CN109494261A - 硅基太阳能电池及制备方法、光伏组件 - Google Patents

硅基太阳能电池及制备方法、光伏组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硅基太阳能电池及制备方法、光伏组件，属于太阳能电池技术领域。该硅基太阳能电池包括：P型晶体硅基体，设置在P型晶体硅基体背面的背面隧穿钝化层，设置在背面隧穿钝化层局部区域上的第III族元素掺杂的背面掺杂硅层，设置在背面掺杂硅层以及背面隧穿钝化层未设置背面掺杂硅层的区域上的氧化镓层，设置在氧化镓层上的覆盖层，以及设置在覆盖层上的背面电极。该太阳能电池中，利用氧化镓层所带有的负电荷对P型硅表面进行化学钝化和场钝化，降低P型硅表面的硅原子的悬挂键和少数载流子数量，从而降低少数载流子复合速率，提高太阳能电池的电压与电流，提升太阳能电池的光电转换效率。

Description

硅基太阳能电池及制备方法、光伏组件
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种硅基太阳能电池及制备方法、光伏组件。
背景技术
光伏发电，即直接将太阳能转化为电能，是一种清洁、可持续性和性价比相对较高的发电方式。硅基太阳能电池是光伏发电系统的重要组成部分，硅基太阳能电池的光电转换效率对光伏发电的输出功率及度电成本有重要影响。硅基太阳能电池的光电转换性能依赖于其内部少数载流子浓度，少数载流子的复合湮灭会造成太阳能电池电压和电流的流失，从而降低电池的光电转换效率。
在硅片表面存在很多缺陷，是很严重的复合中心。在硅片表面和金属电极之间设置钝化层以钝化硅片表面，能够降低硅片表面少数载流子的复合概率，有利于提高太阳能电池的光电转化效率。因此，优化改进钝化层结构，提升钝化层钝化效果，降低少数载流子复合速率，提升太阳能电池光电转换效率是十分必要的。
发明内容
本发明实施例提供了一种少数载流子复合速率较低，光电转换效率较高的硅基太阳能电池及制备方法、光伏组件。
具体而言，包括以下的技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种硅基太阳能电池，所述硅基太阳能电池包括：
P型晶体硅基体，
设置在所述P型晶体硅基体背面的背面隧穿钝化层，
设置在所述背面隧穿钝化层局部区域上的第III族元素掺杂的背面掺杂硅层，
设置在所述背面掺杂硅层以及所述背面隧穿钝化层未设置所述背面掺杂硅层的区域的氧化镓层，
设置在所述氧化镓层上的覆盖层，以及，
设置在所述覆盖层上的背面电极；
其中，所述背面电极穿过所述覆盖层和所述氧化镓层与所述背面掺杂硅层欧姆接触。
在一个可能的实施方式中，所述氧化镓层的厚度为10纳米～90纳米。
在另一个可能的实施方式中，所述氧化镓层的厚度为20纳米～60纳米。
在另一个可能的实施方式中，所述背面掺杂硅层与所述背面电极的图案对应。
在另一个可能的实施方式中，所述背面隧穿钝化层选自氧化硅层、氧化铝层、氧化钒层、氧化钨层、氧化镍层、氧化钼层以及氯化亚铜层中的至少一种。
在另一个可能的实施方式中，所述背面掺杂硅层为掺杂多晶硅层或者掺杂多晶硅/氧化硅混合层。
在另一个可能的实施方式中，所述背面掺杂硅层中第III族元素掺杂浓度为1×1018atoms/cm3～8×1020atoms/cm3。
在另一个可能的实施方式中，所述覆盖层选自氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、以及碳化硅层中的至少一种。
在另一个可能的实施方式中，所述硅基太阳能电池还包括：设置在所述P型晶体硅基体正面的发射极层，设置在所述发射极层上的减反射层，以及，设置在所述减反射层上的正面电极；所述正面电极穿过所述减反射层与所述发射极层欧姆接触。
在另一个可能的实施方式中，所述硅基太阳能电池还包括：所述硅基太阳能电池还包括：设置在所述P型晶体硅基体正面的发射极层，设置在所述发射极层上的正面隧穿钝化层，设置在所述正面隧穿钝化层局部区域上的第V族元素掺杂的正面掺杂硅层，设置在所述正面掺杂硅层以及所述正面隧穿钝化层未设置所述正面掺杂硅层的区域上的减反射层，以及，设置在所述减反射层上的正面电极；其中，所述正面电极穿过所述减反射层与所述正面掺杂硅层欧姆接触。
在另一个可能的实施方式中，所述正面掺杂硅层与所述正面电极的图案对应。
在另一个可能的实施方式中，所述正面隧穿钝化层选自氧化硅层、氮氧化硅层、以及氢化非晶氧化硅层中的至少一种。
在另一个可能的实施方式中，所述正面掺杂硅层为掺杂多晶硅层或者掺杂多晶硅/氧化硅混合层。
在另一个可能的实施方式中，所述正面掺杂硅层中第V族元素掺杂浓度为5×1018atoms/cm3～9×1020atoms/cm3。
在另一个可能的实施方式中，所述减反射层选自氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、以及碳化硅层中的至少一种。
第二方面，本发明实施例提供了另一种硅基太阳能电池，所述硅基太阳能电池包括：
P型晶体硅基体，
设置在所述P型晶体硅基体背面且与所述P型晶体硅基体接触的氧化镓层，
设置在所述氧化镓层上的覆盖层，
设置在所述覆盖层上的背面电极，
设置在所述P型晶体硅基体正面的发射极层，
设置在所述发射极层上的正面隧穿钝化层，
设置在所述正面隧穿钝化层局部区域上的第V族元素掺杂的正面掺杂硅层，
设置在所述正面掺杂硅层以及所述正面隧穿钝化层未设置所述正面掺杂硅层的区域上的减反射层，以及，
