CN103346211A - 一种背接触太阳能电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种背接触太阳能电池及其制作方法，此种背接触太阳能电池的制作方法提供了包括相间排列的第一薄膜生长区和第一遮挡区的第一模具载片舟和包括相间排列的第二薄膜生长区和第二遮挡区的第二模具载片舟，且所述第一薄膜生长区与所述第二遮挡区对应，所述第二薄膜生长区与所述第一遮挡区对应；然后通过上述模具载片舟在单晶硅衬底形成有钝化层的表面形成掺杂类型相反，呈交叉排列的第一掺杂非晶硅指区和第二掺杂非晶硅指区。此种制作方法以非常简单低成本的方式实现了背接触太阳能电池背场的叉指状结构，而且无需进行额外的形成钝化层的制作工艺，简化了背接触太阳能电池的制作方法。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及一种背接触太阳能电池及其制作方法。
背景技术
太阳能发电技术是新能源发展的一个重要领域，为提高单位发电量，采用高能量转化效率的太阳能电池至关重要。决定太阳能电池能量转化效率的主要电学参数包括短路电流、开路电压和填充因子，其中，短路电流对应太阳能电池的光学遮挡损失，开路电压表征的是太阳能电池的复合损失，填充因子代表太阳能电池的电学损失。也即，若想提高太阳能电池的能量转化效率，可以从减小太阳能电池的光学遮挡损失、复合损失和电学损失三方面去寻找突破。
遮挡损失是指由于太阳能电池受光面栅线的遮光，使得照射到电池表面的太阳光不能全部进入电池而造成的能量损失。为了减小太阳能电池的受光面栅线对光的遮挡损失，人们提出了背接触式叉指结构的太阳能电池技术，其基本思想是去除了太阳能电池受光面所有的栅线，将背场和发射极都移到电池的背面，采用p区和n区交叉排列的叉指状结构，实现真正意义上的全背接触。背接触太阳能电池特有的优势包括：1、由于正面无栅状结构，完全实现了零遮挡；2、较低的串联电阻；3、简化的互连技术以及高效率，美观等。
但是传统的背接触太阳能电池的制作工艺复杂，成本高，且在制作过程中需要经历多次高温操作，增加了污染途径，降低了硅衬底的体寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种背接触太阳能电池及其制作方法，此种背接触太阳能电池的制作方法简单，成本较低，而且由此形成的背接触太阳能电池具有较高的输出效率和较好的温度稳定性。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种背接触太阳能电池的制作方法，包括：提供一单晶硅衬底、第一模具载片舟和第二模具载片舟，其中，所述第一模具载片舟包括相间排列的第一薄膜生长区和第一遮挡区，所述第二模具载片舟包括相间排列的第二薄膜生长区和第二遮挡区，且所述第一薄膜生长区与所述第二遮挡区对应，所述第二薄膜生长区与所述第一遮挡区对应；在所述单晶硅衬底的一个表面形成钝化层；采用第一模具载片舟，在所述钝化层表面形成光栅状的第一掺杂非晶硅指区和位于所述第一掺杂非晶硅指区表面的第一导电薄膜；采用第二模具载片舟，在所述钝化层表面形成光栅状的第二掺杂非晶硅指区和位于所述第二掺杂非晶硅指区表面的第二导电薄膜，所述第二掺杂非晶硅指区的掺杂类型与所述第一掺杂非晶硅指区的掺杂类型相反，且所述第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜与所述第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜交叉排列。
优选的，所述第一模具载片舟和第二模具载片舟还包括位于所述第一模具载片舟和第二模具载片舟四周的边框，所述边框包围所述第一模具载片舟和第二模具载片舟的薄膜生长区和遮挡区，且所述边框靠近所述薄膜生长区和遮挡区的侧表面形成有凹槽。
优选的，所述钝化层为氢化本征非晶硅层、氢化微晶硅层、氢化非晶碳化硅层或者氢化非晶氧化硅层。
优选的，所述第一导电薄膜和所述第二导电薄膜均为TCO薄膜。
