一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法与流程

一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法
技术领域
1.本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种topcon电池，尤其涉及一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法。


背景技术：

2.太阳能作为一种清洁能源，近些年受到越来越多的关注。随着我国碳中和、碳达峰目标的提出，太阳能电池作为绿色转化方案，市场量大增，且未来具有更大的发展空间。现有的新型太阳能电池主要以perc电池为主流，但是随着技术的改进，perc电池由于其理论效率问题，已经慢慢被topcon电池所取代。在增量市场中，topcon电池占据明显的优势，其理论效率可以达到28.7%。topcon电池作为一种新型太阳能电池，其制造工艺过程中一个非常重要的步骤就是栅线金属化过程，栅线的大小影响着太阳能电池板的吸光面积，因此也是电池效率提升研发的重点方向。
3.目前，工业上主要采用丝网印刷银浆的技术来制备栅线电极，然后经过快速烧结，银浆中的有机物挥发，银固化形成金属电极。这种工艺方法简单成熟，得到了大规模的应用。然而，该工艺同时存在如下缺陷：（1）为了烧结成型，银浆中通常需要加入玻璃相，在烧结后，玻璃相会下沉到金属与硅的界面，从而导致接触电阻增大；同时，玻璃相的存在也会导致栅线的体积电阻明显增大；（2）丝网印刷对线宽和线高有一定的要求，受限于丝网模板的尺寸，进一步缩小栅线的线宽来提高电池的有效面积会变得越来越难；（3）银属于贵金属，且储量有限，随着太阳能市场的进一步扩大，银必将无法满足市场需求。
4.为了降低银用量，从设备角度出发，主要采用钢板印刷和激光转印的方法；从工艺角度出发，主要采用银包铜浆料替代银浆，这些都是为了降低银的消耗量，却仍然无法从根本上解决银储量有限而无法满足市场需求的问题。由于铜有着和银接近的电导率，是替代银的很好的候选者。然而，由于铜的熔点高，且容易氧化，所形成的氧化铜无法通过高温进行分解，从而限制了铜浆的使用。另一种制备铜栅线的工艺路线为电镀ni-cu-ag方案，该方案采用ni作为底层，起到防止铜向硅基迁移的作用，同时可以通过热处理形成nisi合金来提升结合力。但是nisi合金层作为si与ni的中间层，仍然具有较大的电阻，从而显著影响了电池效率。
5.由此可见，如何提供一种新的栅线制备方法，替代传统的银浆工艺，同时降低接触电阻，尽可能提升电池效率，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，所述制备方法替代了传统的银浆工艺，同时降低了接触电阻，尽可能提升了电池效率。
7.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：第一方面，本发明提供一种具有双面栅线的topcon电池，所述topcon电池包括电池基底，且所述电池基底的两侧表面分别为n面和p面。
8.所述n面和p面分别独立地设置有线槽，且所述线槽内设置有栅线。
9.所述n面的栅线包括层叠设置的第一种子层、镍磷合金层和第一铜锡合金层，且所述第一种子层与n面线槽的槽底相接触。
10.所述p面的栅线包括层叠设置的第二种子层、镍硼合金层和第二铜锡合金层，且所述第二种子层与p面线槽的槽底相接触。
11.本发明提供的topcon电池通过在传统电池基底的n面镍层中掺杂磷元素，并在p面镍层中掺杂硼元素，使得镍层与基底的硅层在界面处形成镍硅合金的同时，于n面栅线接触位置形成富磷掺杂，并于p面栅线接触位置形成富硼掺杂，从而形成电子空穴传输，进而降低了接触电阻，显著提升了电池效率。
12.优选地，所述第一种子层和第二种子层的材质分别独立地包括镍钯合金，且钯的含量为60-80wt%，例如可以是60wt%、62wt%、64wt%、66wt%、68wt%、70wt%、72wt%、74wt%、76wt%、78wt%或80wt%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
13.优选地，所述第一种子层和第二种子层的厚度分别独立地为0.1-10nm，例如可以是0.1nm、1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm或10nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
14.本发明中，所述第一种子层和第二种子层作为催化中心，可在后续化学沉积镍合金层的过程中起到催化还原的作用，从而有效提高了电极的结合力，且将两者的厚度分别限定为0.1-10nm，可保证催化活性和结合力均处于较高水平的同时，将制备成本控制在较低水平。
