一种背接触电池的制作方法

本技术涉及太阳能电池，特别是涉及一种背接触电池。

背景技术：

1、背接触电池指发射极和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的太阳能电池。与正面有遮挡的太阳能电池相比，背接触电池具有更高的短路电流和光电转换效率，是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。

2、但是，现有的背接触电池中导电类型相反的两类掺杂半导体层难以分辨，从而增大了将极性相反的两类导电结构分别准确地设置在这两类掺杂半导体层上的难度，即容易导致背接触电池短路，影响背接触电池的电学稳定性。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种背接触电池，用于提高第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层之间的可分辨性，降低在这两类掺杂半导体层上准确设置与其极性相同的导电结构的难度，防止背接触电池短路，提高背接触电池的电学稳定性。

2、本实用新型提供了一种背接触电池。该背接触电池包括：半导体基底、第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层。

3、上述半导体基底具有相对的第一面和第二面。沿着平行于第二面的方向，第二面具有交替排布的第一区域和第二区域。第一区域的表面具有第一凸台结构，第二区域的表面具有第二凸台结构。第一凸台结构中分布的凸台的形貌不同于第二凸台结构中分布的凸台的形貌。上述第一掺杂半导体层形成在第一区域内或形成在第一区域上。上述第二掺杂半导体层形成在第二区域内或形成在第二区域上。第二掺杂半导体层与第一掺杂半导体层的导电类型相反。

4、采用上述技术方案的情况下，上述第二面具有的第一区域的表面具有第一凸台结构。第二面具有的第二区域的表面具有第二凸台结构。并且，上述第一凸台结构和第二凸台结构中分布的凸台的形貌不同。在此情况下，当第一掺杂半导体层形成在第一区域内、且第二掺杂半导体层形成在第二区域内时，可以通过第一凸台结构和第二凸台结构的形貌的差异很好地将第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层在半导体基底内的具体形成位置区分开。

5、而当第一掺杂半导体层形成在第一区域上、且第二掺杂半导体层形成在第二区域时，沿平行于第一区域表面的方向，第一掺杂半导体层各部分的高度大致相同，因此第一掺杂半导体层背离半导体基底的形貌与第一区域的形貌大致相同。同理，沿平行于第二区域表面的方向，第二掺杂半导体层各部分的高度大致相同，因此第二掺杂半导体层背离半导体基底的形貌与第二区域的形貌大致相同。基于此，如前文所述，在第一区域的形貌不同于第二区域的形貌的情况下，第一掺杂半导体层背离半导体基底一侧的形貌与第二掺杂半导体层背离半导体基底一侧的形貌也不相同，从而能够通过该差异很好地将第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层在半导体基底上的具体形成位置区分开。

6、同理，当第一掺杂半导体层形成在第一区域内、且第二掺杂半导体层形成在第二区域上时，可以通过第一区域的形貌与第二掺杂半导体层背离半导体基底一侧的形貌将导电类型不同的类型掺杂半导体层的具体形成位置区分开。当第一掺杂半导体层形成在第一区域上、且第二掺杂半导体层形成在第二区域上时，可以通过第一掺杂半导体层背离半导体基底一侧的形貌与第二区域的形貌将导电类型不同的类型掺杂半导体层的具体形成位置区分开。

7、综上所述，相比于包括导电类型相反、且形貌相同的两类掺杂半导体层的现有背接触电池，本实用新型提供的背接触电池中第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层之间具有更高的可分辨性，从而能够降低在第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层上分别准确设置与其极性相同的导电结构的难度，进而降低导电类型相反的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层通过导电结构耦合而导致背接触电池短路的风险，提高背接触电池的电学稳定性。

8、此外，因第一凸台结构和第二凸台结构均比绒面结构的表面更加平整，故与背面具有绒面结构的背接触电池相比，本实用新型提供的背接触电池中第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的表面更为平整，从而容易在二者的表面上更好地沉积表面钝化层，使得表面钝化层的成膜更致密，提升其钝化效果，进而能够有效提高背接触电池的开路电压，提升背接触电池的光电转换效率。

9、在一种可能的实现方式中，第一区域的表面开设有向半导体基底内凹入的第一栅格状凹槽。第一凸台结构位于第一栅格状凹槽围成的栅格区域内。在此情况下，在实际的应用过程中，可以通过激光刻蚀等方式在形成的第一区域开设向半导体基底内凹入的第一栅格状凹槽，使得第一区域位于第一栅格状凹槽内侧的部分形成第一凸台结构。此时，第一凸台结构中分布的凸台较为明显，利于通过该第一凸台结构分辨出第一掺杂半导体层的具体形成位置。