设置在所述减反射层上的正面电极；
其中，所述背面电极穿过所述覆盖层和所述氧化镓层与所述P型晶体硅基体欧姆接触，所述正面电极穿过所述减反射层与所述正面掺杂硅层欧姆接触。
在一个可能的实施方式中，所述氧化镓层的厚度为10纳米～90纳米。
在另一个可能的实施方式中，所述氧化镓层的厚度为20纳米～60纳米。
在另一个可能的实施方式中，所述正面掺杂硅层与所述正面电极的图案对应。
在另一个可能的实施方式中，所述正面隧穿钝化层选自氧化硅层、氮氧化硅层、以及氢化非晶氧化硅层中的至少一种。
在另一个可能的实施方式中，所述正面掺杂硅层为掺杂多晶硅层或者掺杂多晶硅/氧化硅混合层。
在另一个可能的实施方式中，所述正面掺杂硅层中第V族元素掺杂浓度为5×1018atoms/cm3～9×1020atoms/cm3。
在另一个可能的实施方式中，所述减反射层选自氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、以及碳化硅层中的至少一种；所述覆盖层选自氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、以及碳化硅层中的至少一种。
在另一个可能的实施方式中，所述背面电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极呈线形，所述第二电极设置在所述覆盖层上位于所述第一电极以外的区域，且所述第二电极与所述第一电极接触；
所述氧化镓层和覆盖层开设有过孔，所述第二电极通过所述过孔与所述P型晶体硅基体欧姆接触。
在另一个可能的实施方式中，所述第二电极覆盖全部所述覆盖层，或者所述第二电极覆盖部分所述覆盖层。
第三方面，本发明实施例提供了一种硅基太阳能电池的制备方法，所述制备方法所述包括：
提供P型晶体硅基体；
在所述P型晶体硅基体背面形成背面隧穿钝化层；
在所述背面隧穿钝化层局部区域上形成第III族元素掺杂的背面掺杂硅层；
在所述背面掺杂硅层以及所述背面隧穿钝化层未设置所述背面掺杂硅层覆盖的区域上形成氧化镓层；
在所述氧化镓层上形成覆盖层；
在所述覆盖层上形成背面电极。
在一个可能的实施方式中，所述氧化镓层通过单原子层沉积法、等离子体增强化学气相沉积法、常压化学气相沉积法或者低压化学气相沉积法形成。
在另一个可能的实施方式中，所述在所述背面隧穿钝化层的局部区域上形成第III族元素掺杂的背面掺杂硅层，包括：
在所述背面隧穿钝化层形成背面本征硅层，所述背面本征硅层覆盖全部所述背面隧穿钝化层；
向所述背面本征硅层中掺杂第III族元素形成所述背面掺杂硅层；
在所述背面掺杂硅层的预设位置上形成背面保护层；
去除所述背面掺杂硅层未被所述背面保护层覆盖的部分。
在另一个可能的实施方式中，所述制备方法还包括：
在所述P型晶体硅基体正面形成发射极层；
在所述发射极层上形成减反射层；
在所述减反射层上形成正面电极。
在另一个可能的实施方式中，所述制备方法还包括：
在所述P型晶体硅基体正面形成发射极层；
在所述发射极层上的形成正面隧穿钝化层；
在所述正面隧穿钝化层的局部区域上形成第V族元素掺杂的正面掺杂硅层；
在所述正面掺杂硅层以及所述正面隧穿钝化层未设置所述正面掺杂硅层的区域上形成减反射层；
在所述减反射层上形成正面电极。
在另一个可能的实施方式中，所述在所述正面隧穿钝化层的局部区域上形成第V族元素掺杂的正面掺杂硅层，包括：
在所述正面隧穿钝化层形成正面本征硅层，所述正面本征硅层覆盖全部所述正面隧穿钝化层；
向所述正面本征硅层中掺杂第V族元素形成所述正面掺杂硅层；
在所述正面掺杂硅层的预设位置上形成正面保护层；
去除所述正面掺杂硅层未被所述正面保护层覆盖的部分。
第四方面，本发明实施例提供了一种硅基太阳能电池的制备方法，所述制备方法所述包括：
提供P型晶体硅基体；
在所述P型晶体硅基体正面形成发射极层；
在所述发射极层上形成正面隧穿钝化层；
在所述正面隧穿钝化层的局部区域上形成第V族元素掺杂的正面掺杂硅层；
在所述P型晶体硅基体背面形成与所述P型晶体硅基体接触的氧化镓层；
在所述氧化镓层上形成覆盖层；
在所述正面掺杂硅层以及所述正面隧穿钝化层未设置所述正面掺杂硅层的区域上形成减反射层；
在所述覆盖层上形成背面电极；
在所述减反射层上形成正面电极。
在一个可能的实施方式中，所述氧化镓层通过单原子层沉积法、等离子体增强化学气相沉积法、常压化学气相沉积法或者低压化学气相沉积法形成。
在另一个可能的实施方式中，所述在所述正面隧穿钝化层的局部区域上形成第V族元素掺杂的正面掺杂硅层，包括：
在所述正面隧穿钝化层形成正面本征硅层，所述正面本征硅层覆盖全部所述正面隧穿钝化层；
向所述正面本征硅层中掺杂第V族元素形成所述正面掺杂硅层；
在所述正面掺杂硅层的预设位置上形成正面保护层；
去除所述正面掺杂硅层未被所述正面保护层覆盖的部分。
在另一个可能的实施方式中，在所述氧化镓层上形成覆盖层之后，所述制备方法还包括
在所述氧化镓层和所述覆盖层开设过孔。
第五方面，本发明实施例提供了一种光伏组件，该光伏组件包括依次设置的盖板、第一封装胶膜，电池串、第二封装胶膜和背板，所述电池串包括多个太阳能电池，其中，所述太阳能电池为上述的硅基太阳能电池。
第六方面，本发明实施例提供了一种氧化镓在硅基太阳能电池中作为钝化物或钝化结构的应用。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：
