p 型TOPCon 技術及其在高效晶體硅太陽電池應用的研究進展

曾俞衡，林 娜，劉 偉，閆寶杰，夏慶鋒，葉繼春

(中國科學院寧波材料技術與工程研究所，寧波 315201)

0 引言

2022 年1 月，習近平總書記指出，要把促進新能源和清潔能源發展放在更加突出的位置，積極有序發展光能源、硅能源、氫能源、可再生能源。基于晶體硅太陽電池等應用方向的硅能源(即光伏發電技術)將成為支撐碳中和戰略目標的主要清潔能源之一。過去10 多年，晶體硅太陽電池的量產光電轉換效率以每年0.5%～0.6%的速度提升；而從2006 年至今，光伏組件則以累計出貨量每翻1 倍其價格就減少39.5%的速度下降[1]。國際光伏技術路線圖(ITRPV)(第13 版)[1]指出：硅太陽電池仍是未來10年光伏發電的主導技術。根據國家發展和改革委員會的預計，2050 年光伏發電量將占中國總用電量的40%[2]。因此，提升晶體硅太陽電池的光電轉換效率、降低其生產成本對增強光伏發電的競爭力，促進中國能源結構轉型具有重大意義。

據德國弗勞恩霍夫太陽能研究所(Fraunhofer-ISE)的預測，鈍化接觸技術具有將太陽電池量產光電轉換效率提升至25%～26%的潛力，代表量產晶體硅太陽電池的發展方向。隧穿氧化硅鈍化接觸(TOPCon)技術是一種典型的鈍化接觸技術，其特征是采用超薄氧化硅和重摻雜多晶硅，同時實現優異的表面鈍化和載流子選擇性收集，避免金屬與硅的復合損失[3]。德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)的研究表明：如果采用結合鈍化與接觸兩個關鍵性能的選擇性因子S10來評判晶體硅太陽電池技術的優劣[4]，TOPCon 太陽電池技術在各項技術中具有最佳的選擇性因子，擁有最高理論光電轉換效率，是一種可迭代升級、具有長生命周期的技術[5]。德國ISFH 開發出了實驗室光電轉換效率達到26.1%的概念驗證型p型TOPCon-IBC(交叉背接觸)太陽電池[6-7]，德國Fraunhofer-ISE 開發出了量產光電轉換效率分別達到26.0%和25.8%的p 型和n 型雙面電極型TOPCon 太陽電池[8-10]，驗證了TOPCon 太陽電池技術在制備高效太陽電池方面的能力。

TOPCon 太陽電池生產線可兼容現有的鈍化發射極和背面接觸(PERC)太陽電池生產線，可通過增加氧化硅及多晶硅制造設備實現生產線的升級。截至2022 年8 月，晶科能源控股有限公司生產的182 mm 大尺寸n 型TOPCon 太陽電池的量產光電轉換效率最高可達25.7%[11]、行業中試線的光電轉換效率已達到24.5%～24.8%[12-14]；其采用n 型TOPCon 太陽電池的光伏電站的平準化度電成本(LCOE)已低于采用PERC 太陽電池的光伏電站的LCOE，成為產業擴產的首選技術。截至2022 年4 月，中國已建成的TOPCon太陽電池產能達到17.5 GW，在建和待建產能為51.5 GW[15]，呈現出迅猛增長的態勢。

本文基于p 型TOPCon 技術的重要性，對p 型TOPCon 技術的研究進展進行詳細介紹，并對制約p 型TOPCon 技術鈍化性能提升的關鍵科學問題進行探討。需要說明的是，本文的p 型TOPCon 結構指采用了氧化硅/摻硼p 型多晶硅薄膜的TOPCon 結構。

1 p 型TOPCon 技術的重要性

經過多年的發展，n 型TOPCon 太陽電池的LCOE 才在近期優于PERC 太陽電池的LCOE，這主要是因為n 型TOPCon 太陽電池在降本方面存在以下限制：

1) n 型硅片因硅料及拉晶工藝導致其制造成本較高。例如，根據2022 年7 月21 日的數據，尺寸為182 mm、厚度為150 μm 的n 型硅片的制造成本為8.07 元/片，高于p 型硅片的制造成本(7.47 元/片)。