10、在一种可能的实现方式中，第二区域的表面上开设有向半导体基底内凹入的第二栅格状凹槽。第二凸台结构位于第二栅格状凹槽围成的栅格区域内。该情况下的有益效果可以参考前文对第一栅格状凹槽的有益效果分析，此处不再赘述。

11、在另一种可能的实现方式中，第一凸台结构为经抛光处理后的第一金字塔塔基结构。在此情况下，第一凸台结构可以由原始形成在第一区域表面的金字塔结构进行抛光处理，去除掉金字塔结构的上半部分，从而获得第一金字塔塔基结构。与位于第一栅格状凹槽围成的栅格区域内的第一凸台结构相比，第一金字塔塔基结构为微观结构，因此当第一凸台结构为经抛光处理后的第一金字塔塔基结构时，可以降低为在第一区域的表面形成第一凸台结构时对半导体基底的减薄厚度，利于实现背接触电池的薄片化生产的同时，还可以增大光入射半导体基底后被吸收的概率，提高背接触电池的光电转换效率。

12、在另一种可能的实现方式中，第二凸台结构为经抛光处理后的第二金字塔塔基结构。该情况下的有益效果可以参考前文对第一金字塔塔基结构的有益效果分析，此处不再赘述。

13、在一种可能的实现方式中，上述第一凸台结构中分布的凸台背离半导体基底的表面形状为第一类正多边形。第二凸台结构中分布的凸台背离半导体基底的表面形状为第二类正多边形。第一类正多边形的边长不同于第二类正多边形的边长。此时，第一类正多边形和第二类正多边形的大小不同。在此情况下，可以至少通过对比第一掺杂半导体层表面和第二掺杂半导体层表面具有的凸台所对应的类正多边形的大小差异，更直观的分辨出第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的具体形成位置。

14、在一种可能的实现方式中，上述第一凸台结构中分布的凸台的高度不同于第二凸台结构中分布的凸台的高度。在此情况下，可以至少通过对比第一掺杂半导体层表面和第二掺杂半导体层表面具有的凸台所对应的高度差异区分出第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的具体形成位置，为区分第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层提供多一种可能的分辨方案，提高本实用新型提供的背接触电池在不同应用场景下的适用性。

15、在一种可能的实现方式中，上述第一类正多边形的边长小于第二类正多边形的边长。并且，第一凸台结构中分布的凸台的高度大于第二凸台结构中分布的凸台的高度。在此情况下，当通过对比背接触电池背表面上各区域具有的凸台所对应类正多边形大小的方式进行区分时，对应类正多边形较小的区域为第一掺杂半导体层的形成位置。对应的类正多边形较大的区域为第二掺杂半导体层的形成位置。此外，具有第二凸台结构的第二区域表面比具有第一凸台结构的第一区域表面更加光滑，从而能够增强表面钝化层对第二掺杂半导体层表面处的钝化效果，进一步提升背接触电池的光电转换效率。再者，当至少通过对比背接触电池背面各区域表面具有的凸台所对应的高度差的方式进行区分时，对应凸台高度较大的区域为第一掺杂半导体层的形成位置。而对应的凸台高度较小的区域为第二掺杂半导体层的形成位置，从而易于对第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层进行分辨。此外，当第一凸台结构和第二凸台结构分别为经抛光处理后的第一金字塔塔基结构和第二金字塔塔基结构时，因第一金字塔塔基结构和第二金字塔塔基结构的高度与边长成反比，故当第一凸台结构中分布的凸台的高度大于第二凸台结构中分布的凸台的高度时，第一类正多边形的边长小于第二类正多边形的边长。基于此，该情况下具有的有益效果可以参考前文所述的第一类正多边形的边长小于第二类正多边形的边长所具有的有益效果，此处不再赘述。

16、在一种示例中，在第一类正多边形的边长小于第二类正多边形的边长的情况下，上述第一掺杂半导体层的掺杂浓度小于第二掺杂半导体层的掺杂浓度。

17、采用上述技术方案的情况下，在一定的范围内，掺杂半导体层与导电结构之间的接触电阻与掺杂半导体层的掺杂浓度成反比。并且，因第二类正多边形的边长大于第一类正多边形的边长，故具有第二凸台结构的第二区域表面比具有第一凸台结构的第一区域表面更加光滑，进而使得第二掺杂半导体层的表面比第一掺杂半导体层的表面更加光滑。而光滑表面对应的比表面积更小，可以使得沉积用于制造表面钝化层的钝化材料后，该钝化材料在第二掺杂半导体层上的厚度大于第一掺杂半导体层上的厚度。换句话说，表面钝化层位于掺杂浓度更大的第二掺杂半导体层上的厚度大于其位于掺杂浓度更小的第一掺杂半导体层上的厚度。基于此，后续通过烧结电极的方式使电极中的元素作为掺杂元素扩散至第一掺杂半导体层内以增大第一掺杂半导体层的掺杂浓度，并降低第一掺杂半导体层与相应导电结构之间的接触电阻时，因表面钝化层位于第二掺杂半导体层上的厚度较大，故可以解决因烧结时间较长或温度较高而导致表面钝化层位于第二掺杂半导体层上的部分过早被烧穿的问题，确保第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层均接触良好，提高背接触电池的电学性能。

