太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及光伏，具体涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、目前行业内的部分太阳能电池的背面结构由超薄二氧化硅隧穿层、掺杂硅膜层、sixny(减反射层)以及栅线电极组成。超薄二氧化硅隧穿层具有表面化学钝化，阻挡空穴穿过以减少载流子复合概率以及阻挡掺杂硅膜层中的磷扩散进硅基底的作用；掺杂硅膜层具有钝化接触、减少背表面金属复合的作用。在太阳能电池背面的栅线电极延伸至硅基底形成的区域划分为金属区，未设置栅线电极的区域划分为非金属区，金属区和非金属区采用相同的超薄二氧化硅隧穿层/掺杂硅膜层的结构。在此种结构下，如果掺杂硅膜层中磷掺杂浓度过低，无法在背面形成较低的接触电阻，如果磷掺杂浓度过高，则又会增加磷原子穿透超薄二氧化硅隧穿层进入硅基底的概率。

2、现有技术中，通过在太阳能电池背面的金属区和非金属区采用不同的掺杂硅膜层厚度，具体的在金属区增加一层掺杂硅膜层以增加金属区的掺杂硅膜层厚度，使得掺杂硅膜层具有良好的金属接触，保证多数载流子的有效传输，增加太阳能电池的短路电流。但是，背面的金属区只有单层的超薄二氧化硅隧穿层，不能完全阻挡空穴的穿过使得载流子复合概率增加，造成开路电压小；其次，金属区掺杂硅膜层中的磷原子向非金属区掺杂硅膜层的扩散作用增强，磷原子穿透超薄二氧化硅隧穿层进入硅基底的概率增加，造成太阳能电池的良品率低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种太阳能电池及其制备方法，以解决太阳能电池开路电压小和良品率低的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种太阳能电池，包括：半导体衬底层，位于所述半导体衬底层的一侧表面的第一隧穿氧化层以及位于所述第一隧穿氧化层远离所述半导体衬底层的一侧的第一掺杂半导体层，所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧表面具有栅线位置区和包围所述栅线位置区的非栅线位置区；还包括：第二隧穿氧化层，位于部分所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧；所述第二隧穿氧化层在所述第一掺杂半导体层的投影面积大于或等于所述栅线位置区的面积；第二掺杂半导体层，位于所述第二隧穿氧化层远离所述半导体衬底层的一侧；栅线电极，位于所述第二掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧。

3、有益效果：1、在部分所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧设置第二隧穿氧化层。一方面，所述第二隧穿氧化层具有进行二次载流子选择性通过的作用，允许电子从第一掺杂半导体层向第二掺杂半导体层进行传输，阻碍空穴的通过，降低载流子的复合，从而提升开路电压；另一方面，由于所述第二掺杂半导体层位于所述第二隧穿氧化层远离所述半导体衬底层的一侧，第二掺杂半导体层中含有掺杂原子，而掺杂原子在第二掺杂半导体层中的固溶度大于在第二隧穿氧化层中的固溶度，第二掺杂半导体层中的掺杂原子向第二隧穿氧化层中扩散的几率小；所述第二隧穿氧化层可以作为阻挡层避免第二掺杂半导体层中的掺杂原子扩散至第一掺杂半导体层，从而避免第一掺杂半导体层3中掺杂原子的浓度增加，进而减小掺杂原子穿透第一隧穿氧化层进入半导体衬底层的几率，提高太阳能电池的良品率。

4、2、所述第二隧穿氧化层在所述第一掺杂半导体层的投影面积大于或等于所述栅线位置区的面积。这样后续形成的第二掺杂半导体层在所述第一掺杂半导体层的投影面积大于或等于所述栅线位置区的面积，栅线电极位于所述第二掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧，第二掺杂半导体层与栅线位置区完全对应设置，使得第二掺杂半导体层与栅线电极具有良好的金属接触，保证多数载流子的有效传输，增加太阳能电池的短路电流。

5、在一种可选的实施方式中，所述第二隧穿氧化层在所述第一掺杂半导体层的投影面积大于或等于所述栅线位置区的面积的3倍-4倍；所述第二隧穿氧化层的宽度为20μm-200-μm；所述第二掺杂半导体层的宽度为20μm-200μm。

6、在一种可选的实施方式中，所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度大于所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度；所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度为9×1020atoms/cm2-1.3×1021atoms/cm2；所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度为5×1020atoms/cm2-8×1020atoms/cm2。

7、有益效果：所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度高的目的是：使第二掺杂半导体层与栅线电极的金属成分形成良好的欧姆接触，降低电阻率，增加太阳能电池的短路电流；所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度低的作用是：减小第一掺杂半导体层中掺杂原子穿透第一隧穿氧化层进入半导体衬底层的几率，提高太阳能电池的良品率；更进一步地，高掺杂浓度的第二掺杂半导体层和低掺杂浓度的第一掺杂半导体层在太阳能电池中形成高低结电场，有利于电子向栅线电极的一侧传输，从而提供场钝化效应，降低载流子复合。