2) n 型TOPCon 太陽電池的硼擴發射極裝備及工藝的成本高、選擇性發射極(SE)的效果有限，增加了n 型太陽電池的制造成本。

3) n 型TOPCon 太陽電池需要采用雙面銀電極，導致其成本下降空間有限，且其產業規模受限于銀的產量。

開發高效率p 型TOPCon 結構有望克服上述n 型TOPCon 太陽電池技術方面的不足，因此自2022 年以來，產業界開始探討基于p 型硅片的p型TOPCon 太陽電池技術。此類太陽電池的優點包括以下4 個方面：

1) p 型TOPCon 太陽電池可以實現全背面載流子收集，改用高少子壽命的p 型硅片可提升TOPCon 太陽電池的填充因子FF和開路電壓Voc。根據文獻[16]的研究結果，采用p 型TOPCon 太陽電池技術有望將太陽電池的實驗室極限光電轉換效率提升至約24.4%。p 型TOPCon技術對開發量產極限光電轉換效率大于26%的TOPCon-IBC 太陽電池也具有重要作用[6-7]。

p 型PERC 太陽電池、n 型TOPCon 太陽電池、p 型TOPCon 太陽電池和TOPCon-IBC 太陽電池的結構如圖1 所示，預期的量產極限光電轉換效率如表1 所示。

表1 4 類太陽電池預期的量產極限光電轉換效率Table 1 Expected mass production limit photoelectric conversion efficiency of four types of solar cells

圖1 4 類太陽電池的結構示意圖Fig.1 Structural schematic diagram of four types of solar cells

2) p 型TOPCon 太陽電池可維持p 型硅片及產業生態的低成本優勢。德國Fraunhofer-ISE 的研究表明，采用高電阻率的p 型摻鎵硅片制備的TOPCon 太陽電池的量產光電轉換效率可以高于采用n 型硅片制備的TOPCon 太陽電池的光電轉換效率[18]。

3) p 型TOPCon 太陽電池其中一個研究方向為使用鋁電極代替銀電極，從而可以避免銀資源對TOPCon 太陽電池產業規模的限制。

4) p 型TOPCon 太陽電池技術特別適合應用于缺乏升級空間的傳統PERC 太陽電池生產線的升級，可實現中國現有太陽電池產能的提質增效。p 型TOPCon 太陽電池的制備步驟數量僅比p 型PERC 太陽電池的多兩個步驟，且與n 型TOPCon 太陽電池的制備步驟數量一致。3 類太陽電池的具體制備步驟如圖2 所示。

圖2 3 類太陽電池的具體制備步驟Fig.2 Specific preparation steps for three types of solar cells

當前p 型TOPCon 太陽電池的產業化進展較慢，主要原因在于p 型TOPCon 技術的鈍化性能難以提升。考慮到現有PERC 太陽電池采用管式等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)技術沉積背面氧化鋁/氮化硅鈍化層，得到的單面飽和電流密度J0,s為10～12 fA/cm2，因此只有將p 型TOPCon 結構的單面飽和電流密度降到小于10 fA/cm2時其才初具應用潛力。然而許多在n 型TOPCon 結構上可有效降低單面飽和電流密度的技術方案應用于p 型TOPCon 結構時，只能獲得單面飽和電流密度大于15 fA/cm2的p 型TOPCon 結構。

綜上所述，開發高效率的p 型TOPCon 太陽電池對保持光伏發電的競爭力具有重大意義，是學術界的重要研究方向。

2 p 型TOPCon 技術的研究進展

2.1 基于低壓化學氣相沉積(LPCVD)技術的p 型TOPCon 技術研究

LPCVD 是最早被產業化應用的技術，該技術制備p 型TOPCon 結構的方法分為兩種：1)預沉積本征非晶硅結合硼擴散的非原位摻雜法；2)沉積原位摻硼多晶硅法。

2.1.1 預沉積本征非晶硅結合硼擴散的非原位摻雜法

2014 年，德國ISFH 率先采用LPCVD 技術依次沉積氧化硅層及本征非晶硅層，然后采用二次硼擴散法進行高溫硼擴散，在擴散溫度為1050 ℃條件下制備的p 型TOPCon 結構的最低單面飽和電流密度約為10 fA/cm2[19]。但該方法存在退火溫度較高的問題，導致很難同時實現本征非晶硅層高濃度摻雜并維持適當的擴散，并且高溫沉積過程對硅與多晶硅之間的氧化硅層會產生較大破壞，因此該方法并非產業化應用首選。

2015 年，德國ISFH 采用LPCVD 技術制備了熱氧化硅層及本征非晶硅層，然后采用離子注入硼原子，制備的p 型TOPCon 結構的最低單面飽和電流密度約為5 fA/cm2。但由于離子注入的成本昂貴，導致該方法產業化推廣困難[20]。