本发明实施例提供的硅基太阳能电池中，通过设置氧化镓层，利用氧化镓层所带有的负电荷对P型硅表面进行化学钝化和场钝化，降低P型硅表面的硅原子的悬挂键和少数载流子数量，从而降低P型硅表面处的少数载流子复合速率，提高太阳能电池的电压与电流，提升太阳能电池的光电转换效率，进而提高光伏组件的输出功率，降低度电成本，提高光伏发电的性价比。并且，氧化镓层还具有较宽的带隙与合适的光学折射系数，也有利于提高硅基太阳能电池的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例提供的一种晶体硅太阳能电池的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种晶体硅太阳能电池的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种晶体硅太阳能电池的结构示意图；
图4为全铝背场背面电极的结构示意图；
图5为局部铝背场背面电极的结构示意图。
图中的附图标记分别表示：
1 P型晶体硅基体；
2 背面隧穿钝化层；
3 背面掺杂硅层；
4 氧化镓层；
5 覆盖层；
6 背面电极；
61 第一电极；
62 第二电极；
7 发射极层；
8 减反射层；
9 正面电极；
10 正面隧穿钝化层；
11 正面掺杂硅层；
X 过孔。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
提高硅基太阳能电池的光电转换效率是提高光伏发电输出功率、降低度电成本的有效途径。目前，限制单节硅基太阳能电池光电转化效率的重要因素之一是太阳能电池中少数载流子的复合湮灭。少数载流子的复合湮灭会造成太阳能电池电压和电流的流失，从而降低电池的光电转换效率。在硅片表面存在大量的不饱和悬挂键，是很严重的复合中心。在硅片表面设置钝化层以钝化硅片表面，能够降低硅片表面少数载流子的复合概率，有利于提高太阳能电池的光电转化效率。基于以上所述，本发明实施例对硅基太阳能电池的钝化层结构进行优化改进，以提高硅基太阳能电池的光电转换效率。
图1、图2示出了本发明实施例提供的一种硅基太阳能电池的结构，如图1或图2所示，该硅基太阳能电池包括：
P型晶体硅基体1，
设置在P型晶体硅基体1背面的背面隧穿钝化层2，
设置在背面隧穿钝化层2的局部区域上的第III族元素掺杂的背面掺杂硅层3，
设置在背面掺杂硅层以及背面隧穿钝化层未设置背面掺杂硅层的区域上的氧化镓(GaOx)层4，
设置在氧化镓层4上的覆盖层5，以及，
设置在覆盖层5上的背面电极6。
其中，背面电极6穿过覆盖层5和氧化镓层4与背面掺杂硅层3欧姆接触。
本发明实施例中，背面隧穿钝化层2、背面掺杂硅层3、氧化镓层4以及覆盖层5构成硅基太阳能电池的钝化层结构。其中的氧化镓层4带有负电荷，能够对P型硅表面进行化学钝化和场钝化，可有效降低P型晶体硅表面的硅原子的悬挂键和少数载流子数量，从而降低掺杂硅层表面处的少数载流子复合速率，提高太阳能电池的电压与电流，提升太阳能电池的光电转换效率，进而提高光伏组件的输出功率，降低度电成本，提高光伏发电的性价比。并且，氧化镓层4还具有较宽的带隙与合适的光学折射系数，也有利于提高硅基太阳能电池的性能。同时，本发明实施例中，在背面隧穿钝化层2的局部区域上设置背面掺杂硅层3，形成选择性接触钝化结构，在保证钝化效果的同时，减少掺杂硅层硅入射光线的吸收，有利于太阳能电池光电转换效率的提升。
本发明实施例中，氧化镓层4的厚度可以为10纳米～90纳米，例如1纳米、5纳米、10纳米、15纳米、20纳米、25纳米、30纳米、35纳米、40纳米、45纳米、50纳米、55纳米、60纳米、65纳米、70纳米、75纳米、80纳米、85纳米、90纳米等。优选地，氧化镓层4的厚度可以为20纳米～60纳米。
进一步地，在一种可选的实施方式中，背面掺杂硅层3与背面电极6的图案对应，也可以理解为上述背面隧穿钝化层2的局部区域为与背面电极6相对应的区域。
本发明实施例中，背面电极6可为栅线结构，即背面电极6可包括多条基本平行的主栅线和多条基本平行的副栅线，且主栅线和副栅线基本垂直。相应的，背面掺杂硅层3呈网格状结构。网格状的背面掺杂硅层3与背面电极6的主栅线对应的部分的宽度略大于主栅线的宽度，与副栅线对应的部分的宽度略大于副栅线的宽度。
进一步地，本发明实施例中，背面隧穿钝化层2可以为空穴隧穿钝化层，即背面隧穿钝化层2在高温下对第III族元素的扩散具有一定的阻挡作用，也即高温下第III族在背面隧穿钝化层2中扩散的速率远小于其在背面掺杂硅层3中的扩散速率，背面隧穿钝化层2可以为氧化硅层、氧化铝层、氧化钒层、氧化钨层、氧化镍层、氧化钼层以及氯化亚铜层中的至少一种，背面隧穿钝化层2的厚度可以为1.2纳米～2.5纳米，例如1.2纳米、1.3纳米、1.4纳米、1.5纳米、1.6纳米、1.7纳米、1.8纳米、1.9纳米、2.0纳米、2.1纳米、2.2纳米、2.3纳米、2.4纳米、2.5纳米。
背面掺杂硅层3可以为掺杂多晶硅层或掺杂多晶硅/氧化硅混合层。其中，多晶硅/氧化硅混合层为多晶硅颗粒均匀分布在氧化硅薄膜中或多晶硅颗粒表面包裹着氧化硅薄膜。
背面掺杂硅层3的厚度可以为20纳米～1000纳米，例如20纳米、50纳米、100纳米、150纳米、200纳米、250纳米、300纳米、350纳米、400纳米、450纳米、500纳米、550纳米、600纳米、750纳米、800纳米、850纳米、900纳米、950纳米、1000纳米等。