15.优选地，所述镍磷合金层中磷的含量为1-2wt%，例如可以是1wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%、1.8wt%、1.9wt%或2wt%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16.本发明中，所述镍磷合金层中磷的含量需控制在合理范围内。当磷的含量低于1wt%时，所起到的电子传输效果并不明显，且与直接沉积金属镍层效果接近；当磷的含量高于2wt%时，又会导致底层的镍磷合金层电阻率升高，进而增加电池的接触电阻。
17.优选地，所述镍硼合金层中硼的含量为1-2wt%，例如可以是1wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%、1.8wt%、1.9wt%或2wt%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
18.本发明中，所述镍硼合金层中硼的含量需控制在合理范围内。当硼的含量低于1wt%时，所起到的空穴传输效果并不明显，且与直接沉积金属镍层效果接近；当硼的含量高于2wt%时，又会导致底层的镍硼合金层电阻率升高，进而增加电池的接触电阻。
19.优选地，所述镍磷合金层和镍硼合金层的厚度分别独立地为0.1-0.3μm，例如可以是0.1μm、0.12μm、0.14μm、0.16μm、0.18μm、0.2μm、0.22μm、0.24μm、0.26μm、0.28μm或0.3μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20.优选地，所述第一铜锡合金层和第二铜锡合金层中锡的含量分别独立地为0.01-0.5wt%，例如可以是0.01wt%、0.05wt%、0.1wt%、0.15wt%、0.2wt%、0.25wt%、0.3wt%、0.35wt%、0.4wt%、0.45wt%或0.5wt%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
21.优选地，所述第一铜锡合金层和第二铜锡合金层的厚度分别独立地为5-10μm，例如可以是5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
22.第二方面，本发明提供一种如第一方面所述topcon电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）在电池基底的n面和p面分别独立地开设线槽；（2）在所述n面的线槽内依次沉积第一种子层和镍磷合金层；（3）在所述p面的线槽内依次沉积第二种子层和镍硼合金层；（4）对所述电池基底进行热处理；（5）在所述镍磷合金层与镍硼合金层的表面同步沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层表面制得第一铜锡合金层，在所述镍硼合金层表面制得第二铜锡合金层，从而得到具有双面栅线的topcon电池。
23.其中，步骤（2）和（3）不分先后顺序。
24.本发明通过利用电池基底的光生伏特效应和半导体特性，在基底的两侧表面线槽内依次沉积种子层和镍合金层（镍磷合金层/镍硼合金层），这一过程将种子层作为催化中心，借助其催化还原作用进一步沉积镍合金层，与传统直接沉积镍层相比，显著提升了电极的结合力。
25.优选地，步骤（1）所述线槽的开设方法包括激光刻蚀，且所述线槽在开设之后利用氢氟酸进行清洗。
26.优选地，步骤（2）所述第一种子层和步骤（3）所述第二种子层的沉积方法分别独立地包括第一电化学沉积。
27.优选地，步骤（2）所述镍磷合金层的沉积方法包括第一化学沉积。
28.优选地，步骤（3）所述镍硼合金层的沉积方法包括第二化学沉积。
29.优选地，步骤（5）所述铜锡合金层的沉积方法包括第二电化学沉积。
30.优选地，所述第一电化学沉积采用的电解液中包括氨基磺酸镍、氯化氨基钯、导电盐和光亮剂，且所述电解液利用氨水将ph调节至7.5-9.0，例如可以是7.5、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8或9.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
31.本发明中，所述导电盐为本领域常规的导电盐，例如可以是硫酸铵、氯化铵等，只要能够起到导电盐的相应作用即可，故在此不做特别限定。
32.本发明中，所述光亮剂为本领域常规的光亮剂，例如可以是吡啶磺酸盐、吡啶羧酸盐等，只要能够起到光亮剂的相应作用即可，故在此不做特别限定。
33.优选地，所述氨基磺酸镍的浓度为0.03-0.06g/l，例如可以是0.03g/l、0.035g/l、0.04g/l、0.045g/l、0.05g/l、0.055g/l或0.06g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
