一种太阳能电池及其制备方法与流程

本技术涉及太阳能电池，具体涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、晶硅太阳能电池在发展迭代的进程中，呼唤高效、低成本、量产性强的新技术，以满足碳中和时代背景下的市场需求。

2、主流晶硅太阳能电池技术，从表面钝化提升电池效率的角度，正在经历从扩散p-n结，到选择性钝化接触的迭代，即从al-bsf、perc、到topcon，hjt等。与此同时，各种选择性钝化接触技术与ibc结构的叠加，拓展了电池效率提升的空间，衍生出了hbc，tbc等单面电池技术。高效单面电池，因为光电转换效率高、美观等优点，广泛适用于分布式和bipv等市场。

3、然而，ibc结构的叠加，在提升电池效率的同时，增加了工艺制程，可能会影响到生产良率，最终加重成本负担。因此，精简hbc，tbc等单面电池的工艺制程，成为电池从开发走向量产的重中之重。

技术实现思路

1、针对上述问题，本技术提供一种实现选择性钝化接触与ibc结构叠加的工艺方法、以及该工艺方法制造的电池结构。此工艺方法可应用于hbc单面电池技术。与现有的单面电池相比，在保障光电转换效率高的同时，具有较少的工艺制程，保证了可量产型。

2、本技术提供一种太阳能电池，其中，包括半导体基底，在所述半导体基底的一侧表面具有交叉排布的第一区域和第二区域，

3、在所述第一区域内，所述半导体基底的一侧表面层叠有第一钝化层、第一选择性接触电极层、第一tco层、金属种子层以及第一电极；

4、所述第一tco层的宽度小于所述第一选择性接触电极层的宽度，在所述第一选择性接触电极层背离所述第一钝化层且未层叠有第一tco层的一侧设置有介质保护层以隔开第一区域和第二区域；

5、在所述第二区域内，所述半导体基底的一侧表面层叠有第二钝化层、第二选择性接触电极层、第二tco层以及第二电极；

6、至少部分所述第二钝化层将所述第一区域和第二区域隔开。

7、进一步地，所述介质保护层从所述第一选择性接触电极层背离所述第一钝化层，且未层叠所述第一tco层的一侧表面延伸，经过所述第一tco层、金属种子层靠近所述第二区域的侧面，直至伸出所述金属种子层远离所述第一tco层的表面。