背面掺杂硅层3中掺杂的元素具体可以为硼(Boron，B)，掺杂的元素的掺杂浓度可以为1×1018atoms/cm3～8×1020atoms/cm3，例如1×1018atoms/cm3、2×1018atoms/cm3、3×1018atoms/cm3、4×1018atoms/cm3、5×1018atoms/cm3、6×1018atoms/cm3、7×1018atoms/cm3、8×1018atoms/cm3、9×1018atoms/cm3、1×1019atoms/cm3、2×1019atoms/cm3、3×1019atoms/cm3、4×1019atoms/cm3、5×1019atoms/cm3、6×1019atoms/cm3、7×1019atoms/cm3、8×1019atoms/cm3、9×1019atoms/cm3、1×1020atoms/cm3、2×1020atoms/cm3、3×1020atoms/cm3、4×1020atoms/cm3、5×1020atoms/cm3、6×1020atoms/cm3、7×1020atoms/cm3、8×1020atoms/cm3等。
设置在氧化镓层4上的覆盖层5可以包括氮化硅(SiNx)层、氮氧化硅(SiOxNy)层、氧化硅(SiOx)层、碳化硅(SiCx)中的至少一种，即可以是单独的氮化硅层，单独的氮氧化硅层或者单独的氧化硅层，也可以是氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、碳化硅层中的两种或者两种以上层叠设置。覆盖层5整体的厚度可以为20纳米～200纳米，例如20纳米、30纳米、40纳米、50纳米、60纳米、70纳米、80纳米、90纳米、100纳米、110纳米、120纳米、130纳米、140纳米、150纳米、160纳米、170纳米、180纳米、190纳米、200纳米等。当覆盖层5为叠层结构时，每一层的厚度没有严格要求，可以根据需要进行设置，只要使覆盖层5整体的厚度满足要求即可。上述覆盖层5的设置可以进一步钝化硅片。需要说明的是，本发明实施例中，也可不设置覆盖层5，背面电极6直接设置在氧化镓层4上。
进一步地，对于本发明实施例提供的硅基太阳能电池正面的结构，可以有以下两种可选的实施方式。
实施方式一
如图1所示，该实施方式中，硅基太阳能电池的正面包括：
设置在P型晶体硅基体1正面的发射极层7，
设置在发射极层7上的减反射层8，
以及，
设置在减反射层8上的正面电极9。
其中，正面电极9穿过减反射层8与发射极层7欧姆接触。
可以理解的是，发射极层7为N型硅，可通过对P型晶体硅基体1掺杂第V族元素(包括但不限于磷)形成。该实施方式中，掺杂后形成的发射极层7的方块电阻值可以为40Ω/□～200Ω/□(例如40Ω/□、50Ω/□、60Ω/□、70Ω/□、80Ω/□、90Ω/□、100Ω/□、110Ω/□、120Ω/□、130Ω/□、140Ω/□、150Ω/□、160Ω/□、170Ω/□、180Ω/□、190Ω/□、200Ω/□等)，发射极层7不同的区域的方块电阻值可以相同，也可以不同。
该实施方式中，减反射层8可以包括氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、碳化硅层中的至少一种，即可以是单独的氮化硅层，单独的氮氧化硅层、单独的氧化硅层或者单独的碳化硅层，也可以是氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层和碳化硅层中的两种或者两种以上层叠设置。减反射层8的厚度可以为68纳米～100纳米(例如68纳米、70纳米、72纳米、74纳米、75纳米、76纳米、78纳米、80纳米、82纳米、84纳米、85纳米、86纳米、88纳米、90纳米、92纳米、94纳米、95纳米、96纳米、98纳米、100纳米等)。当减反射层8为叠层结构时，每一层的厚度没有严格要求，可以根据需要(例如对折射率的需要)进行设置，只要使减反射层8整体的厚度满足要求即可。
正面电极9可采用栅线结构的电极，基体可包括多条基本平行的主栅线和多条基本平行的副栅线，且主栅线和副栅线基本垂直。
实施方式二
如图2所示，该实施方式中，硅基太阳能电池的正面包括：
设置在P型晶体硅基体1正面的发射极层7，
设置在发射极层7上的正面隧穿钝化层10，
设置在正面隧穿钝化层10的局部区域上的第V族元素掺杂的正面掺杂硅层11，
设置在正面掺杂硅层11上以及正面隧穿钝化层10上未设置正面掺杂硅层11的区域上的减反射层8，以及，
设置在减反射层8上的正面电极9。
其中，正面电极9穿过减反射层8与正面掺杂硅层11欧姆接触。
该实施方式中，发射极层7、减反射层8以及正面电极9的结构可参照上述实施方式一中发射极层7、减反射层8、正面电极9的设置方式，在此不再赘述。
该实施方式中，在太阳能电池正面同样采用选择性接触钝化结构，在保证钝化效果的同时，减少掺杂硅层硅入射光线的吸收，有利于太阳能电池光电转换效率的提升。
在一种可选的实施方式中，正面掺杂硅层11与正面电极9的图案对应，也可以理解为上述正面隧穿钝化层11的局部区域为与正面电极9相对应的区域。具体来说，正面掺杂硅层11可以呈网格状结构。网格状的正面掺杂硅层11与正面电极9的主栅线对应的部分的宽度略大于主栅线的宽度，与副栅线对应的部分的宽度略大于副栅线的宽度。