34.优选地，所述氯化氨基钯的浓度为0.1-0.2g/l，例如可以是0.1g/l、0.11g/l、0.12g/l、0.13g/l、0.14g/l、0.15g/l、0.16g/l、0.17g/l、0.18g/l、0.19g/l或0.2g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
35.优选地，所述导电盐的浓度为2-3g/l，例如可以是2g/l、2.1g/l、2.2g/l、2.3g/l、
2.4g/l、2.5g/l、2.6g/l、2.7g/l、2.8g/l、2.9g/l或3g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
36.优选地，所述光亮剂的浓度为0.1-0.2g/l，例如可以是0.1g/l、0.11g/l、0.12g/l、0.13g/l、0.14g/l、0.15g/l、0.16g/l、0.17g/l、0.18g/l、0.19g/l或0.2g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
37.优选地，所述第一电化学沉积的电流密度为0.5-1.5a/dm2，例如可以是0.5a/dm2、0.6a/dm2、0.7a/dm2、0.8a/dm2、0.9a/dm2、1.0a/dm2、1.1a/dm2、1.2a/dm2、1.3a/dm2、1.4a/dm2或1.5a/dm2，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
38.优选地，所述第一电化学沉积的沉积温度为20-30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
39.优选地，所述第一电化学沉积的沉积时间为1-3min，例如可以是1min、1.2min、1.4min、1.6min、1.8min、2min、2.2min、2.4min、2.6min、2.8min或3min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
40.优选地，所述第一化学沉积采用的沉积液中包括硫酸镍、次亚磷酸钠、络合剂和添加剂，且所述沉积液利用硫酸将ph调节至5.1-5.8，例如可以是5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7或5.8，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
41.本发明中，所述络合剂为本领域常规的络合剂，例如可以是柠檬酸钠，只要能够起到络合剂的相应作用即可，故在此不做特别限定。
42.本发明中，所述添加剂为本领域常规的添加剂，例如可以是硫脲，只要能够起到添加剂的相应作用即可，故在此不做特别限定。
43.优选地，所述硫酸镍的浓度为20-30g/l，例如可以是20g/l、21g/l、22g/l、23g/l、24g/l、25g/l、26g/l、27g/l、28g/l、29g/l或30g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
44.优选地，所述次亚磷酸钠的浓度为15-25g/l，例如可以是15g/l、16g/l、17g/l、18g/l、19g/l、20g/l、21g/l、22g/l、23g/l、24g/l或25g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
45.优选地，所述络合剂的浓度为25-30g/l，例如可以是25g/l、25.5g/l、26g/l、26.5g/l、27g/l、27.5g/l、28g/l、28.5g/l、29g/l、29.5g/l或30g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
46.优选地，所述添加剂的浓度为0.05-0.1g/l，例如可以是0.05g/l、0.06g/l、0.07g/l、0.08g/l、0.09g/l或0.1g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
47.优选地，所述第一化学沉积的沉积温度为80-85℃，例如可以是80℃、80.5℃、81℃、81.5℃、82℃、82.5℃、83℃、83.5℃、84℃、84.5℃或85℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
48.优选地，所述第一化学沉积的沉积时间为1-3min，例如可以是1min、1.2min、1.4min、1.6min、1.8min、2min、2.2min、2.4min、2.6min、2.8min或3min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