8、在一种可选的实施方式中，所述第一隧穿氧化层的厚度为1nm-3nm；所述第一掺杂半导体层的厚度为40nm-60nm；所述第二隧穿氧化层的厚度为1nm-4nm；所述第二掺杂半导体层的厚度为30nm-70nm。

9、在一种可选的实施方式中，还包括：减反射层，所述减反射层包括第一减反射层和第二减反射层，其中，所述第一减反射层位于部分所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧，所述第二减反射层位于所述第二掺杂半导体层和栅线电极之间；所述第一减反射层在所述第一掺杂半导体层的投影与所述非栅线位置区具有重叠面积；所述第二减反射层在所述第一掺杂半导体层的投影与所述栅线位置区具有重叠面积。

10、在一种可选的实施方式中，所述第一减反射层的厚度为60nm-100nm；所述第二减反射层的厚度为60nm-100nm。

11、在一种可选的实施方式中，所述太阳能电池包括p-ibc电池、n-ibc电池或topcon电池。

12、第二方面，本发明还提供了一种太阳能电池的制备方法，包括：提供半导体衬底层；在所述半导体衬底层的一侧表面形成第一隧穿氧化层；在所述第一隧穿氧化层远离所述半导体衬底层的一侧形成第一掺杂半导体层；所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧表面具有栅线位置区和包围所述栅线位置区的非栅线位置区；在部分所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧形成第二隧穿氧化层；所述第二隧穿氧化层在所述第一掺杂半导体层的投影面积大于或等于所述栅线位置区的面积；在所述第二隧穿氧化层远离所述半导体衬底层的一侧形成第二掺杂半导体层；在所述第二掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极。

13、在一种可选的实施方式中，在所述第一隧穿氧化层远离所述半导体衬底层的一侧形成第一掺杂半导体层之后，在部分所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧形成第二隧穿氧化层之前，在全部所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧形成第二子隧穿氧化层以及在所述第二子隧穿氧化层远离所述半导体衬底层的一侧形成第二子掺杂半导体层；所述太阳能电池的制备方法还包括：形成第二子掺杂半导体层之后，对所述半导体衬底层进行退火处理；进行退火处理的过程中，在所述第二子掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧形成磷硅玻璃；所述太阳能电池的制备方法还包括：进行退火处理之后，在所述磷硅玻璃远离所述半导体衬底层的一侧形成图形化抗酸掩膜，所述图形化抗酸掩膜在所述第一掺杂半导体层的投影面积大于或等于所述栅线位置区的面积；之后，对所述半导体衬底层具有所述图形化抗酸掩膜的一侧进行刻蚀处理，以去除未形成图形化抗酸掩膜区域的磷硅玻璃。

14、在一种可选的实施方式中，进行刻蚀处理采用氢氟酸溶液，氢氟酸的质量百分比为0.1％-10％。

15、在一种可选的实施方式中，在部分所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧形成第二隧穿氧化层以及在所述第二隧穿氧化层远离所述半导体衬底层的一侧形成第二掺杂半导体层的步骤包括：采用碱液进行第一清洗处理，以去除未形成图形化抗酸掩膜区域的所述第二子掺杂半导体层，之后，采用酸液进行第二清洗，以去除未形成图形化抗酸掩膜区域的所述第二子隧穿氧化层；在进行第一清洗处理的过程中，去除图形化抗酸掩膜；在进行第二清洗的过程中，去除全部所述磷硅玻璃。

16、在一种可选的实施方式中，所述碱液包括氢氧化钠溶液，氢氧化钠的质量百分比为2％-20％；所述酸液包括氢氟酸溶液，氢氟酸的质量百分比为0.1％-10％。

17、在一种可选的实施方式中，在所述第二隧穿氧化层远离所述半导体衬底层的一侧形成第二掺杂半导体层之后，在所述第二掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极之前，形成减反射层；形成减反射层的步骤包括：在部分所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧形成第一减反射层，同时，在所述第二掺杂半导体层远离所述半导体衬底层的一侧形成第二减反射层；形成栅线电极之后，所述第二减反射层位于所述第二掺杂半导体层和栅线电极之间；所述第一减反射层在所述第一掺杂半导体层的投影与第二隧穿氧化层在所述第一掺杂半导体层的投影没有重叠面积；所述第一减反射层在所述第一掺杂半导体层的投影与所述非栅线位置区具有重叠面积；所述第二减反射层在所述第一掺杂半导体层的投影与所述栅线位置区具有重叠面积。