优选的，采用第一模具载片舟在所述钝化层表面形成光栅状的第一掺杂非晶硅指区和位于所述第一掺杂非晶硅指区表面的第一导电薄膜的过程包括：将所述单晶硅衬底放置于所述第一模具载片舟内，且所述单晶硅衬底的钝化层与所述第一模具载片舟的表面接触；将所述放置有单晶硅衬底的第一模具载片舟放入PECVD设备，通过所述第一模具载片舟的第一薄膜生长区，采用下镀膜的方式在所述钝化层表面形成光栅状的第一掺杂非晶硅指区；将所述放置有单晶硅衬底的第一模具载片舟从PECVD设备转移至PVD设备，通过所述第一模具载片舟的第一薄膜生长区，采用下镀膜的方式在所述第一掺杂非晶硅指区表面形成第一导电薄膜。
优选的，采用第二模具载片舟，在所述钝化层表面形成光栅状的第二掺杂非晶硅指区和位于所述第二掺杂非晶硅指区表面的第二导电薄膜的过程包括：将所述单晶硅衬底放置于所述第二模具载片舟内，且所述单晶硅衬底的第一导电薄膜与所述第二模具载片舟的表面接触；将所述放置有单晶硅衬底的第二模具载片舟放入PECVD设备，通过所述第二模具载片舟的第二薄膜生长区，采用下镀膜的方式在所述钝化层表面形成光栅状的第二掺杂非晶硅指区；将所述放置有单晶硅衬底的第二模具载片舟从PECVD设备转移至PVD设备，通过所述第二模具载片舟的第二薄膜生长区，采用下镀膜的方式在所述第二掺杂非晶硅指区表面形成第二导电薄膜。
一种根据上述制作方法形成的背接触太阳能电池，包括：单晶硅衬底；位于所述单晶硅衬底一个表面的钝化层；位于所述钝化层表面的第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜；位于所述钝化层表面的第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜，且所述第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜与第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜交叉排列。
优选的，所述第一掺杂非晶硅指区和所述第二掺杂非晶硅指区的厚度为3nm～30nm，包括端点值。
优选的，所述第一导电薄膜和第二导电薄膜的厚度为20nm～500nm，包括端点值。
优选的，所述交叉排列的第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜和第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜之间的间隙为0.2μm～500μm，包括端点值。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供的背接触太阳能电池的制作方法，首先设计两种不同结构的模具载片舟，此种模具载片舟包括相间排列的薄膜生长区和遮挡区，并保证第一模具载片舟的第一薄膜生长区与第二模具载片舟的第二遮挡区相对应，第二模具载片舟的第二薄膜生长区与第一模具载片舟的第一遮挡区对应，也即保证第一模具载片舟的第一薄膜生长区与第二模具载片舟的第二薄膜生长区交叉对应，然后直接通过上述不同结构的第一模具载片舟和第二模具载片舟进行镀膜，形成交叉排列的第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜和第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜，其中第一掺杂非晶硅指区和第二掺杂非晶硅指区的掺杂类型相反，也即只需通过两个结构不同的模具载片舟，以非常简单低成本的方式实现了背接触太阳能电池背场的叉指状结构，简化了背接触太阳能电池的制作方法，降低了背接触太阳能电池的制作成本。
而且，所述第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜和第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜之间直接通过两者之间的钝化层实现导电区的电隔离和优良的钝化效果，无需进行额外的形成钝化层的制作工艺，也即此种背接触太阳能电池在保证形成的背接触太阳能电池具有良好的电性能的同时，进一步简化了背接触太阳能电池的制作方法。