进一步地，该实施方式中，正面隧穿钝化层10可以为电子遂穿钝化层，在高温下对第V族元素的扩散具有一定的阻挡作用，也即高温下第V族元素在正面遂穿钝化层中的扩散速率远小于其在正面掺杂硅层11中的扩散速率。正面隧穿钝化层10可以为氧化硅层、氮氧化硅层、氢化非晶氧化硅层中的至少一种。正面隧穿钝化层10的厚度可以为1.2纳米～2.5纳米，例如1.2纳米、1.3纳米、1.4纳米、1.5纳米、1.6纳米、1.7纳米、1.8纳米、1.9纳米、2.0纳米、2.1纳米、2.2纳米、2.3纳米、2.4纳米、2.5纳米。
正面掺杂硅层11可以为掺杂多晶硅层或掺杂多晶硅/氧化硅混合层。其中，多晶硅/氧化硅混合层为多晶硅颗粒均匀分布在氧化硅薄膜中或多晶硅颗粒表面包裹着氧化硅薄膜。正面掺杂硅层11的厚度可以为20纳米～1000纳米，例如20纳米、50纳米、100纳米、150纳米、200纳米、250纳米、300纳米、350纳米、400纳米、450纳米、500纳米、550纳米、600纳米、750纳米、800纳米、850纳米、900纳米、950纳米、1000纳米等。
正面掺杂硅层11中掺杂的元素具体可以为磷(Phosphorus，P)，掺杂的元素的掺杂浓度可以为5×1018atoms/cm3～9×1020atoms/cm3，例如5×1018atoms/cm3、6×1018atoms/cm3、7×1018atoms/cm3、8×1018atoms/cm3、9×1018atoms/cm3、1×1019atoms/cm3、2×1019atoms/cm3、3×1019atoms/cm3、4×1019atoms/cm3、5×1019atoms/cm3、6×1019atoms/cm3、7×1019atoms/cm3、8×1019atoms/cm3、9×1019atoms/cm3、1×1020atoms/cm3、2×1020atoms/cm3、3×1020atoms/cm3、4×1020atoms/cm3、5×1020atoms/cm3、6×1020atoms/cm3、7×1020atoms/cm3、8×1020atoms/cm3、9×1020atoms/cm3等。
图3示出了本发明实施例提供的另一种硅基太阳能电池的结构，如图3所示，该硅基太阳能电池包括：
P型晶体硅基体1，
设置在P型晶体硅基体1背面且与P型晶体硅基体1接触的氧化镓层4，
设置在氧化镓层4上的覆盖层5，
设置在覆盖层5上的背面电极6，
设置在P型晶体硅基体1正面的发射极层7，
设置在发射极层7上的正面隧穿钝化层10，
设置在正面隧穿钝化层10局部区域上的第V族元素掺杂的正面掺杂硅层11，
设置在正面掺杂硅层11以及正面隧穿钝化层10未设置正面掺杂硅层11区域上的减反射层8，
以及，设置在减反射层8上的正面电极9。
其中，背面电极6穿过覆盖层5和氧化镓层4与P型晶体硅基体1欧姆接触，正面电极9穿过减反射层8与正面掺杂硅层11欧姆接触。
如上文所述，氧化镓层4能够对P型硅表面进行化学钝化和场钝化，因此在P型晶体硅基体1的背面设置与P型晶体硅基体1直接接触的氧化镓层4，可有效降低P型晶体硅基体1背表面的硅原子的悬挂键和少数载流子数量，从而降低P型晶体硅基体1背表面处的少数载流子复合速率，提高太阳能电池的电压与电流，提升太阳能电池的光电转换效率，进而提高光伏组件的输出功率，降低度电成本，提高光伏发电的性价比。并且，氧化镓层4还具有较宽的带隙与合适的光学折射系数，也有利于提高P型晶体硅太阳能电池的性能。
同时，该硅基太阳能电池正面采用选择性接触钝化结构，在保证钝化效果的同时，减少掺杂硅层硅入射光线的吸收，有利于太阳能电池光电转换效率的提升。
该硅基太阳能电池中，氧化镓层4的厚度为10纳米～90纳米，例如1纳米、5纳米、10纳米、15纳米、20纳米、25纳米、30纳米、35纳米、40纳米、45纳米、50纳米、55纳米、60纳米、65纳米、70纳米、75纳米、80纳米、85纳米、90纳米等。优选地，氧化镓层4的厚度可以为20纳米～60纳米。
该硅基太阳能电池中，P型晶体硅基体1正面的发射极层7、正面隧穿钝化层10、正面掺杂硅层11、减反射层8、正面电极9以及P型晶体硅基体1背面覆盖层5的具体设置方式可参考本发明实施例第一方面的描述，在此不再赘述。
如图4或图5所示，在一种可选的实施方式中，该硅基太阳能电池的背面电极6包括第一电极61和第二电极62，其中，第一电极61呈线形，第二电极62设置在覆盖层5上位于第一电极61以外的区域，且第二电极62与第一电极61接触；同时，覆盖层5及氧化镓层4上均设置有过孔X，第二电极62通过覆盖层5及氧化镓层4上的过孔X与P型晶体硅基体1接触。
其中，第一电极61也可称为主电极，用于导电汇流以及光伏组件制备时的太阳能电池的串焊，第一电极61可以设置多条，例如2～4条，多条第一电极61之间可以相互平行，第一电极61可以设置为非连续式线形电极。第一电极61可由银浆形成，也可由银铝浆形成，第二电极62可以由铝浆形成。
需要说明的是，在覆盖层5和氧化镓层4设置过孔X后，将用于形成第二电极62的浆料印刷在覆盖层54上，上述浆料在高温烧结过程中会与过孔X处露出的P型晶体硅基体1表面发生扩反应形成背电场(图中未示出)，未发生扩散反应的浆料起到导通作用，形成第二电极62。以铝浆为例，铝浆与过孔X处露出的P型晶体硅基体1表面发生扩散反应形成铝掺杂的P+硅层以及硅铝合金，其中P+硅层(即背电场)可使能带发生弯曲排斥少子在表面的分布，提高少子寿命，起到场钝化的效果。
第二电极62可覆盖全部覆盖层5(如图4所示)，也覆盖部分覆盖层5(如图5所示)。对于第二电极62覆盖部分覆盖层5的情况来说，第二电极62可以将一个过孔X全部覆盖，也可仅覆盖一个过孔X的部分。可以理解的是，第二电极62覆盖部分覆盖层5的P型晶体硅太阳能电池的背面也可以吸收光线，实现双面透光，双面发电，具有更高的光电转化效率。