18、在一种示例中，上述第一凸台结构和第二凸台结构均包括相对设置的顶面和底面。第一凸台结构和第二凸台结构背离半导体基底的表面为顶面。在第一类正多边形的边长小于第二类正多边形的边长的情况下，第二凸台结构的顶面相对于第一凸台结构的顶面向半导体基底内凹入。

19、采用上述技术方案的情况下，上述第二凸台结构的顶面相对于第一凸台结构的顶面向半导体基底内凹入，可以使得第二掺杂半导体层背离半导体基底的表面相对于第一掺杂半导体层背离半导体基底的表面也沿着靠近半导体基底的方向向内凹入。基于此，即使当第一类正多边形的边长小于第二类正多边形的边长时会出现表面钝化层在第二掺杂半导体层上的厚度大于第一掺杂半导体层上的厚度，也可以通过第二掺杂半导体层背离半导体基底的表面相对于第一掺杂半导体层背离半导体基底的表面也沿着靠近半导体基底的方向向内凹入的方式，消除表面钝化层位于第一区域和第二区域上方的部分的表面高度差。在上述情况下，在通过激光刻蚀方式在表面钝化层位于这两个区域上方的部分开设电极窗口时，激光镜头与表面钝化层位于这两个区域上方的部分的间距相等，既能够在相同的聚焦深度下对表面钝化层位于这两个区域上方的部分进行刻蚀，从而能够解决现在技术中因表面钝化层位于这两个区域上方的部分表面具有高度差而在激光刻蚀时无法同时满足这两个部分的聚焦深度导致一类电极窗口无法打开或另一类电极窗口过刻的问题，确保后续形成的第一电极和第二电极可以分别通过相应类电极窗口贯穿表面钝化层，从而降低第一电极和第二电极处的接触电阻。同时，利于使得后续形成的第一电极和第二电极不会伸入至相应导电类型的掺杂半导体层内，确保第一电极和第二电极处的载流子复合速率均较低，提高背接触电池的光电转换效率。

20、在一种可能的实现方式中，上述第一类正多边形的边长为0.5μm至20μm。第一凸台结构中分布的凸台的高度为0.5μm至5μm。在此情况下，在实际的制造过程中，至少对第一区域的表面进行抛光等处理形成第一凸台结构时，因第一类正多边形的边长具有一定的可选范围，从而无须为了将第一区域表面具有的凸台的边长处理至固定值而严格要求抛光时间等处理条件，降低抛光等处理的难度。此外，与边长为纳米级的凸台相比，第一类正多边形的边长为微米级，使得第一区域的形貌更加明显，更容易分辨第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的具体形成位置。至于将第一凸台结构中分布的凸台的高度设置为0.5μm至5μm所具有的有益效果可以参考前文所述的当第一类正多边形的边长为0.5μm至20μm时具有的有益效果，此处不再赘述。

21、在一种可能的实现方式中，上述第二类正多边形的边长为10μm至50μm。第二凸台结构中分布的凸台的高度为0.5μm至10μm。该情况下具有的有益效果可以参考前文所述的当第一类正多边形的边长为0.5μm至20μm时具有的有益效果。此外，当第二掺杂半导体层形成在第二凸台结构上时，因第二掺杂半导体层的厚度通常为20nm至600nm。而第二区域上具有的凸台的边长为10μm至50μm，其边长的长度远远大于第二掺杂半导体层的厚度。基于此，无论第二掺杂半导体层形成在第二区域内，还是形成在第二区域上，第二掺杂半导体层背离半导体基底的表面均具有明显的凸台形貌，利于提高第二掺杂半导体层形成位置可分辨性。至于将第二凸台结构中分布的凸台的高度设置为0.5μm至10μm所具有的有益效果可以参考前文所述的当第二类正多边形的边长为10μm至50μm时具有的有益效果，此处不再赘述。

22、在一种可能的实现方式中，上述第一凸台结构中分布的凸台和第二凸台结构中分布的凸台均包括相对设置的顶面和底面。第一凸台结构中分布的凸台和第二凸台结构中分布的凸台背离半导体基底的表面为顶面。第一凸台结构中分布的凸台的顶面面积小于底面面积。第二凸台结构中分布的凸台的顶面面积小于底面面积。