此外，在根据此种制作方法形成的背接触太阳能电池的背场，通过掺杂类型相反的第一掺杂非晶硅指区和第二掺杂非晶硅指区与单晶硅衬底形成了异质结。此种异质结太阳能电池由于单晶硅衬底和多晶硅指区之间的带隙的变化，会致使太阳能电池的pn结的能带弯曲增加，也即增加了此种背接触太阳能电池的内建电场，故而此种异质结太阳能电池具有很高的开路电压，进而获得较高的电池效率。而且由非晶硅指区与单晶硅构成的异质结中的非晶硅指区的电池转换效率不会因光照条件而出现衰退现象，也即此种异质结太阳能电池具有较好的温度稳定性，从而保证太阳能电池在光照升温的情况下仍具有较好的输出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种背接触太阳能电池的制作方法的流程图；
图2为本发明提供的第一模具载片舟的俯视图；
图3为本发明提供的第二模具载片舟的俯视图；
图4为本发明提供的第一模具载片舟和第二模具载片舟的剖面图；
图5为本发明步骤201提供的载片舟的俯视图；
图6至图11为本发明提供的一种背接触太阳能电池的制作方法的各步骤的剖面示意图；
图12为本发明提供的一种背接触太阳能电池的剖面图。
具体实施方式
正如背景技术中所言，现有的背接触太阳能电池工艺非常复杂，成本高，且在制作过程中需要经历多次高温操作，增加了污染途径，降低了硅衬底的体寿命。
传统背接触太阳能电池可分为两类：①背结电池。PN结位于电池背表面，发射区电极和基区电极也相应地位于电池背面，如叉指背接触太阳能电池（Interdigitated back contact solar cell，简称IBC电池）。②前结电池。PN结依然位于电池正表面，只是通过在电池片上打孔等方式，把在正表面收集的载流子传递到背面的接触电极上，如发射极穿孔卷绕电池（Emitter WrapThrough solar cell，简称EWT电池）。由于背接触太阳能电池的P区和N区均位于太阳能电池的背场，故在制作过程中至少需要经过两次高温扩散过程在电池背面制备出质量较好、呈叉指状间隔排列的P区和N区。以IBC电池为例，制作IBC太阳能电池的工艺流程包括：扩散N+区、丝网印刷刻蚀光阻、刻蚀P扩散区、扩散P+区、镀减反射膜、制备钝化层、印刷电极、激光烧结等，在此过程中，需要经历两到三次的高温(800-900℃)处理和至少两次化学处理，而多次高温操作会增加污染途径，降低硅衬底的体寿命，而影响太阳能电池的寿命。此外，在制备IBC电池的实际操作中，还包括如扩散后玻璃的去除，阻挡层的制备，光刻技术，表面清洗等需要具体考虑的问题，导致IBC电池的制作工艺复杂，成本较高。
此外，人们为了避免使用光刻带来的复杂操作，在电池背面印刷一层含硼的叉指状扩散掩蔽层，掩蔽层上的硼经扩散后进入N型衬底形成P区，而未印刷掩膜层的区域，经磷扩散后形成N+区。通过丝网印刷技术形成P区和N区虽然可以避免光刻技术的反复性，但是不断的使用丝网印刷依然会造成制作工艺的复杂性，增加背接触太阳能电池的成本。
基于此，发明人研究发现，在背接触太阳能电池的制作过程中，如果能通过直接镀膜的方式形成P区和N区，那么就能克服现有的背接触太阳能电池需要多次高温操作的缺点，并且简化背接触太阳能电池的制作工艺。
基于上述原因，本发明公开了一种背接触太阳能电池的制作方法，包括：
提供一单晶硅衬底、第一模具载片舟和第二模具载片舟，其中，所述第一模具载片舟包括相间排列的第一薄膜生长区和第一遮挡区，所述第二模具载片舟包括相间排列的第二薄膜生长区和第二遮挡区，且所述第一薄膜生长区与所述第二遮挡区对应，所述第二薄膜生长区与所述第一遮挡区对应；在所述单晶硅衬底的一个表面形成钝化层；采用第一模具载片舟，在所述钝化层表面形成光栅状的第一掺杂非晶硅指区和位于所述第一掺杂非晶硅指区表面的第一导电薄膜；采用第二模具载片舟，在所述钝化层表面形成光栅状的第二掺杂非晶硅指区和位于所述第二掺杂非晶硅指区表面的第二导电薄膜，所述第二掺杂非晶硅指区的掺杂类型与所述第一掺杂非晶硅指区的掺杂类型相反，且所述第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜与所述第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜交叉排列。
