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一种新型硅异质结IBC工艺流程：通过部分刻蚀掺杂非晶硅氢化物（a-Si:H）实现空穴接触与电子接触的原位切换，效率接近23%

DOI：10.1002/pip.3101 期刊：Progress in Photovoltaics: Research and Applications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 我们提出一种新型工艺流程，用于简化硅异质结叉指背接触（HJ IBC）电池的背面图形化。该方法通过SiOx硬掩模对a-Si:H(i/p+)叠层进行选择性刻蚀，仅去除p+ a-Si:H层并替换为n+ a-Si:H层，从而在原位实现a-Si:H(i/p+)空穴接触与a-Si:H(i/n+)电子接触的叉指条转换，无需完全移除钝化层。这消除了干法刻蚀后的离线湿法清洗步骤，同时避免了背面制程中晶体硅表面的再次暴露。通过精准控制的工艺，整个背面制程序列中均保持高质量钝化效果，从而获得高开路电压（VOC）。部分刻蚀路径的电池因电子接触处略高的接触电阻导致串联电阻相关的填充因子（FF）轻微损失，但相较于参比电池，其J02型复合导致的FF损失更低。最终部分刻蚀路径的最佳电池效率达22.9%，开路电压729 mV，与最佳参比电池几乎持平，证明所开发的部分刻蚀工艺能以更简单、经济且快速的流程实现媲美参比电池的性能。
作者： Hariharsudan Sivaramakrishnan Radhakrishnan，Jinyoun Cho，Moustafa Ghannam，Ivan Gordon，Jozef Szlufcik，Jef Poortmans，M.D. Gius Uddin，Menglei Xu
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研究目的

开发一种新型工艺流程，通过部分蚀刻实现从空穴接触到电子接触的原位切换，从而简化硅异质结叉指背接触（HJ IBC）太阳能电池的背面图形化工艺，旨在以更简单、更廉价的工艺实现接近23%的转换效率。

研究成果

开发的原位部分干法刻蚀工艺通过省去离线湿法清洗并防止表面再次暴露，成功简化了HJ IBC电池制备流程，在效率上达到22.9%，与参考方法相当。该工艺成本更低、速度更快且更可靠，还有进一步优化以降低接触电阻并与激光烧蚀图案化集成的潜力。

研究不足

该工艺的蚀刻控制窗口较窄，需避免钝化层损失；蚀刻速率的空间不均匀性可能影响器件性能；部分蚀刻路径的接触电阻略高，可能限制填充因子；且该方法在纹理表面的有效性尚未评估。

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