49.优选地，所述第二化学沉积采用的沉积液中包括硫酸镍、二甲氨基硼烷、络合剂和添加剂，且所述沉积液利用氨水将ph调节至12.0-13.5，例如可以是12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4或13.5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
50.本发明中，所述络合剂为本领域常规的络合剂，例如可以是酒石酸钾钠，只要能够起到络合剂的相应作用即可，故在此不做特别限定。
51.本发明中，所述添加剂为本领域常规的添加剂，例如可以是水杨酸，只要能够起到添加剂的相应作用即可，故在此不做特别限定。
52.优选地，所述硫酸镍的浓度为20-30g/l，例如可以是20g/l、21g/l、22g/l、23g/l、24g/l、25g/l、26g/l、27g/l、28g/l、29g/l或30g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
53.优选地，所述二甲氨基硼烷的浓度为3-5g/l，例如可以是3g/l、3.2g/l、3.4g/l、3.6g/l、3.8g/l、4g/l、4.2g/l、4.4g/l、4.6g/l、4.8g/l或5g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
54.优选地，所述络合剂的浓度为25-30g/l，例如可以是25g/l、25.5g/l、26g/l、26.5g/l、27g/l、27.5g/l、28g/l、28.5g/l、29g/l、29.5g/l或30g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
55.优选地，所述添加剂的浓度为0.05-0.1g/l，例如可以是0.05g/l、0.06g/l、0.07g/l、0.08g/l、0.09g/l或0.1g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
56.优选地，所述第二化学沉积的沉积温度为80-85℃，例如可以是80℃、80.5℃、81℃、81.5℃、82℃、82.5℃、83℃、83.5℃、84℃、84.5℃或85℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
57.优选地，所述第二化学沉积的沉积时间为1-3min，例如可以是1min、1.2min、1.4min、1.6min、1.8min、2min、2.2min、2.4min、2.6min、2.8min或3min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
58.优选地，所述第二电化学沉积采用的电解液中包括焦磷酸铜、焦磷酸锡、焦磷酸钾和磷酸二氢钾，且所述电解液的ph为9.0-9.2，例如可以是9.0、9.05、9.1、9.15或9.2，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
59.优选地，所述焦磷酸铜的浓度为20-30g/l，例如可以是20g/l、21g/l、22g/l、23g/l、24g/l、25g/l、26g/l、27g/l、28g/l、29g/l或30g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
60.优选地，所述焦磷酸锡的浓度为0.05-0.15g/l，例如可以是0.05g/l、0.06g/l、0.07g/l、0.08g/l、0.09g/l、0.10g/l、0.11g/l、0.12g/l、0.13g/l、0.14g/l或0.15g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
61.优选地，所述焦磷酸钾的浓度为40-60g/l，例如可以是40g/l、42g/l、44g/l、46g/l、48g/l、50g/l、52g/l、54g/l、56g/l、58g/l或60g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
62.优选地，所述磷酸二氢钾的浓度为50-70g/l，例如可以是50g/l、52g/l、54g/l、
56g/l、58g/l、60g/l、62g/l、64g/l、66g/l、68g/l或70g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
63.优选地，所述第二电化学沉积的电流密度为5-10a/dm2，例如可以是5a/dm2、6a/dm2、7a/dm2、8a/dm2、9a/dm2或10a/dm2，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
64.优选地，所述第二电化学沉积的沉积温度为20-30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