本发明还提供了一种根据上述制作方法形成的背接触太阳能电池，包括：单晶硅衬底；位于所述单晶硅衬底一个表面的钝化层；位于所述钝化层表面的第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜；位于所述钝化层表面的第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜，且所述第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜与第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜交叉排列。
本发明提供的背接触太阳能电池的制作方法可以通过两个结构不同的模具载片舟，以非常简单低成本的方式实现了背接触电池背场的叉指状结构，简化了背接触太阳能电池的制作工艺，降低了背接触太阳能电池的制作成本。而且，在叉指状的第一掺杂非晶硅层和第二掺杂非晶硅层之间，直接通过钝化层实现导电区的电隔离和优良的钝化效果，无需进行额外的形成钝化层的制作工艺，进一步简化了背接触太阳能电池的制作方法。此外，根据此种制作方法形成的背接触太阳能电池具有异质结，此种异质结太阳能电池具有很高的开路电压，较高的能量转换效率，而且异质结太阳能电池的输出效率具有较好的温度稳定性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件形状的平面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
下面结合具体实施例和附图对本发明提供的背接触太阳能电池及其制作方法进行具体描述。
需要说明的是，本发明提供的背接触太阳能电池包括P型背接触太阳能电池和N型背接触太阳能电池，也即本发明提供的背接触太阳能电池的制作方法提供的单晶硅衬底包括P型单晶硅衬底和N型单晶硅衬底，本发明对此不作限定。为了便于描述，本发明的实施例以N型单晶硅衬底为例对本发明提供的背接触太阳能电池及其制作方法进行说明，但是本发明的制作方法依然适用于P型背接触太阳能电池的制作。
实施例一
本实施例提供了一种背接触太阳能电池的制作方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤101：提供一单晶硅衬底，第一模具载片舟20和第二模具载片舟30，其中，第一模具载片舟20的俯视图如图2所示，第二模具载片舟30的俯视图如图3所示，而第一模具载片舟20和第二模具载片舟30沿AA'的剖面图如图4所示。
如图2所示，第一模具载片舟20包括相间排列的第一薄膜生长区201和第一遮挡区202，第一薄膜生长区201是位于第一遮挡区202之间的镂空区域。如图3所示，第二模具载片舟30同样包括相间排列的第二薄膜生长区301和第二遮挡区302，第二薄膜生长区301是位于第二遮挡区302之间的镂空区域。对比图2所示的第一模具载片舟和图3所示的第二模具载片舟可知，所述第一模具载片舟和所述第二模具载片舟满足以下条件：第一薄膜生长区201与第二遮挡区302对应，第二薄膜生长区301与第一遮挡区对应202。
为了能更好地将本发明提供的模具载片的结构和使用方法表述清楚，在此对本发明提供的模具载片舟的整体结构进行详细的介绍。如图4所示，本发明提供的模具载片舟（第一模具载片舟20和第二模具载片舟30）还包括位于所述模具载片舟四周的边框403（如图2所示位于所述第一模具载片舟四周的边框203或者如图3所示位于所述第二模具载片舟四周的边框303），所述边框403包围所述第一模具载片舟和第二模具载片舟的载片区400（为了便于描述，统一将薄膜生长区和遮挡区组成的区域定义为模具载片舟的载片区），而且所述模具载片舟的边框403靠近所述载片区400的侧表面形成有凹槽404。在应用所述模具载片舟在所述单晶硅衬底表面形成镀膜时，所述单晶硅衬底放置于所述模具载片舟的表面，并通过所述边框403侧表面内的凹槽404将所述单晶硅衬底固定。