2016 年，荷蘭代爾夫特理工大學(TU Delft)采用LPCVD 技術制備熱氧化硅層及本征非晶硅層，再結合離子注入硼原子，得到p 型TOPCon 結構的最低單面飽和電流密度為19 fA/cm2、最高隱含開路電壓iVoc為704 mV[21]。

2017 年，德國Fraunhofer-ISE 采用LPCVD技術制備了熱氧化硅層及本征非晶硅層，結合離子注入硼原子，獲得的p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓為690 mV、最低單面飽和電流密度為22 fA/cm2[22]。同年，德國ISFH 采用LPCVD 技術沉積本征非晶硅層，結合離子注入，在氧化硅層分別為熱氧化硅層和臭氧水氧化硅層時獲得的p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓(對應的最低單面飽和電流密度)分別為734 mV(3.8 fA/cm2)、729 mV(5 fA/cm2)[23]。

2020 年，江蘇省光伏科學與工程協同創新中心(CICPSE)采用量產型LPCVD 設備沉積本征非晶硅層，再結合硼擴散的非原位摻雜法，獲得的p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓為710 mV、最低單面飽和電流密度為10 fA/cm2[24]。

從以上研究結果可以看出：預沉積本征非晶硅結合硼擴散的非原位摻雜法制備的p 型TOPCon 結構的鈍化性能并不理想，獲得的最高隱含開路電壓及最低單面飽和電流密度僅為710 mV和約10 fA/cm2；而離子注入法能提升鈍化性能，獲得的p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓及對應的最低單面飽和電流密度達到了734 mV 和3.8 fA/cm2，但該方法因成本昂貴而難以產業化推廣。

2.1.2 沉積原位摻硼多晶硅法

德國Fraunhofer-ISE 和荷蘭能源研究中心(ECN)均采用LPCVD 原位摻雜技術制備摻硼非晶硅結合后繼退火，可將p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓提高到730 mV 以上。

具體來說，2017 年，德國Fraunhofer-ISE 采用濕法制備氧化硅層及LPCVD 技術沉積原位摻硼非晶硅層，制備得到的p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓提升至737 mV，對應的最低單面飽和電流密度為2 fA/cm2[25]。2018 年，德國Fraunhofer-ISE 改用熱氧化硅層及LPCVD 技術沉積原位摻硼非晶硅層，再次獲得最高隱含開路電壓為737 mV、最低單面飽和電流密度為2 fA/cm2的p 型TOPCon 結構[26]。該值是迄今為止(截至本文收稿時間)p 型TOPCon 結構所能達到的最高鈍化性能參數紀錄，不過仍遠不及n 型TOPCon 結構能達到的最優鈍化性能(最高隱含開路電壓為750 mV、最低單面飽和電流密度為0.5 fA/cm2)[27]。

2018 年，荷蘭ECN 采用雙層氧化硅工藝，結合LPCVD 技術沉積原位摻硼非晶硅層，實現了p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓達到735 mV、最低單面飽和電流密度達到3 fA/cm2[28]。

2021 年，美國佐治亞理工學院(GT)采用LPCVD 技術沉積原位摻硼非晶硅層，制備出最高隱含開路電壓為719 mV、最低單面飽和電流密度為6.3 fA/cm2的p 型TOPCon 結構和實驗室光電轉換效率為22% 的p 型TOPCon 太陽電池[29]。由此可見，采用沉積原位摻硼多晶硅法獲得的鈍化性能比采用預沉積本征非晶硅結合硼擴散的非原位摻雜法獲得的鈍化性能有所提升，但該方法的不足之處在于研究中并未提及接觸電阻率的相關情況。

綜上可知，德國Fraunhofer-ISE 所報道的p型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓和最低單面飽和電流密度分別為737 mV 和2 fA/cm2[25-26]，是迄今為止(截至本文收稿時間)最優的鈍化性能參數，可滿足制備高效率p 型TOPCon 太陽電池的需求。然而采用LPCVD 技術沉積原位摻硼非晶硅層的方法在產業化應用上仍存在不足，原因在于該方法在薄膜均勻性、沉積速率等方面的控制難度大，且LPCVD 技術在繞鍍沉積、石英耗材等方面還存在自身固有的問題。

