BC电池工艺流程详解.docx

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1、BC电池工艺流程详解在光伏技术不断革新的浪潮中，BC电池凭借其独特的结构和优异的性能，逐渐崭露头角，成为行业关注的焦点。BC电池，即背接触电池（BaCkContactCell）,其基型为IBC电池（交叉指式背接触电池），与传统晶硅电池有着显著的区别。一、BC电池的独特结构与原理BC电池最大的特点在于将发射级、表面场和金属电极都设置在电池背面，且呈交叉指式分布。这种设计使得电池正表面无任何栅线遮挡，最大限度地利用入射光，减少光学损失，带来更多有效发电面积，进而拥有高转换效率，外观上也更加美观。严格意义上讲，BC电池并非一种单独的电池片种类，而是在结构上做优化的电池制作技术。无论是P型还是N型电池

2、都可以叠加BC电池技术，衍生出如PBC、TBC、HBC等新型电池片。二、BC电池工艺流程分步解析BC电池工艺（一）制绒制绒是BC电池工艺流程的起始步骤。其目的是在硅片表面构建绒面结构，以此增加光的吸收，减少光反射，为后续提高电池的光电转换效率奠定基础。对于单晶硅片，常用碱性溶液制绒，利用硅在碱性溶液中的各向异性腐蚀特性，形成金字塔结构的绒面；而多晶硅片则一般采用酸制绒工艺，酸液对硅片表面腐蚀后形成多孔状绒面结构。（二）扩散扩散步骤的核心是在硅片表面形成P-N结，这是太阳能电池实现光电转换的关键环节o通常采用高温扩散工艺,将磷源（如三氯氧磷）等杂质源在高温环境下扩散进入硅片，在硅片表面形成N型

3、层，与硅片本身的P型衬底共同构成P-N结。扩散过程中，温度、时间、气体流量等参数的精确控制至关重要，直接关系到P-N结的性能。（三）刻蚀刻蚀主要是去除硅片边缘的PN结，防止出现边缘漏电现象，从而提升电池的性能和稳定性。一般采用等离子体刻蚀技术，利用等离子体中的高能粒子对硅片边缘进行刻蚀，精准去除边缘的扩散层。（四）背面钝化背面钝化旨在减少背面的复合电流，提高电池的开路电压和填充因子，进而提升电池效率。常用的背面钝化技术包括热氧化钝化、氮化硅钝化、氧化铝钝化等。例如，通过原子层沉积（ALD）等方法在硅片背面沉积一层氧化铝薄膜，能够有效钝化硅片背面的缺陷和杂质o（五）正面钝化及减反射膜制备在电池正

4、面形成减反射膜，不仅能减少光的反射，还能对正面进行钝化，提升电池的表面质量和光电转换效率。通常采用化学气相沉积（CVD）技术，如等离子增强化学气相沉积（PECVD）,在硅片正面沉积一层氮化硅薄膜，这层薄膜兼具减反射膜和钝化层的双重功能。（六）金属化金属化步骤是在电池的正面和背面制作金属电极，实现电池与外部电路的连接，以收集和传输电流。一般采用丝网印刷技术,将银浆、铝浆等金属浆料印刷在电池的正面和背面，随后通过高温烧结使金属浆料与硅片形成良好的欧姆接触。对于BC电池而言，背面金属化的精度要求更高，需要精确控制印刷的位置和形状，以保障电池的性能。（七）测试与分选完成上述工艺后，需要对制备好的电池进