步骤102：如图6所示，选取单晶硅衬底601的一个表面为正表面，在所述单晶硅衬底601的正表面依次形成前钝化场和减反射层604。在本发明的一个优选实施例中，所述前钝化场包括本征非晶硅层602、掺杂非晶硅层603，其中，所述掺杂非晶硅层603的掺杂类型与所述单晶硅的掺杂类型相同。所述本征非晶硅层602和掺杂非晶硅层603共同构成所述太阳能电池片的前钝化场，在太阳能电池片的正表面起到前场钝化的作用；所述减反射层604起到减少太阳光在太阳能电池片正表面的反射作用。
在所述单晶硅衬底的正表面依次形成前钝化场（包括本征非晶硅层和掺杂非晶硅层）和减反射层的过程具体包括：
步骤201：提供一载片舟，如图5所示。所述载片舟包括载片区501、边框502和卡槽503，其中所述边框502位于所述载片舟的四周，包围所述载片区501，所述卡槽503位于所述边框502的四个边角。
步骤202：将所述单晶硅衬底放置于载片舟的载片区，并通过边框502和卡槽503固定。
需要说明的是，本步骤提供的载片舟与步骤101中的模具载片舟不同，本步骤提供的载片舟的载片区不存在镂空结构。在应用此种载片舟在所述太阳能电池的正表面形成本征非晶硅层602、掺杂非晶硅层603和减反射层604时，首先将所述太阳能电池片放置于所述载片舟内，并保证所述太阳能电池的背离所述待镀膜表面的表面与所述载片舟的载片区接触，也即需要保证所述太阳能电池片的待镀膜的表面背离所述载片舟的载片区，以上述镀膜的方式在所述单晶硅衬底的正表面形成前钝化场和减反射层。
步骤203：将放置有单晶硅衬底的载片舟放入PECVD设备，依次在所述单晶硅衬底的正表面形成前钝化场和减反射层，在本发明的一个具体实施中，所述前钝化场包括本征非晶硅层a-Si:H(i)和掺杂非晶硅层a-Si:H(n+)。
步骤204：将放置有单晶硅衬底的载片舟从PECVD设备转移至PVD设备内，通过PVD设备在所述掺杂非晶硅层表面形成减反射层。
步骤103：在所述单晶硅衬底的背表面形成钝化层605，所述钝化层605在单晶硅衬底的背表面起到表面钝化的作用。
所述钝化层605为氢化本征非晶硅层、氢化微晶硅层、氢化非晶碳化硅层或者氢化非晶氧化硅层，也即所述钝化层605可根据背接触太阳能电池的具体要求和具体的工艺条件进行选择，本发明对此不作限定。在本发明的一个具体实施例中，所述钝化层605为氢化本征非晶硅层a-Si:H(i)，且在所述单晶硅衬底的背表面形成钝化层605的过程是通过PECVD设备形成的。
步骤104：采用第一模具载片舟，在所述钝化层表面形成光栅状的第一掺杂非晶硅指区和位于所述第一掺杂非晶硅指区表面的第一导电薄膜。
本发明对所述第一导电薄膜的种类不作限定，为了便于描述，本实施例以所述第一导电薄膜和下文所述的第二导电薄膜均为TCO薄膜为例对本实施例的制作方法进行说明。也即，当所述第一导电薄膜和第二导电薄膜均为TCO薄膜时，形成所述第一掺杂非晶硅指区和第一导电薄膜的方法具体包括：
步骤301：如图7所示，将所述单晶硅衬底601放置于所述第一模具载片舟20内，且所述单晶硅衬底601的钝化层605与所述第一模具载片舟20的载片区表面接触。
步骤302：如图8所示，将所述放置有单晶硅衬底的第一模具载片舟20放入PECVD设备，通过所述第一模具载片舟20的第一薄膜生长区201，采用下镀膜的方式在所述钝化层605表面形成光栅状的第一掺杂非晶硅指区606。
步骤303：如图8所示，将所述放置有单晶硅衬底的第一模具载片舟20从PECVD设备转移至PVD设备，通过所述第一模具载片舟20的第一薄膜生长区201，采用下镀膜的方式在所述第一掺杂非晶硅指区表面形成第一导电薄膜607。
步骤105：采用所述第二模具载片舟，在所述钝化层表面形成光栅状的第二掺杂非晶硅指区和位于所述第二掺杂非晶硅指区表面的第二导电薄膜。