2.2 基于磁控濺射技術的p 型TOPCon 技術研究

2018 年，澳大利亞國立大學(ANU)采用磁控濺射(sputtering)技術制備的p 型TOPCon 結構的最低單面飽和電流密度約為15 fA/cm2，并基于此開發出實驗室光電轉換效率為23%的p型TOPCon 太陽電池[30]。2022 年，德國康斯坦茨大學(Konstanz)采用磁控濺射法，獲得的p 型TOPCon 結構的最低單面飽和電流密度為11 fA/cm2[31]。德國ISFH 研究了基于磁控濺射技術的n型TOPCon 技術，但從研究結果來看，采用磁控濺射技術得到的n 型TOPCon 技術的鈍化性能不如采用LPCVD 技術或PECVD 技術得到的p 型TOPCon 技術的鈍化性能，猜測該結果與磁控濺射技術會造成較大的轟擊損傷有關。

磁控濺射技術是一條較為小眾的技術路線，驗證使用的廠家數量相對較少。雖然磁控濺射技術的準直性好，量產具有完全無繞鍍、可簡化工藝、產品良率較高等優點，但也存在轟擊較顯著、設備占用空間大、設備稼動率不高等缺點。

2.3 基于PECVD 技術的p 型TOPCon 技術研究

PECVD 技術具有可原位摻雜、沉積速率快、繞鍍輕微、不會導致石英部件損耗等優點，在量產應用上具有非常強的吸引力。從2018 年開始，德國梅耶博格公司(Mayer Burger)和新加坡國立太陽能研究所(SERIS)[32]、德國商先創(Centrotherm)公司和德國Fraunhofer-ISE[33]分別開始研發基于板式或管式PECVD 技術的p 型TOPCon 太陽電池技術。板式PECVD 技術由于成本問題，在產業化方面的研究進展緩慢。管式PECVD 技術的研究在德國Fraunhofer-ISE 發表第2 篇相關論文后就鮮見進展；直到2020 年由中國科學院寧波材料技術與工程研究所(下文簡稱為“中國科學院寧波材料所”)聯合營口金辰機械股份有限公司、晶澳太陽能科技股份有限公司等開展研究后，該技術的研發速度才顯著提升[13]。2022 年7 月，管式PECVD 技術開始被產業化應用接受，天合光能股份有限公司和通威股份有限公司成為最早采用管式PECVD 技術的公司。

對采用PECVD 技術開發p 型TOPCon 技術的研究進展簡述如下。

2014 年，德國Fraunhofer-ISE 采用PECVD技術制備原位摻硼非晶硅，使p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓和最低單面飽和電流密度達到680 mV 和50 fA/cm2，鈍化性能顯著低于采用同一技術方案制備的n 型TOPCon 結構的鈍化性能(隱含開路電壓為720 mV、單面飽和電流密度為10 fA/cm2)[34]。這是首次有關采用PECVD技術開發p 型TOPCon 技術的研究報道，已顯示出采用PECVD 技術開發高效率p 型TOPCon 技術的難度。

2016 年，ANU 采用PECVD 技術沉積本征非晶硅，結合硼擴散制備p 型多晶硅薄膜，并引入熱氧化硅、氮化硅插入層等手段，獲得的p 型TOPCon結構的最低單面飽和電流密度為16 fA/cm2[35]。

2018 年，瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)采用甚高頻PECVD 設備在原位摻硼非晶硅層之間插入摻碳納米晶緩沖層以抑制界面缺陷，得到p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓為715 mV、最低單面飽和電流密度為11 fA/cm2[36]，并基于此獲得實驗室光電轉換效率為21.9%的p 型TOPCon 太陽電池。