23、采用上述技术方案的情况下，当第一凸台结构中分布的凸台的顶面面积小于底面面积时，第一凸台结构中分布的相邻凸台的顶部间距大于底部间距，利于防止在第一区域表面形成第一凸台结构后，用于刻蚀形成第一凸台结构的刻蚀剂和反应杂质由相邻凸台之间完全排出，利于防止因上述刻蚀剂和反应杂质残留在相邻凸台之间而发生漏电等问题，提高背接触电池的电学性能。另外，将第二凸台结构中分布的凸台的顶面面积设置为小于底面面积的有益效果可以参考前文所述的当第一凸台结构中分布的凸台的顶面面积小于底面面积时的有益效果分析，此处不再赘述。

24、在一种可能的实现方式中，第一凸台结构中分布的凸台的顶面和底面的形状均为类正多边形。第二凸台结构中分布的凸台的顶面和底面的形状均为类正多边形。在此情况下，第一凸台结构中分布的凸台和第二凸台结构中分布的凸台具有规则的类棱台形貌。与具有不规则形貌的凸台的第一区域和第二区域相比，具有规则类棱台形貌的凸台的第一区域和第二区域的表面更为平坦，利于提高表面钝化层形成在第一区域和第二区域上的部分的致密性，进而提高表面钝化层对上述两个区域的钝化效果，进一步提高背接触电池的光电转换效率。

25、在一种可能的实现方式中，当第一掺杂半导体层形成在第一区域上时，背接触电池还包括位于第一凸台结构和第一掺杂半导体层之间的第一隧穿钝化层。

26、采用上述技术方案的情况下，第一隧穿钝化层可以与第一掺杂半导体层构成隧穿钝化接触结构。该隧穿钝化接触结构中的第一隧穿钝化层允许多数载流子隧穿进入第一掺杂半导体层同时阻挡少数载流子通过，进而多数载流子经由第二掺杂半导体层传输并被相应导电结构收集，降低不同导电类型的载流子在第一区域表面处的复合速率，实现了优异的界面钝化和载流子的选择性收集，进一步提高背接触电池的光电转换效率。

27、在一种可能的实现方式中，当第二掺杂半导体层形成在第二区域上时，背接触电池还包括位于第二凸台结构与第二掺杂部半导体层之间的第二隧穿钝化层。该情况下具有的有益效果可以参考前文所述的设置有第一隧穿钝化层时具有的有益效果，此处不再赘述。

28、在一种可能的实现方式中，上述第二面还具有介于每个第一区域和第二区域之间的隔离区域。

29、采用上述技术方案的情况下，因形成在第一区域内或第一区域上的第一掺杂半导体层与形成在第二区域内或第二区域上的第二掺杂半导体层的导电类型相反，故在第二面还具有介于每个第一区域和第二区域之间的隔离区域的情况下，隔离区域可以将相邻的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层分隔开，抑制导电类型不同的载流子在第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的横向交界面处发生复合，利于防止二者的横向界面处产生漏电，进一步提高背接触电池的光电转换效率。

30、在一种可能的实现方式中，上述隔离区域的表面具有正金字塔绒面结构、第三金字塔塔基结构或倒金字塔绒面结构。

31、采用上述技术方案的情况下，当隔离区域的表面具有第三金字塔塔基结构时，隔离区域的表面为平坦的抛光面。此时，因抛光面具有相对良好的反射特性，在光线到达隔离区域的内表面后可以至少部分被反射回半导体基底内，被半导体基底重新利用，提高背接触电池对光能的利用率。而当隔离区域的表面具有倒金字塔结构时，倒金字塔结构的孔洞伸入半导体基底内。此时，第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体可以通过位于倒金字塔结构内的空气或钝化材料等物理绝缘材料隔离开，进一步降低导电类型相反的载流子在第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的横向交界处的复合速率，提高背接触电池的光电转换效率。而当隔离区域的表面具有正金字塔绒面结构时，因正金字塔绒面结构具有陷光特性，可以使得更多的光线由隔离区域的外表面折射至半导体基底内，提高背接触电池的光电转换效率。

32、在一种可能的实现方式中，上述背接触电池还包括覆盖在第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层上的表面钝化层。在此情况下，表面钝化层可以为背接触电池位于第二面的一侧进行钝化，降低第二面的载流子复合速率，提高背接触电池的光电转换效率。

33、在一种可能的实现方式中，上述背接触电池还包括形成在第一掺杂半导体层上的第一电极。

34、在一种可能的实现方式中，上述背接触电池还包括形成在第二掺杂半导体层上的第二电极。