一种TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法技术

一种TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法，包括以下步骤：S1.在同等工艺条件下制备具有TOPCon钝化接触结构的使用品和测定品，并在测定品上增设电介质层：使用品包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的隧穿氧化层和多晶硅层；测定品包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的电介质层、隧穿氧化层和多晶硅层，使用品中的所述隧穿氧化层和多晶硅层分别与测定品中的隧穿氧化层和多晶硅层具有一致性；S2.对测定品和/或使用品进行数据测定，和/或对数据测定结果进行比对分析，得出最终测定结论。按照本发明专利技术提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：不受晶体硅衬底表面形貌影响、测定结果准确而且方便快捷。

【技术实现步骤摘要】
一种TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法
本申请涉及晶硅太阳能电池领域，尤其涉及一种TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法。
技术介绍
在晶硅太阳能电池领域中，表面钝化结构一直是行业内设计和优化的重中之重。2019年德国哈梅林太阳能系统研究所(ISFH)基于载流子选择性理论，对不同结构太阳能电池的理论效率极限做了细致的分析，分析指出太阳能电池采用“钝化接触结构”的理论效率极限高达28.7％、2020年德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(FraunhoferISE)又报道了转换效率为26.0％的TOPCon钝化接触结构太阳能电池。由于TOPCon钝化接触结构具有优异的界面钝化性能和接触性能，能够显著降低金属接触复合，并且能够促进多数载流子进行有效传输，采用这种钝化接触结构的太阳能电池具有广泛和持久的市场需求。在TOPCon钝化接触结构太阳能电池生产过程中，晶体硅衬底一般先要经过抛光或者制绒工序，使其表面呈现出例如镜面或者金字塔绒面、V型凹槽绒面、纳米线绒面等不同的形貌，再在晶体硅衬底上形成一层超薄的隧穿氧化层以及一层掺杂多晶硅层，其中载流子可以无障碍地穿过隧穿氧化层，在晶体硅衬底与掺杂多晶硅层之间移动。TOPCon钝化接触结构中掺杂多晶硅层的方阻、厚度以及隧穿氧化层的位置等参数对钝化接触结构的光学性能、钝化性能及接触性能的优劣具有重要的影响，因此，频繁地获悉这些数据以调试和优化太阳能电池生产工艺、监控产品的各项性能，是实际生产过程中不可或缺的部分。然而，在实际测定这些数据的过程当中，例如，当需要测定掺杂多晶硅层的方阻时，由于载流子可以无障碍地穿过隧穿氧化层，得到的测定结果往往是多晶硅层与晶体硅衬底并联的方阻，测定结果不准确；例如，当需要测定多晶硅层的厚度时，椭偏仪又难于测定位于晶体硅衬底绒面上的多晶硅层厚度(椭偏仪仅适用于测定位于抛光平面上的光学薄膜厚度)；再例如，当需要得知TOPCon钝化接触结构中隧穿氧化层的具体位置时，二次离子质谱(SIMS)虽然可以进行微区成分成像和深度剖析以得到掺杂浓度随深度变化的曲线，但SIMS仍然要求多晶硅薄膜制备于抛光平面上，因此难以获悉位于绒面上的相关数据，而且SIMS测试设备价格高、测试成本昂贵，无法满足太阳能电池生产企业十分频繁的测试需求。因此，如果能够开发出一种简单、快捷、不受晶体硅衬底表面形貌限定而且能够准确测定TOPCon钝化接触结构中多晶硅层方阻、厚度以及隧穿氧化层位置的方法，对于太阳能电池的生产具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足与实际生产的需要，本申请提供一种不受晶体硅衬底表面形貌影响、测定结果准确而且方便快捷的TOPCon钝化接触结构中多晶硅层数据测定方法。本专利技术主要采用如下技术方案：一种TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法，所述TOPCon钝化接触结构包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的隧穿氧化层和多晶硅层，包括以下步骤：S1.在同等工艺条件下制备具有TOPCon钝化接触结构的使用品和测定品，并在测定品上增设电介质层：所述使用品包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的隧穿氧化层和多晶硅层；所述测定品包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的电介质层、隧穿氧化层和多晶硅层，所述使用品中的所述隧穿氧化层和所述多晶硅层分别与所述测定品中的所述隧穿氧化层和所述多晶硅层具有一致性；S2.对测定品和/或使用品进行数据测定，和/或对数据测定结果进行比对分析，得出最终测定结论。其中，所述使用品中所述隧穿氧化层的厚度与所述测定品中所述隧穿氧化层的厚度均为0.5～2.0nm。其中，所述隧穿氧化层采用二氧化硅、氧化钛或者氧化铝中的至少一种。其中，所述测定品中所述电介质层采用绝缘材料制成，所述电介质层厚度为10～280nm。其中，所述测定品中的所述电介质层采用二氧化硅、氮化硅、碳化硅或者氮化镓中的至少一种。其中，采用四探针法对所述测定品中的多晶硅层进行测定，得到所述使用品中的多晶硅层方阻值。其中，采用电化学微分电容电压法测定所述测定品的掺杂浓度随深度变化的曲线一，通过所述曲线一的截止点得到所述使用品中所述多晶硅层的厚度以及所述隧穿氧化层的位置。其中，采用电化学微分电容电压法测定所述使用品的掺杂浓度随深度变化的曲线二，将所述曲线一与所述曲线二绘制于同一坐标中，并比对所述曲线一与所述曲线二的走势以验证所述使用品中所述多晶硅层与所述测定品中所述多晶硅层的一致性，当所述曲线一与所述曲线二的走势相重合时，所述测定结果准确可用。其中，所述多晶硅层为重掺杂多晶硅层，所述多晶硅层的导电类型为N型或者P型，所述多晶硅层的厚度不小于20nm。其中，所述晶体硅衬底的导电类型为N型或者P型，所述晶体硅衬底的表面形貌平整或者不平整。按照本专利技术所述技术方案，具有如下有益效果：本申请所述TOPCon钝化接触结构多晶硅层数据测定方法，能够达到简单、快捷、结果准确、成本低的目的，仅需对现有产品生产线增设一项制备电介质层的操作，即可轻易获得同致于生产线产品的各项数据，这种测定方法可以与现有生产线非常友好地相融合，而且不影响正常产品的生产，适用于需要频繁获取产品各项数据的大批量测定需求场景。本申请基于TOPCon钝化接触结构并创造性地在隧穿氧化层下方引入一层电介质层，解决了现有技术条件下多晶硅层方阻无法准确测定的问题，而且也克服了晶体硅衬底表面形貌对多晶硅层厚度及隧穿氧化层位置测定的影响。附图说明图1为TOPCon钝化接触结构生长于表面形貌平整的晶体硅衬底上的使用品结构示意图。图2为TOPCon钝化接触结构生长于表面形貌平整的晶体硅衬底上的测定品结构示意图。图3为TOPCon钝化接触结构生长于表面形貌不平整的晶体硅衬底上的使用品结构示意图。图4为TOPCon钝化接触结构生长于表面形貌不平整的晶体硅衬底上的测定品结构示意图。图5为在晶体硅衬底不同形貌下使用品所测得的多晶硅层方阻数据图。图6为在晶体硅衬底不同形貌下测定品所测得的多晶硅层方阻数据图。图7为位于同一坐标中的测定品和使用品的掺杂浓度随深度变化的曲线图。1晶体硅衬底、21电介质层、22隧穿氧化层、3多晶硅层。具体实施方式下面结合附图对本
技术实现思路
做进一步阐述：一种TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法，TOPCon钝化接触结构包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的隧穿氧化层和多晶硅层，包括以下步骤：S1.在同等工艺条件下制备具有TOPCon钝化接触结构的使用品和测定品，并在测定品上增设电介质层：使用品包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的隧穿氧化层和多晶硅层；测定品包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的电介质层、隧穿氧化层和多晶硅层，使用品中的隧穿氧化层和多晶硅层分别与测定品中的隧穿氧化层和多晶硅层具有一致性；S2.对测定品进行数据测定，或者对测定品和使用品进行数据测定并对数据测定结果进行比对分析，得出最终测定结论。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法，所述TOPCon钝化接触结构包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的隧穿氧化层和多晶硅层，其特征在于：包括以下步骤：/nS1.在同等工艺条件下制备具有TOPCon钝化接触结构的使用品和测定品，并在测定品上增设电介质层：所述使用品包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的隧穿氧化层和多晶硅层；所述测定品包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的电介质层、隧穿氧化层和多晶硅层，所述使用品中的所述隧穿氧化层和所述多晶硅层分别与所述测定品中的所述隧穿氧化层和所述多晶硅层具有一致性；/nS2.对测定品和/或使用品进行数据测定，和/或对数据测定结果进行比对分析，得出最终测定结论。/n