2020 年，中國科學院寧波材料所采用PECVD技術沉積原位摻硼非晶硅層，發現氧化硅對鈍化性能有顯著影響。基于硝酸氧化硅、等離子體輔助氧化硅、熱氧化硅3 種氧化硅隧穿層分別獲得的p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓(對應的最低單面飽和電流密度)為718 mV(7.9 fA/cm2)、703 mV(18.5 fA/cm2)、722 mV(6 fA/cm2)[37]。上述研究結果表明：采用熱氧化工藝得到的鈍化性能最好，但該工藝不兼容PECVD 技術；與PECVD 技術兼容性好的等離子體輔助氧化工藝得到的鈍化性能卻不好。為此，中國科學院寧波材料所對等離子體輔助氧化工藝進行了改良研究。2022 年初，中國科學院寧波材料所通過預沉積濕化學氧化硅結合等離子體輔助氧化的兩步氧化法抑制離子轟擊，實現了p 型TOPCon 技術鈍化性能的小幅提升，得到的p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓達到712 mV、最低單面飽和電流密度達到12 fA/cm2[38]；中國科學院寧波材料所還研究了在等離子體輔助氧化硅隧穿層的條件下，系統改變PECVD 技術沉積原位摻硼非晶硅層的制備條件，最后獲得最高隱含開路電壓僅為706 mV、最低單面飽和電流密度為17.9 fA/cm2的鈍化性能[39]。2022 年，中國科學院寧波材料所在“TOPCon 電池技術發展與設備創新國際論壇”上介紹了其最新研究成果[17]，將基于PECVD 技術的p 型TOPCon 技術在n 型硅片或p 型硅片上獲得的最佳鈍化性能分別提升至最高隱含開路電壓(對應的最低單面飽和電流密度)為730 mV(約6 fA/cm2)或732 mV(約5 fA/cm2)。上述指標已具備產業化應用價值，但報告中并未披露更多的技術細節。

上述研究表明，采用PECVD 技術制備高效率p 型TOPCon 技術具有相當大的難度。經過多年的不懈努力，最終獲得最高隱含開路電壓為732 mV、最低單面飽和電流密度約為5 fA/cm2的鈍化性能，初步具有產業化應用潛力。但需要指出的是，中國科學院寧波材料所的研究結果均是基于13.56 MHz 的射頻電源得到的，而量產型管式PECVD 設備采用40 kHz 電源，其離子轟擊比13.56 MHz 射頻電源的離子轟擊顯著，這使能否在量產型管式PECVD 設備上實現高效率p 型TOPCon 技術存在不確定性。因此，基于PECVD 技術的p 型TOPCon 量產技術仍需進一步驗證。

2.4 基于鎵摻雜多晶硅的p 型TOPCon 技術研究

2017年，美國可再生能源國家實驗室(NREL)開發了一種獨特的p 型TOPCon 結構制備方法，分別采用LPCVD 技術或PECVD 技術沉積本征非晶硅層，然后采用離子注入法或旋涂法引入鎵原子替代硼原子，在制備的p 型TOPCon 結構上分別獲得最高隱含開路電壓(對應的最低單面飽和電流密度)為731 mV(3.1 fA/cm2)或737 mV(2.4 fA/cm2)的鈍化性能[40]。

NREL 采用的摻鎵多晶硅技術可以較輕松地獲得優異的鈍化性能。摻鎵的優勢在于以下3 個方面：

1)鎵在氧化硅中的擴散速率比硼在其中的擴散速率高6 個量級，可以很快穿過氧化硅層且造成的破壞作用較小；

2)鎵的分凝系數小，不易在界面氧化硅層處堆積，可以減少對界面的破壞；

3)鎵在硅中的固溶度小，有利于降低其在界面的聚集效應。

由此可見，采用摻鎵多晶硅制備p 型TOPCon結構在提升鈍化性能方面具有優勢。但在產業化實踐過程中，離子注入鎵或旋涂鎵源的成本過高，不易進行產業化推廣。

3 分析與討論

國內外各研究機構公開報道的關于p 型TOPCon 技術鈍化性能的主要研究結果總結如圖3 所示。圖中：VHF 為甚高頻；PVD 為磁控濺射。

圖3 國內外各研究機構公開報道的關于p 型TOPCon 技術鈍化性能的主要研究結果Fig.3 Main research results on passivation performance of p-type TOPCon technology publicly reported by domestic and foreign research institutions

相較于n 型TOPCon 技術，p 型TOPCon 技術的鈍化性能較難提升，針對p 型TOPCon 技術的相關論文的數量顯著少于針對n 型TOPCon 技術的，其產業化應用進程無顯著進展。國內外各研究機構公開報道的p 型TOPCon 太陽電池的電性能參數研究進展如表2 所示。

從表2 可以看出：p 型TOPCon 太陽電池在光電轉換效率提升方面較為緩慢，與PERC 太陽電池相比，并未體現出顯著優勢。但根據中國科學院寧波材料所的模擬研究結果顯示，基于p 型硅片的p 型TOPCon 太陽電池的實驗室光電轉換效率可以達到約24.43%[16]；中國科學院寧波材料所結合光伏行業的技術進步[17]，嘗試將p 型TOPCon 太陽電池柵線寬度降低至18 μm、正面鈍化性能的最低單面飽和電流密度改進至20 fA/cm2、采用高少子壽命p 型硅片、p 型TOPCon結構鈍化性能的最低單面飽和電流密度改進至5 fA/cm2，得到的p 型TOPCon 太陽電池的模擬計算實驗室光電轉換效率可以達到約25.00%[17]。因此，p 型TOPCon 太陽電池的光電轉換效率具有很大的提升空間。