65.优选地，所述第二电化学沉积的沉积时间为5-10min，例如可以是5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min、9.5min或10min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
66.作为本发明第二方面优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：（1）在电池基底的n面和p面分别独立地采用激光刻蚀开设线槽，并利用氢氟酸进行清洗；（2）在所述n面的线槽内依次沉积第一种子层和镍磷合金层；所述第一种子层的沉积方法为电化学沉积，采用的电解液中包括0.03-0.06g/l的氨基磺酸镍、0.1-0.2g/l的氯化氨基钯、2-3g/l的导电盐和0.1-0.2g/l的光亮剂，且所述电解液利用氨水将ph调节至7.5-9.0，电流密度为0.5-1.5a/dm2，沉积温度为20-30℃，沉积时间为1-3min；所述镍磷合金层的沉积方法为化学沉积，采用的沉积液中包括20-30g/l的硫酸镍、15-25g/l的次亚磷酸钠、25-30g/l的络合剂和0.05-0.1g/l的添加剂，且所述沉积液利用硫酸将ph调节至5.1-5.8，沉积温度为80-85℃，沉积时间为1-3min；（3）在所述p面的线槽内依次沉积第二种子层和镍硼合金层；所述第二种子层的沉积方法为电化学沉积，且所述电化学沉积与第一种子层的沉积条件相同；所述镍硼合金层的沉积方法为化学沉积，采用的沉积液中包括20-30g/l的硫酸镍、3-5g/l的二甲氨基硼烷、25-30g/l的络合剂和0.05-0.1g/l的添加剂，且所述沉积液利用氨水将ph调节至12.0-13.5，沉积温度为80-85℃，沉积时间为1-3min；（4）对所述电池基底进行热处理；（5）在所述镍磷合金层与镍硼合金层的表面同步电化学沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层表面制得第一铜锡合金层，在所述镍硼合金层表面制得第二铜锡合金层，从而得到具有双面栅线的topcon电池；所述电化学沉积采用的电解液中包括20-30g/l的焦磷酸铜、0.05-0.15g/l的焦磷酸锡、40-60g/l的焦磷酸钾和50-70g/l的磷酸二氢钾，且所述电解液的ph为9.0-9.2，电流密度为5-10a/dm2，沉积温度为20-30℃，沉积时间为5-10min；其中，步骤（2）和（3）不分先后顺序。
67.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提供的topcon电池通过在传统电池基底的n面镍层中掺杂磷元素，并在p面镍层中掺杂硼元素，使得镍层与基底的硅层在界面处形成镍硅合金的同时，于n面栅线接触位置形成富磷掺杂，并于p面栅线接触位置形成富硼掺杂，从而形成电子空穴传输，进而降低了接触电阻，显著提升了电池效率，且接触电阻最低可降至0.1mω/cm2，电池效率最高可升至24.5%。
附图说明
68.图1是本发明提供的topcon电池结构示意图；图2是本发明提供的topcon电池的制备方法流程图。
69.其中：1-topcon基片；2-隧穿氧化层；3-磷重掺杂多晶硅层；4-硼重掺杂多晶硅层；5-氧化铝层；6-氮化硅层；7-第一种子层；8-镍磷合金层；9-第一铜锡合金层；10-第二种子层；11-镍硼合金层；12-第二铜锡合金层。
具体实施方式
70.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
71.实施例1本实施例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，如图1所示，所述topcon电池包括电池基底，且所述电池基底的两侧表面分别为n面和p面。所述电池基底的中心为topcon基片1，朝向n面层叠设置有隧穿氧化层2、磷重掺杂多晶硅层3和氮化硅层6，朝向p面层叠设置有硼重掺杂多晶硅层4、氧化铝层5和氮化硅层6。
72.如图1所示，所述n面和p面分别独立地设置有线槽，且所述线槽内设置有栅线；所述n面的栅线包括层叠设置的第一种子层7、镍磷合金层8和第一铜锡合金层9，且所述第一种子层7与n面线槽的槽底相接触；所述p面的栅线包括层叠设置的第二种子层10、镍硼合金层11和第二铜锡合金层12，且所述第二种子层10与p面线槽的槽底相接触。
73.本实施中，所述第一种子层7和第二种子层10的材质分别独立地包括镍钯合金，且钯的含量为70wt%；所述第一种子层7和第二种子层10的厚度分别独立地为5nm。所述镍磷合金层8中磷的含量为1.5wt%，所述镍硼合金层11中硼的含量为1.5wt%，且所述镍磷合金层8和镍硼合金层11的厚度分别独立地为0.2μm。所述第一铜锡合金层9和第二铜锡合金层12中锡的含量分别独立地为0.25wt%，且厚度分别独立地为8μm。