形成第二掺杂非晶硅指区和位于所述第二掺杂非晶硅指区表面的第二导电薄膜的过程与形成第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜的过程相似，不同点是采用的第二模具载片舟与第一模具载片舟不同，且所述第二掺杂非晶硅指区的掺杂类型与所述第一掺杂非晶硅指区的掺杂类型相反。形成所述第二掺杂非晶硅指区及其表面的透明导电膜的方法，如图9所示，具体包括：将所述单晶硅衬底601放置于所述第二模具载片舟30内，且所述单晶硅衬底601的第一导电薄膜607与所述第二模具载片舟30的表面接触；将所述放置有单晶硅衬底601的第二模具载片舟30放入PECVD设备，通过所述第二模具载片舟30的第二薄膜生长区301，采用下镀膜的方式在所述钝化层表面形成光栅状的第二掺杂非晶硅指区608；将所述放置有单晶硅衬底的第二模具载片舟从PECVD设备转移至PVD设备，通过所述第二模具载片舟30的第二薄膜生长区301，采用下镀膜的方式在所述第二掺杂非晶硅指区表面形成第二导电薄膜609。
如图10所示，所述第二掺杂非晶硅指区608及其表面的第二导电薄膜609与所述第一掺杂非晶硅指区606及其表面的第一导电薄膜交叉排列607，以在太阳能电池的背表面形成交叉排列的异质结。
在应用本发明提供的模具载片舟承载太阳能电池片进行镀膜时，由于本发明提供的模具载片舟的薄膜生长区和遮挡区是位于模具载片舟的载片区内，故在步骤104和步骤105的具体实施过程中，如图8和图9所示，在形成第一掺杂非晶硅指区606和第一导电薄膜607（或第二掺杂非晶硅指区608和第二导电薄膜609）的过程中，无论是在PECVD设备中，还是在PVD设备中，均是采用下镀膜的方式通过模具载片舟进行镀膜，也即使等离子体位于所述放置有单晶硅衬底的模具载片舟的下方，然后再通过所述模具载片舟的薄膜生长区，将等离子体注入薄膜生长区对应的钝化层区域，在所述钝化层的表面形成叉指状的掺杂非晶硅指区和薄膜区。
具体的，第一模具载片舟20与背表面形成有钝化层605的单晶硅衬底601的对应关系如图8所示，第一模具载片舟20的第一薄膜生长区201与待形成第一掺杂非晶硅指区606和第一导电薄膜607的区域对应，然后通过位于所述单晶硅衬底下方的等离子体形成第一掺杂非晶硅指区606或第一导电薄膜607。相应的，第二模具载片舟30与背表面形成有钝化层605的单晶硅衬底601的对应关系如图9所示，第二模具载片舟30的第一薄膜生长区301与待形成第二掺杂非晶硅指区608和第二导电薄膜609的区域对应，然后通过位于所述单晶硅衬底下方的等离子体形成第二掺杂非晶硅指区608或第二导电薄膜609。
也即，在应用本发明提供的模具载片舟形成掺杂非晶硅指区时，需要保证所述单晶硅衬底的待镀膜表面靠近所述模具载片舟的载片区，以下镀膜的方式在所述单晶硅衬底的钝化层的表面形成掺杂非晶硅指区（第一掺杂非晶硅指区和第二掺杂非晶硅指区）和导电薄膜（第一导电薄膜和第二导电薄膜），以便保证以简单低成本的方式在太阳能电池的背表面形成第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜和第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜，并保证第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜和第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜呈交叉排列。
综上所述，如图10所示，在所述太阳能电池背表面的呈交叉排列的第一掺杂非晶硅指区606和第二掺杂非晶硅指区608是非晶硅光栅状薄膜，虽然与单晶硅衬底均为硅原子构成的薄膜，但是非晶硅原子的排列与单晶硅原子的排列却是完全不同的，与单晶硅原子相比，非晶硅原子不再具有长程有序的物理规律，键长和键角都发生了畸变，原子混乱程度极高。故此时，非晶硅指区（第一掺杂非晶硅指区606和第二掺杂非晶硅指区608）就会和单晶硅衬底构成异质结，异质结由于非晶硅和单晶硅之间的带隙的变化，致使能带弯曲增加，即太阳能电池的内建电场增加，故而使得太阳能电池可获得很高的开路电压，进而获得较高的电池效率。而且，在异质结的非晶硅指区中没有发现电池转换效率因光照而衰退的现象，异质结电池的温度稳定性好,与单晶硅电池-0.5%/℃的温度系数相比,异质结电池的温度系数可达到-0.25%/℃，使得太阳能电池即使在光照升温情况下仍有好的输出，太阳能电池的光照稳定性较好。