【技术特征摘要】
1.一种TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法，所述TOPCon钝化接触结构包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的隧穿氧化层和多晶硅层，其特征在于：包括以下步骤：
S1.在同等工艺条件下制备具有TOPCon钝化接触结构的使用品和测定品，并在测定品上增设电介质层：所述使用品包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的隧穿氧化层和多晶硅层；所述测定品包括从内到外依次位于晶体硅衬底上的电介质层、隧穿氧化层和多晶硅层，所述使用品中的所述隧穿氧化层和所述多晶硅层分别与所述测定品中的所述隧穿氧化层和所述多晶硅层具有一致性；
S2.对测定品和/或使用品进行数据测定，和/或对数据测定结果进行比对分析，得出最终测定结论。


2.根据权利要求1所述的TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法，其特征在于：所述使用品中所述隧穿氧化层的厚度与所述测定品中所述隧穿氧化层的厚度均为0.5～2.0nm。


3.根据权利要求2所述的TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法，其特征在于：所述隧穿氧化层采用二氧化硅、氧化钛或者氧化铝中的至少一种。


4.根据权利要求1至3中任一所述的TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法，其特征在于：所述测定品中所述电介质层采用绝缘材料制成，所述电介质层厚度为10～280nm。


5.根据权利要求4所述的TOPCon钝化接触结构中多晶硅层的数据测定方法，其特征在于：所述测定品...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜哲仁，黄策，包杰，陈嘉，季根华，陈程，林建伟，
申请(专利权)人：泰州中来光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32