近期德國ISFH[42-43]報道了實驗室光電轉換效率達約23.7%的p 型IBC 太陽電池，由于該電池并未采用p 型TOPCon 技術，其鋁電極接觸區仍然是光電轉換效率損失的主要來源，而疊加p 型TOPCon 技術能夠提升TOPCon-IBC 太陽電池的光電轉換效率。

目前，導致p 型TOPCon 技術鈍化性能難以提升的科學問題仍不清楚。從原理上看，由于缺陷對電子的捕獲截面大于對空穴的，硼在硅中生成的復合的能級深于磷在硅中生成的，在相同摻雜濃度下，硼摻雜導致的復合較大、少子壽命較低。然而，上述論據不足以完全說明p 型TOPCon 技術鈍化性能差的原因。

從TOPCon 技術的鈍化原理上看，復合來源于3 大區域，分別為硅近表面區、硅表面區氧化硅、多晶硅區；而每一區域的缺陷并不一樣。對p 型TOPCon 結構可能存在的不同類型缺陷進行總結，其示意圖如圖4 所示。

理論分析表明，多晶硅內部復合顯著、少子壽命低；但當氧化硅層完整性保持良好時，多晶硅區復合對p 型TOPCon 結構復合的影響較小，屬于次要矛盾[44-45]。硅近表面區復合通常認為是由摻雜原子的俄歇復合所導致，但從計算工具ENDA2 的分析結果來看，硅近表面區的硼產生的復合也是有限的[31,39]；此時，硅表面區氧化硅將是復合的主要來源，猜測是與硼誘導氧化硅缺陷有關。不過，如果硼在硅近表面區形成高濃度的深能級復合缺陷也可能是復合的主要來源。

中國科學院寧波材料所的研究表明：硼擴散產生的復合是次要影響因素，硅近表面區及硅表面區的硼誘導缺陷是導致p 型TOPCon 結構復合的主要原因，且這些缺陷一旦形成，難以通過注氫的方式進行鈍化[39]；盡管尚不清楚相關缺陷的本質，但從報道來看，中國科學院寧波材料所確實找到一些抑制相關缺陷的方法，使p 型TOPCon 技術的鈍化性能顯著提升[17]。

Konstanz 通過對比本征非晶硅層及摻硼非晶硅層對氧化硅的不同影響規律，發現硼對氧化硅的物理穿透導致氧化硅的完整性被破壞，進而使硅表面的復合速率呈指數性升高，而硼在界面處的濃度并不是導致復合的主要因素[31]。

從NREL 報道的研究結果來看，鎵對氧化硅的破壞作用相對輕微是摻鎵多晶硅容易獲得高質量鈍化性能的重要原因。

上述研究結果得到相近的推論，即氧化硅附近區域的復合是導致p 型TOPCon 結構復合的主要原因，因此，提升氧化硅質量、抑制界面區及硅近表面區缺陷形成是提升p 型TOPCon 技術鈍化性能的關鍵。

4 結論與展望

本文綜述了p 型TOPCon 技術的研究進展，發現p 型TOPCon 技術鈍化性能的提升具有較大難度，其關鍵科學問題并不清楚。根據國內外各研究結果，推測氧化硅附近區域的復合可能是影響p 型TOPCon 技術鈍化性能的主要原因，因此提升氧化硅質量、抑制界面區及硅近表面區缺陷的形成是提升p 型TOPCon 技術鈍化性能的關鍵。基于LPCVD 技術或PECVD 技術的p 型TOPCon 技術在鈍化性能上均取得進步，得到的p 型TOPCon 結構的最高隱含開路電壓(對應的最低單面飽和電流密度)分別達到737 mV(2 fA/cm2)或732 mV(約5 fA/cm2)，已初具量產應用價值。結合其他技術的協同進步，有望開發出量產光電轉換效率大于24.5%的p 型TOPCon 太陽電池或光電轉換效率大于26.0%的TOPCon-IBC太陽電池。相信在全行業的共同努力下，影響p型TOPCon 技術鈍化性能的關鍵科學問題將被揭示，技術指標將得到進一步提升，最終使該技術在產業上獲得應用推廣。