp, thụ động, lắng đọng, ủ và kim loại hóa, mỗi bước được thiết kế để tối đa hóa tính chọn lọc hạt tải và giảm thiểu tái hợp nhằm đạt hiệu suất chuyển đổi cao hơn.

Quan điểm của ooitech: ooitech tin rằng hiệu suất cao của TOPCon đến từ sự kết hợp của công nghệ oxit đường hầm và tiếp xúc thụ động, nơi mọi bước làm sạch, lắng đọng và ủ phối hợp với nhau để đẩy giới hạn của tính chọn lọc hạt tải và thụ động bề mặt.