此外，根据步骤104和步骤105可知，形成所述非晶硅指区（第一掺杂非晶硅指区606和第二掺杂非晶硅指区608）是通过镀膜工艺实现的，由于镀膜工艺的工艺温度是在200℃以下，故此种背接触太阳能电池在形成pn结的过程中，无需经历高温工艺，从而大大降低了由于热处理给硅衬底带来的损害，减少了污染途径，增加了硅衬底的体寿命，改善了太阳能电池的性能。
步骤106：在所述钝化层605、第一导电薄膜607和第二导电薄膜609表面形成金属电极6010，且最终形成的背接触太阳能电池的背表面的俯视图如图11所述。
综上所示，本发明提供的太阳能电池的制作方法，只需提前设计两种不同结构的模具载片舟，然后通过两种结构不同的模具载片舟，以非常简单低成本的方式实现了背接触电池背场的叉指状结构。而且，所述叉指状的第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜和第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜之间直接通过两者之间的钝化层实现导电区的电隔离和优良的钝化效果，无需进行额外形成钝化层的制作工艺，也即此种背接触太阳能电池在保证形成的背接触太阳能电池具有良好的性能的同时，还可以简化背接触太阳能电池的制作方法。
实施例二
本实施例提供了一种背接触太阳能电池，所述背接触太阳能电池是通过实施例一所述的制作方法形成的，如图12所示，所述背接触太阳能电池包括：单晶硅衬底1201；位于所述单晶硅衬底1201背表面的钝化层1205；位于所述钝化层1205表面的第一掺杂非晶硅指区1206及其表面的第一导电薄膜1207；位于所述钝化层1205表面，与所述第一掺杂非晶硅指区1206及其表面的第一导电薄膜1207交叉排列的第二掺杂非晶硅指区1208及其表面的第二导电薄膜1209。
其中，所述第一掺杂非晶硅指区1206和所述第二掺杂非晶硅指区1208的厚度d1为3nm～30nm，包括端点值。所述第一导电薄膜1207和第二导电薄膜1209的厚度d2为20nm～500nm，包括端点值。所述交叉排列的第一掺杂非晶硅指区1206及其表面的第一导电薄膜1207和第二掺杂非晶硅指区1208及其表面的第二导电薄膜1209之间的间隙d3为0.2μm～500μm，包括端点值。
此外，本实施提供的背接触太阳能电池还包括：位于所述单晶硅衬底1201正表面的前钝化场（包括本征非晶硅层1202和位于所述本征非晶硅层1202表面的掺杂非晶硅层1203）；位于所述前钝化场表面的减反射层1204；位于所述钝化层1205、第一导电薄膜1207和第二导电薄膜1209表面的金属电极1210。
本实施例提供的背接触太阳能电池具有交叉排列异质结，此种异质结背接触太阳能电池具有很高的开路电压，较高的能量转换效率和较好的温度稳定性，同时交叉排列的异质结直接通过异质结与所述半导体衬底之间的钝化层实现导电区隔离，发挥由本征非晶硅构成的钝化层的优良的钝化效果，改善了异质结背接触太阳能电池的性能。
以上所述实施例，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种背接触太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括：
提供一单晶硅衬底、第一模具载片舟和第二模具载片舟，其中，所述第一模具载片舟包括相间排列的第一薄膜生长区和第一遮挡区，所述第二模具载片舟包括相间排列的第二薄膜生长区和第二遮挡区，且所述第一薄膜生长区与所述第二遮挡区对应，所述第二薄膜生长区与所述第一遮挡区对应；
在所述单晶硅衬底的一个表面形成钝化层；
采用第一模具载片舟，在所述钝化层表面形成光栅状的第一掺杂非晶硅指区和位于所述第一掺杂非晶硅指区表面的第一导电薄膜；