过孔X的截面形状可以为圆形、线形(即长条形)、正方形、三角形、边数为5以上的多边形或者其他形状。
对于圆形的过孔X来说，其直径可以为10微米～200微米(例如10微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米、100微米、110微米、120微米、130微米、140微米、150微米、160微米、170微米、180微米、190微米、200微米等)，孔间距可以为100微米～1000微米(例如100微米、200微米、300微米、400微米、500微米、600微米、700微米、800微米、900微米、1000微米等)。本发明实施例中，圆形过孔X的孔间距是指相邻两个过孔X圆心之间的距离。
对于线形的过孔X来说，其宽度可以为20微米～100微米(例如20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米、100微米等)，其长度可以略小于P型晶体硅基体1的边长(P型晶体硅基体1通常为正方形或者有倒角的正方形)。线形过孔X的长度方向可以与第一电极61的长度方向垂直。线形过孔X可以设置有多个，且多个线形过孔X之间相互平行，相邻两个线形过孔X之间的距离(相邻两个线形过孔X中心线之间的距离)可以为500微米～2000微米(例如500微米、600微米、700微米、800微米、900微米、1000微米、1100微米、1200微米、1300微米、1400微米、1500微米、1600微米、1700微米、1800微米、1900微米、2000微米)。本发明实施例中，线形过孔X可以设置为虚线的形式，即线形过孔X在长度方向上是不连续的。
对于其他截面形状的过孔X，其尺寸可根据实际情况进行确定。
下面，对上述的硅基太阳能电池的制备方法做解释说明。
上述两种硅基太阳能电池的制备方法基本相同，主要包括清洗P型晶体硅基体1并制绒、形成发射极层7、背表面平整、形成背面隧穿钝化层2和/或正面隧穿钝化层10、形成背面掺杂多晶硅层和/或正面掺杂多晶硅层、形成氧化镓层4、形成减反射层8和覆盖层5、形成正面电极9和背面电极6等，下面对制备方法的各个步骤做详细说明。
步骤S1，对P型晶体硅基体1进行清洗，并在P型晶体硅基体1的正面制绒。
该步骤中，可以用氢氧化钠(NaOH)和过氧化氢(H2O2)的混合水溶液对P型晶体硅基体1进行清洗，以去除表面污染物及损伤层。
可以利用碱性腐蚀液进行制绒，也可利用酸性腐蚀液进行制绒，碱性腐蚀液可以为氢氧化钠水溶液。
制绒后，单晶硅片表面的反射率可以在10％～18％(例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％等)，多晶硅片表面的反射率可以在6％～20％(例如6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％等)。
步骤S2，对P型晶体硅基体1的正表面进行掺杂形成发射极层7(P-N结)。
可以通过炉管扩散、沉积含掺杂源硅玻璃并退火、或者掺杂离子注入并退火等方式对P型晶体硅基体1正表面进行掺杂。
步骤S3，对P型晶体硅基体1的背表面进行平整。
可通过化学溶液对P型晶体硅基体11的背表面进行平整，以适当降低P型晶体硅基体1背表面的比表面积，并用氢氟酸(HF的水溶液)清洗硅片。
其中，对P型晶体硅基体1背表面进行平整的化学溶液可以为碱溶液，包括但不限于四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液、氢氧化钠(NaOH)溶液、氢氧化钾(KOH)等，碱溶液的浓度可根据需要进行调整；也可以为酸溶液，例如硝酸(HNO3)、氢氟酸(HF)和硫酸(H2SO4)的混合溶液，混合溶液中各酸液的浓度以及各酸液间的配比也可根据需要进行调整。
步骤S4，在P型晶体硅基体1的背表面形成背面隧穿钝化层2和/或在P型晶体硅基体1的发射极层7上形成正面隧穿钝化层10。
该步骤中，可采用热氧化工艺、低温炉管氧化工艺、硝酸氧化工艺、紫外/臭氧氧化工艺、双氧水氧化工艺、原子层沉积(Aatomic Layer Deposition，ALD)工艺、或者化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)工艺等形成背面隧穿钝化层2(正面隧穿钝化层10)，其中，化学气相沉积工艺具体可为等离子体增强化学气相沉积(Plasma EnhancedChemicalVapor Deposition，PECVD)工艺、低压化学气相沉积(Low Pressure ChemicalVapor Deposition，LPCVD)工艺。
步骤S5，在背面隧穿钝化层2的局部区域上形成第III族元素掺杂的背面掺杂硅层3和/或在正面隧穿钝化层10的局部区域上形成第V族元素掺杂的正面掺杂硅层11。
具体来说，可首先在背面(正面)隧穿钝化层上形成覆盖全部背面(正面)隧穿钝化层的背面(正面)本征硅层，之后向背面(正面)本征硅层中掺杂第III族(第V族)元素形成背面(正面)掺杂硅层；之后在背面(正面)掺杂硅层的预设位置上形成背面(正面)保护层，之后去除背面(正面)掺杂硅层未被背面(正面)保护层覆盖的部分，从而在背面(正面)隧穿钝化层的局部区域形成背面(正面)掺杂硅层。