74.如图2所示，所述制备方法包括以下步骤：（1）在电池基底的n面和p面分别独立地采用激光刻蚀开设线槽，并利用氢氟酸进行清洗；（2）在所述n面的线槽内依次沉积第一种子层7和镍磷合金层8；（3）在所述p面的线槽内依次沉积第二种子层10和镍硼合金层11；（4）对所述电池基底在350℃下氩气氛围中热处理2min；（5）在所述镍磷合金层8与镍硼合金层11的表面同步沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层8表面制得第一铜锡合金层9，在所述镍硼合金层11表面制得第二铜锡合金层12，从而得到具有双面栅线的topcon电池。
75.其中，步骤（2）所述第一种子层7和步骤（3）所述第二种子层10的沉积方法分别独立地为第一电化学沉积；步骤（2）所述镍磷合金层8的沉积方法为第一化学沉积；步骤（3）所述镍硼合金层11的沉积方法为第二化学沉积；步骤（5）所述铜锡合金层的沉积方法为第二电化学沉积。上述各项沉积方法的具体条件见下表1。
76.表1
实施例2本实施例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，如图1所示，所述topcon电池包括电池基底，且所述电池基底的两侧表面分别为n面和p面。所述电池基底的中心为topcon基片1，朝向n面层叠设置有隧穿氧化层2、磷重掺杂多晶硅层3和氮化硅层6，朝向p面层叠设置有硼重掺杂多晶硅层4、氧化铝层5和氮化硅层6。
77.如图1所示，所述n面和p面分别独立地设置有线槽，且所述线槽内设置有栅线；所述n面的栅线包括层叠设置的第一种子层7、镍磷合金层8和第一铜锡合金层9，且所述第一种子层7与n面线槽的槽底相接触；所述p面的栅线包括层叠设置的第二种子层10、镍硼合金层11和第二铜锡合金层12，且所述第二种子层10与p面线槽的槽底相接触。
78.本实施中，所述第一种子层7和第二种子层10的材质分别独立地包括镍钯合金，且钯的含量为60wt%；所述第一种子层7和第二种子层10的厚度分别独立地为0.1nm。所述镍磷合金层8中磷的含量为1wt%，所述镍硼合金层11中硼的含量为1wt%，且所述镍磷合金层8和镍硼合金层11的厚度分别独立地为0.1μm。所述第一铜锡合金层9和第二铜锡合金层12中锡的含量分别独立地为0.01wt%，且厚度分别独立地为5μm。
79.如图2所示，所述制备方法包括以下步骤：（1）在电池基底的n面和p面分别独立地采用激光刻蚀开设线槽，并利用氢氟酸进行清洗；（2）在所述n面的线槽内依次沉积第一种子层7和镍磷合金层8；（3）在所述p面的线槽内依次沉积第二种子层10和镍硼合金层11；（4）对所述电池基底在350℃下氩气氛围中热处理2min；（5）在所述镍磷合金层8与镍硼合金层11的表面同步沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层8表面制得第一铜锡合金层9，在所述镍硼合金层11表面制得第二铜锡合金层12，从而得到具有双面栅线的topcon电池。
80.其中，步骤（2）所述第一种子层7和步骤（3）所述第二种子层10的沉积方法分别独立地为第一电化学沉积；步骤（2）所述镍磷合金层8的沉积方法为第一化学沉积；步骤（3）所述镍硼合金层11的沉积方法为第二化学沉积；步骤（5）所述铜锡合金层的沉积方法为第二电化学沉积。上述各项沉积方法的具体条件见下表2。
81.表2
实施例3本实施例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，如图1所示，所述topcon电池包括电池基底，且所述电池基底的两侧表面分别为n面和p面。所述电池基底的中心为topcon基片1，朝向n面层叠设置有隧穿氧化层2、磷重掺杂多晶硅层3和氮化硅层6，朝向p面层叠设置有硼重掺杂多晶硅层4、氧化铝层5和氮化硅层6。
82.如图1所示，所述n面和p面分别独立地设置有线槽，且所述线槽内设置有栅线；所述n面的栅线包括层叠设置的第一种子层7、镍磷合金层8和第一铜锡合金层9，且所述第一种子层7与n面线槽的槽底相接触；所述p面的栅线包括层叠设置的第二种子层10、镍硼合金
层11和第二铜锡合金层12，且所述第二种子层10与p面线槽的槽底相接触。
83.本实施中，所述第一种子层7和第二种子层10的材质分别独立地包括镍钯合金，且钯的含量为80wt%；所述第一种子层7和第二种子层10的厚度分别独立地为10nm。所述镍磷合金层8中磷的含量为2wt%，所述镍硼合金层11中硼的含量为2wt%，且所述镍磷合金层8和镍硼合金层11的厚度分别独立地为0.3μm。所述第一铜锡合金层9和第二铜锡合金层12中锡的含量分别独立地为0.5wt%，且厚度分别独立地为10μm。
84.如图2所示，所述制备方法包括以下步骤：（1）在电池基底的n面和p面分别独立地采用激光刻蚀开设线槽，并利用氢氟酸进行清洗；（2）在所述n面的线槽内依次沉积第一种子层7和镍磷合金层8；（3）在所述p面的线槽内依次沉积第二种子层10和镍硼合金层11；（4）对所述电池基底在350℃下氩气氛围中热处理2min；（5）在所述镍磷合金层8与镍硼合金层11的表面同步沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层8表面制得第一铜锡合金层9，在所述镍硼合金层11表面制得第二铜锡合金层12，从而得到具有双面栅线的topcon电池。