5、行性能测试，并按照不同的性能指标进行分类。使用太阳能电池测试仪对电池的开路电压、短路电流、填充因子、转换效率等性能参数进行测试。依据测试结果，将电池按照不同的性能等级进行分选，常见的分为A、B、C等不同等级。IBCTBCHBC1清洗制绒清洗制绒清洗制绒2磷扩散隧穿氧化层+n型非晶硅本征氢化非晶硅（正面）3镀掩膜掩膜减反射膜（正面）4激光开槽激光开槽本征氢化非晶硅（背面）5刻蚀硼掺杂非晶硅（p+）硼掺杂非晶硅（背面）p+6清洗掩膜刻蚀掩膜7双面减反+钝化双面减反+钝化激光开槽8激光开槽（类PERC）激光开槽（P/N分隔）刻蚀9金属化金属化磷掺杂非晶硅（背面）n+10透明导电膜（背面）11激光开槽

6、PN隔离）12金属化表：各BC技术工艺流程三、BC电池主流技术路线的工艺特点（一）IBC电池IBC电池是商业化晶体硅电池中工艺最复杂、结构设计难度最大的电池。其核心工艺在于制备PN结、钝化镀膜以及金属化栅线。IBC对基体材料要求较高，制备背部PN结需要图形化技术，需多次掩膜和光刻技术，对gap区域的精准度要求极高。止匕外，为提升少子寿命还需添加钝化结构，因此对镀膜工艺要求也很高，这使得整体生产成本较高。（二）TBC电池TBC电池由TOPCon与IBC技术结合而成，又名POLO-IBC电池。它兼具Topcon的隧穿氧化层技术和IBC背面排布电极的优势，钝化效果和开路电压显著提高，在实现更高电池

7、转换效率的同时具备经济性。但TBC技术难度更高，需要同时解决TOPCon和IBC的生产工艺问题，整体工艺更为复杂。其完整的生产流程除了包含沉积隧穿氧化层及P+多晶硅、沉积钝化膜等常规步骤外，还需要在硅片的背面印刷电极等。在TOPCOn生产工艺的基础上，TBC电池需要增加掩膜、激光开槽、PN区制备、刻蚀等背面电极的相关工艺，掩膜主要通过APCVD或PECVD来完成，PN区的制备主要由PECVD来完成，刻蚀主要采用传统的湿法设备，而开槽工艺则需要通过激光设备来完成。（三）HBC电池HBC电池由HJT和IBC技术结合而成，即异质结背接触电池。该电池正面没有电极遮挡，前表面钝化层采用氢化非晶硅，在背面

8、分别沉积N型和P型的非晶硅薄膜形成异质结HBC电池很好地融合了IBC电池和异质结电池的优势，充分利用了非晶硅优越的表面钝化性能,背面形成的异质结结构具有良好的钝化效果，能够同时取得更高的大短路电流和开路电压，从而提升光电转换效率。不过，HBC电池需要同时解决IBC和HJT生产工艺的难点，IBC工艺对于基体材料和前表面钝化的要求较高，需要经过多次掩膜和光刻技术，同时gap区域需要非常精准。四、BC电池生产中的关键技术应用(一)图形化和金属化将正面栅线全部转移到背面是BC电池技术的核心步骤之一。在背面沉积钝化膜、掺杂层、减反膜和金属电极时，其中FSF(FrontSurfaceField)和金属栅线

9、是最为关键的结构，直接影响电池片的转换效率和生产良率。电极对准相应极区对精度要求极高，这一步骤确保电池的正常工作。（二）激光应用激光技术在BC电池生产中发挥着重要作用，用于激光刻蚀、激光开槽和激光开孔等，有助于提高生产精度和效率。例如在TBC电池生产中，激光开槽工艺用于实现PN区的分隔等关键步骤。（三）电镀应用随着图形化工艺的不断成熟，电镀技术有望成为丝网印刷的替代工艺，进一步降低生产成本并提高生产效率。对于工艺复杂，人力、设备、材料成本高昂的BC电池而言，电镀铜在成本、工艺匹配上表现出巨大潜力。尽管BC电池技术在产业化过程中面临成本高、生产流程长、工艺难度大等挑战，但随着技术的不断进步和优化，预计未来将有更多的解决方案出现，推动BC电池技术在光伏领域的广泛应用，为实现清洁能源的高效利用提供有力支撑。