可以理解的是，上述背面(正面)掺杂硅层的预设位置是与需要设置掺杂硅层的背面(正面)隧穿钝化层上的局部区域相对应的位置，具体来说，可以是与背面(正面)电极相对应的位置。
本发明实施例中，可以通过激光照射背面(正面)掺杂硅层的预设位置，在背面(正面)掺杂硅层的预设位置形成含掺杂源的氧化硅层(例如磷硅玻璃PSG或硼硅玻璃BSG)，以含有掺杂源的氧化硅层作为保护层。可采用纳秒或皮秒频率的激光，激光能量可以为10瓦～80瓦，例如10瓦、20瓦、30瓦、40瓦、50瓦、60瓦、70瓦、80瓦等。
可通过炉管扩散、沉积含掺杂源硅玻璃并退火、或者掺杂离子注入并退火等方式对背面(正面)本征硅层进行掺杂。
可通过碱性溶液，例如氢氧化钠溶液去除背面(正面)掺杂硅层未被背面(正面)保护层覆盖的部分。
根据保护层成分的不同，如果保护层对于硅基太阳能电池的性能影响较小，例如上述以含掺杂源的氧化硅层作为保护层的情况，背面(正面)保护层可以去除，也可以不去除；如果保护层对于硅基太阳能电池的性能影响较大，则需要去除背面(正面)保护层。
可以理解的是，对于仅在P型晶体硅基体1正面或者背面具有隧穿钝化层和掺杂多晶硅层结构的太阳能电池来说，在P型晶体硅基体1正面或者背面执行相应的步骤即可。
步骤S6，形成氧化镓层4。
对于P型晶体硅基体1的背面设置有背面隧穿钝化层2及背面掺杂硅层3的情况来说，在背面掺杂硅层3上以及背面隧穿钝化层2未设置背面掺杂硅层3的区域上形成氧化镓层4；对于P型晶体硅基体1的背面没有设置背面隧穿钝化层2及背面掺杂硅层3的情况来说，则在P型晶体硅基体1的背表面形成氧化镓层4。
氧化镓层4可通过单原子层沉积法(Atomic Layer Deposition，ALD)、等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)、常压化学气相沉积法(Atmospheric Chemical Vapor Deposition，APCVD)或者低压化学气相沉积法(Low PressureChemical Vapor Deposition，LPCVD)形成。
步骤S7，形成正面的减反射层8和背面的覆盖层5。
在氧化镓层4上形成覆盖层5。
对于P型晶体硅基体1的正面设置有正面隧穿钝化层10及正面掺杂硅层11的情况来说，在正面掺杂硅层11以及正面隧穿钝化层10未设置正面掺杂硅层11的区域上形成减反射层8；对于P型晶体硅基体1的正面没有设置正面隧穿钝化层10及正面掺杂硅层11的情况来说，则在P型晶体硅基体1的发射极层7上形成减反射层8。
如果减反射层8和覆盖层5采用相同的材料，则减反射层8的形成和覆盖层5的形成可同时进行。
步骤S8，印刷用于形成背面电极6的背面电极浆料。
可采用丝网印刷工艺来印刷背面电极浆料。
对于上文所述背面电极6包括第一电极61和第二电极62的情况来说，在印刷背面电极浆料之前还需进行在覆盖层5和氧化镓层4上形成过孔X的步骤，可通过激光或者化学腐蚀的方法形成过孔X。背面电极浆料的印刷过程则具体包括先印刷用于形成第一电极61的浆料，再印刷用于形成第二电极62的浆料。
步骤S9，印刷用于形成正面电极9的正面电极浆料。
可采用丝网印刷工艺来印刷正面电极浆料。
步骤S10，高温烧结。
烧结的温度可以为600℃～900℃(例如600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃等)，烧结的时间可以为10秒到3分钟，例如10秒、20秒、30秒、40秒、60秒、70秒、80秒、90秒、100秒、110秒、120秒、130秒、140秒、150秒、160秒、170秒、180秒等。
基于上述P型晶体硅太阳能电池，本发明实施例提供了一种光伏组件，该光伏组件包括依次设置的盖板、第一封装胶膜、电池串、第二封装胶膜和背板，电池串包括多个太阳能电池，其中，太阳能电池为上述本发明实施例提供的硅基太阳能电池。
可以理解的是，由于本发明实施例提供的硅基太阳能电池中设置了与P型硅(第III族元素掺杂的背面掺杂硅层3或P型晶体硅基体1)表面直接接触的氧化镓层4，利用氧化镓层4所带有的负电荷对P型硅表面进行化学钝化和场钝化，提升了太阳能电池的光电转换效率，因此，应用该P型晶体硅太阳能电池的光伏组件具有较高的输出功率，从而降低度电成本，提高光伏发电的性价比。
本发明实施例中，盖板为玻璃板，第一封装胶膜和第二封装胶膜的材料为EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)或者POE(乙烯-辛烯共聚物)，背板可以为玻璃板，也可以为TPT(PVF/PET/PVF)板。本发明实施例提供的光伏组件还可包括边框，边框还可填充密封胶(例如硅胶)。
本发明实施例还提供了一种氧化镓在硅基太阳能电池中作为钝化物或钝化结构的应用。
在可能的实现方式中，将氧化镓层4设置在硅基太阳能电池中P型硅上，利用氧化镓层4所带有的负电荷对硅基太阳能电池的晶体硅基体表面进行化学钝化和场钝化，提升太阳能电池的光电转换效率。
其中，晶体硅太阳能电池中P型硅表面具体可以为：
(1)P型晶体硅基体1的背表面；
(2)设置在P型晶体硅基体1背面的第III族元素掺杂的背面掺杂硅层3的表面，其中背面掺杂硅层3与P型晶体硅基体1背面之间还可以设置有在高温下对第III族元素的扩散具有一定的阻挡作用的隧穿钝化层；
(3)N晶体硅基体正面的发射极层7的表面；