采用第二模具载片舟，在所述钝化层表面形成光栅状的第二掺杂非晶硅指区和位于所述第二掺杂非晶硅指区表面的第二导电薄膜，所述第二掺杂非晶硅指区的掺杂类型与所述第一掺杂非晶硅指区的掺杂类型相反，且所述第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜与所述第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜交叉排列。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一模具载片舟和第二模具载片舟还包括位于所述第一模具载片舟和第二模具载片舟四周的边框，所述边框包围所述第一模具载片舟和第二模具载片舟的薄膜生长区和遮挡区，且所述边框靠近所述薄膜生长区和遮挡区的侧表面形成有凹槽。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述钝化层为氢化本征非晶硅层、氢化微晶硅层、氢化非晶碳化硅层或者氢化非晶氧化硅层。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一导电薄膜和所述第二导电薄膜均为TCO薄膜。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，采用第一模具载片舟在所述钝化层表面形成光栅状的第一掺杂非晶硅指区和位于所述第一掺杂非晶硅指区表面的第一导电薄膜的过程包括：
将所述单晶硅衬底放置于所述第一模具载片舟内，且所述单晶硅衬底的钝化层与所述第一模具载片舟的表面接触；
将所述放置有单晶硅衬底的第一模具载片舟放入PECVD设备，通过所述第一模具载片舟的第一薄膜生长区，采用下镀膜的方式在所述钝化层表面形成光栅状的第一掺杂非晶硅指区；
将所述放置有单晶硅衬底的第一模具载片舟从PECVD设备转移至PVD设备，通过所述第一模具载片舟的第一薄膜生长区，采用下镀膜的方式在所述第一掺杂非晶硅指区表面形成第一导电薄膜。
6.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，采用第二模具载片舟，在所述钝化层表面形成光栅状的第二掺杂非晶硅指区和位于所述第二掺杂非晶硅指区表面的第二导电薄膜的过程包括：
将所述单晶硅衬底放置于所述第二模具载片舟内，且所述单晶硅衬底的第一导电薄膜与所述第二模具载片舟的表面接触；
将所述放置有单晶硅衬底的第二模具载片舟放入PECVD设备，通过所述第二模具载片舟的第二薄膜生长区，采用下镀膜的方式在所述钝化层表面形成光栅状的第二掺杂非晶硅指区；
将所述放置有单晶硅衬底的第二模具载片舟从PECVD设备转移至PVD设备，通过所述第二模具载片舟的第二薄膜生长区，采用下镀膜的方式在所述第二掺杂非晶硅指区表面形成第二导电薄膜。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的制作方法形成的背接触太阳能电池，其特征在于，包括：单晶硅衬底；位于所述单晶硅衬底一个表面的钝化层；位于所述钝化层表面的第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜；位于所述钝化层表面的第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜，且所述第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜与第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜交叉排列。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂非晶硅指区和所述第二掺杂非晶硅指区的厚度为3nm～30nm，包括端点值。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一导电薄膜和第二导电薄膜的厚度为20nm～500nm，包括端点值。
10.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述交叉排列的第一掺杂非晶硅指区及其表面的第一导电薄膜和第二掺杂非晶硅指区及其表面的第二导电薄膜之间的间隙为0.2μm～500μm，包括端点值。
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