85.其中，步骤（2）所述第一种子层7和步骤（3）所述第二种子层10的沉积方法分别独立地为第一电化学沉积；步骤（2）所述镍磷合金层8的沉积方法为第一化学沉积；步骤（3）所述镍硼合金层11的沉积方法为第二化学沉积；步骤（5）所述铜锡合金层的沉积方法为第二电化学沉积。上述各项沉积方法的具体条件见下表3。
86.表3
实施例4本实施例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，除了将镍磷合金层8中磷的含量改为0.5wt%，并对制备方法中次亚磷酸钠的浓度作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
87.实施例5本实施例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，除了将镍磷合金层8中磷的含量改为2.5wt%，并对制备方法中次亚磷酸钠的浓度作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
88.实施例6本实施例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，除了将镍硼合金层
11中硼的含量改为0.5wt%，并对制备方法中二甲氨基硼烷的浓度作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
89.实施例7本实施例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，除了将镍硼合金层11中硼的含量改为2.5wt%，并对制备方法中二甲氨基硼烷的浓度作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
90.对比例1本对比例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，除了将镍磷合金层8改为同等厚度的纯镍层（采用电化学沉积镍层），并对制备方法作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
91.对比例2本对比例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，除了将镍硼合金层11改为同等厚度的纯镍层（采用电化学沉积镍层），并对制备方法作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
92.对比例3本对比例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，除了将镍磷合金层8和镍硼合金层11分别对应地改为同等厚度的纯镍层（采用电化学沉积镍层），并对制备方法作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
93.对比例4本对比例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，所述制备方法采用传统的电镀ni/cu/ag工艺，首先对电池基底进行激光刻蚀栅线图形，然后经过氢氟酸清洗，再对n面依次电镀ni、cu、ag，对p面依次电镀ni、cu、ag；最后经过350℃下氩气氛围中热处理2min得到topcon电池。
94.对比例5本对比例提供一种具有双面栅线的topcon电池及其制备方法，所述制备方法采用传统的丝网印刷ag工艺，印刷一层银浆后进行850℃烧结30s得到topcon电池。
95.实施例1-7与对比例1-5所得topcon电池的性能测试结果见下表4。
96.表4
上表中，接触电阻的测试方法为：矩形传输线法（tlm法）；电池效率的测试方法为：i-v测试方法。
97.由表4可知：接触电阻主要来自于ni层中磷和硼的含量。若是磷或硼含量过低，虽然形成镍硅合金时能够降低一些接触电阻，但是所起到的电子/空穴传输效果并不明显；若是磷或硼含量过高，虽然形成镍硅合金时接触电阻降低了，但是其体电阻会相应的升高，从而影响电池的效率。
98.由此可见，本发明提供的topcon电池通过在传统电池基底的n面镍层中掺杂磷元素，并在p面镍层中掺杂硼元素，使得镍层与基底的硅层在界面处形成镍硅合金的同时，于n面栅线接触位置形成富磷掺杂，并于p面栅线接触位置形成富硼掺杂，从而形成电子空穴传输，进而降低了接触电阻，显著提升了电池效率，且接触电阻最低可降至0.1mω/cm2，电池效率最高可升至24.5%。
99.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。