8、进一步地，所述第二钝化层包括第二表面钝化层和第二界面钝化层，所述第二表面钝化层位于所述半导体基底的一侧表面上，且与所述第一钝化层相接；

9、所述第二界面钝化层沿所述第一选择性接触电极层、介质保护层靠近所述第二区域的一侧表面延伸直至将所述介质保护层的端部覆盖。

10、进一步地，所述第二钝化层与第二选择性接触电极层共形。

11、进一步地，所述第二tco层与所述第二钝化层或第二选择性接触电极层共形，或

12、所述第二tco层为图形化的结构。

13、进一步地，所述第一tco层与所述金属种子层均为图形化的结构。

14、进一步地，在所述半导体基底背离所述第一钝化层以及第二钝化层的一侧表面具有绒面结构，

15、在所述绒面结构背离所述半导体基底的一侧表面设置有第三钝化层。

16、进一步地，所述半导体基底为n型或p型硅片；或

17、所述第一钝化层以及第二钝化层均为本征非晶硅；或

18、所述第一选择性接触电极层为n型非晶硅层或p型非晶硅层；

19、所述第二选择性接触电极层为n型非晶硅层或p型非晶硅层；

20、所述第一选择性接触电极层与所述第二选择性接触电极层导电类型不同；或

21、所述金属种子层为银、镍、钛、铜、铝、钨或以上金属的叠层或合金；

22、所述介质保护层为单层膜或多层膜，且所述介质保护层具有抗酸碱腐蚀性；或

23、所述第一电极以及第二电极均为金属电极。

24、进一步地，所述半导体基底与所述第一选择性接触电极层为相同导电类型时，所述第一钝化层与所述第二钝化层的宽度比为小于等于1，优选为1：(1.5-4):1，或

25、所述半导体基底与所述第一选择性接触电极层为不同导电类型时，第一钝化层与所述第二钝化层的宽度比为大于1，优选为(1.5-4):1。

26、进一步地，所述介质保护层的厚度为5nm-50nm；或

27、所述第一钝化层与所述第一tco层的宽度差占所述第一钝化层宽度的1％-10％，优选2％-5％。

28、本技术还提供一种太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

29、提供半导体基底，所述半导体基底具有交叉排布的第一区域和第二区域；

30、在所述半导体基底的一侧表面沉积整面的第一钝化层；

31、在所述第一钝化层背离所述半导体基底的一侧表面沉积第一选择性接触电极层；

32、在所述第一区域内，在所述第一选择性接触电极层背离所述第一钝化层的一侧表面沉积第一tco层；

33、在所述第一tco层背离所述第一选择性接触电极层的一侧表面沉积金属种子层；

34、沉积介质保护层；

35、将所述第二区域内的介质保护层、第一选择性接触电极层以及第一钝化层刻蚀掉，使得所述第二区域内的半导体基体的表面显现出来，并且所述第一tco层的宽度小于所述第一选择性接触电极层的宽度；

36、在所述第一区域以及第二区域内沉积第二钝化层；

37、在所述第二钝化层的表面沉积第二选择性接触电极层；

38、在所述第二选择性接触电极层的背离所述第二钝化层的一侧表面沉积第二tco层；

39、将所述第一区域内的第二tco层、第二选择性接触电极层、第二钝化层以及部分介质保护层刻蚀掉，从而将金属种子层显现出来；

40、在所述金属种子层背离所述第一tco层的表面形成第一电极，在所述第二tco层背离所述第二选择性接触电极层的一侧表面形成第二电极。

41、进一步地，在所述金属种子层的表面、靠近第二区域的侧面、第一tco层靠近所述第二区域的侧面以及未沉积第一tco层的第一选择性接触电极层的表面沉积介质保护层。

42、进一步地，采用激光开槽的方式进行刻蚀。

43、进一步地，在沉积了所述介质保护层后，还包括如下步骤：

44、在所述半导体基底背离所述第一钝化层的一侧表面制绒，形成绒面结构；

45、在所述绒面结构背离所述半导体基底的一侧表面沉积第三钝化层。

46、进一步地，制备的太阳能电池为前述的太阳能电池。

47、本技术所述的太阳能电池，通过所述介质保护层的设置，不仅可以使得第一接触性电极层、第一tco层以及金属种子层与第二接触性电极层、第二tco隔离开，从而起到了绝缘的作用，而且时介质保护层还可以在制绒过程中，起到了酸碱保护的作用，同时所述介质保护层在还可以在制备第二选择性接触电极层、第二tco层的制备过程中保护金属种子层、第一tco层以及第一选择性接触电极层不被损坏；通过在所述第一选择性接触电极层以及第二选择性接触电极层分别设置与其匹配的第一tco层和第二tco层，因此可以提高所述太阳能电池的效率。

48、本技术提供的太阳能电池的制备方法，与现有技术中常规的电池制造工艺相比，具有以下优势：光电转换效率更高以及工艺制成更少。具体来说当前的hbc电池生产工艺中，tco膜层不能实现针对第一选择性接触电极层以及第二选择性接触电极层的独立优化。而在此类电池结构中，通常不同的第一选择性接触电极层以及第二选择性接触电极层对其层叠的tco层性能要求是有区别的，例如，p型的选择性接触电极层要求其层叠的tco层的载流子浓度偏低，n型的选择性接触电极层要求其层叠的tco层的载流子浓度偏高。在本技术的电池的制备方法中，第一tco层以及第二tco层分别沉积过程，可以实现针对各自层叠的第一选择性接触电极层以及第二选择性接触电极层的优化匹配，因而效率更高。在现有技术中的hbc电池生产工艺中，为实现叉指结构的图形化，通常涉及到掩膜和对应膜层的去除。例如、为实现单面制绒，背面需要进行掩膜保护，然后在制绒结束后，去除背面膜层。而在本技术的工艺制程中，单面掩膜的介质保护层在后续的制程中起到了酸碱保护的作用，同时还将第一接触性电极层、第一tco层以及金属种子层与第二接触性电极层、第二tco隔离开，从而起到了绝缘的作用。三种作用的叠加，使得膜层使用更有效，工艺制程更精简。此外，因为tco段掩膜的使用，最终电池膜层做完后，不需要进行p-n区的绝缘处理。而在当前的hbc工艺中，tco绝缘通常涉及到掩膜、图形化、化学刻蚀、掩膜去除、干燥等多个工艺步骤。