(4)设置在N型晶体硅基体正面的第III族元素掺杂的正面掺杂硅层11的表面，其中，正面掺杂硅层11与N型晶体硅基体正面的发射极层7之间还可以设置有对第III族元素的扩散具有一定的阻挡作用的隧穿钝化层。
下面以图1所示的采用氧化镓钝化的硅基太阳能电池为例对本发明的技术方案做进一步地说明。
实施例1
本实施例提供了一种采用氧化镓钝化的硅基太阳能电池，如图1所示，该太阳能电池包括P型晶体硅基体1，设置在P型晶体硅基体1正面的发射极层7，设置在发射极层7上的减反射层8，设置在减反射层8上的正面电极9，设置在P型晶体硅基体1背面的背面隧穿钝化层2，设置在背面隧穿钝化层2上与背面电极6对应区域的硼元素掺杂的背面掺杂多晶硅层，设置在背面掺杂多晶硅层上以及背面隧穿钝化层2未设置背面掺杂多晶硅层区域的氧化镓层4，设置在氧化镓层4上的覆盖层5，以及设置在覆盖层5上的背面电极6。
其中，P型晶体硅基体1为电阻率为2.0Ω·cm、尺寸为156.75毫米×156.75毫米的P型单晶硅片；
发射极层7的方阻为80Ω/□；
减反射层8为氮化硅层，厚度为80纳米；
正面电极9为栅线结构，由贺利氏(Heraeus)SOL9621型银浆料形成，其中主栅线4根，宽度1.1毫米，副栅线102根，宽度40微米，间距1.5毫米；
背面隧穿钝化层2为氧化硅层，厚度为1.9纳米；
背面掺杂多晶硅层厚度为200纳米；
氧化镓层4的厚度为20纳米；
覆盖层5为氮化硅层，厚度为80纳米；
背面电极6也为栅线结构，由贺利氏(Heraeus)SOL9360型银浆料形成，其中主栅线4根，宽度1.1毫米，副栅线102根，宽度40微米，间距1.5毫米；
本实施例提供的太阳能电池的制备方法如下：
步骤101，利用NaOH和H2O2的混合水溶液(NaOH、H2O2和H2O按照质量比0.5％:1％:98.5％的比例混合)对P型单晶硅片进行清洗(清洗时间2分钟)，之后利用质量浓度3％的氢氧化钠水溶液在P型单晶硅片的正面制绒，制绒后，P型单晶硅片的正面的反射率为12％。
步骤102，通过炉管磷扩散的方法在制绒后的P型单晶硅片的正面进行磷掺杂制备发射极层7，形成P-N结。其中，炉管磷扩散采用SevenStart公司的L4511II-40/ZM型扩散设备，扩散条件为：以POCl3作为磷源，在820℃下向石英管内通入POCl3(通入时间20分钟)，之后停止通入POCl3并在840℃下保温20分钟。
步骤103，将经过扩散后的P型单晶硅片在70℃、质量浓度为20％的TMAH溶液中浸泡5分钟，对P型单晶硅片背表面进行平整，之后用质量浓度为10％的HF水溶液清洗硅片2分钟。
步骤104，采用炉管热氧化法在P型单晶硅片背表面生长氧化硅薄膜作为背面隧穿钝化层2，工艺条件为：在氧气气氛下，加热温度为610℃，加热时间为2分钟。
步骤105，用LPCVD方法在背面隧穿钝化层2上生长本征多晶硅薄膜，并用硼离子注入的方式对本征多晶薄膜进行硼掺杂，形成背面掺杂多晶硅层。
其中，生长多晶硅薄膜的设备为Tempress公司的997-AAK型LPCVD设备，生长条件：温度为600℃，SiH4的体积流量为600sccm，压强为0.25Torr。
硼离子注入的设备为Kingston公司的iPV-2000型离子注入机，注入条件：离子加速电压10kV，加速后束流120mA，离子注入腔室真空度2×10-5Torr。
步骤106，利用激光扫描照射背面掺杂多晶硅层与背面电极6相对应的区域，在背面掺杂多晶硅层与背面电极相对应的区域形成BSG保护层，其中，激光扫描的图案与背面电极图案相同，所用激光为纳秒激光，激光能量为20瓦。
步骤107，利用碱溶液去除背面掺杂多晶硅层未被BSG保护层覆盖的区域，形成与背面电极图案相同的背面掺杂多晶硅层(其中碱溶液为质量浓度7％的四甲基氢氧化铵溶液，在50摄氏度下清洗5分钟)，之后再利用氢氟酸去除BSG保护层(其中氢氟酸质量浓度为5％，在室温下清洗2分钟)。
步骤108，采用原子层沉积工艺在步骤107得到的背面掺杂多晶硅层以及背面隧穿钝化层未设置掺杂多晶硅层的区域上形成氧化镓薄膜，沉积条件为：温度为75℃，压强为0.25Torr,三甲基镓(TMGa)的体积流量为70sccm(标准状态毫升/分)，O2的体积流量为200sccm。
步骤109，在发射极层7以及氧化镓层4上形成氮化硅薄膜，所用设备为ROTH&RAU公司的SINA型PECVD设备，沉积条件为：温度为400℃，压强为0.25mBar，SiH4的体积流量为100sccm，NH3的体积流量为180sccm。
步骤110，丝网印刷用于形成背面电极6的银浆料，所用丝网印刷机为Appliedmaterials公司的Baccini speedy thinking型印刷机(下同)。
步骤111，丝网印刷用于形成正面电极9的银浆料。
步骤112，在820℃的温度下进行烧结，烧结时间为10秒；烧结过程中，正面银浆料腐蚀氮化硅减反射层8使得正面银电极穿过氮化硅减反射层8与发射极层7形成欧姆接触；背面银浆料腐蚀氮化硅覆盖层5和氧化镓层4使得背面金属电极穿过氮化硅/氧化镓叠层结构与硼掺杂多晶硅层形成欧姆接触。
采用I-V测试方法(德国Halm公司的CetisPV-XF2-PB型I-V测试仪)对本实施例提供的太阳能电池的性能进行测试(测试条件为25℃，光谱条件AM1.5)，结果为：开路电压0.668V，短路电流9.74A，光电转换效率20.76％。
实施例2
本实施例提供了一种采用氧化镓钝化的硅基太阳能电池，本实施例提供的太阳能电池与实施例1提供的太阳能电池的区别在于，本实施例提供的太阳能电池中氧化镓层4的厚度为10纳米。
按照实施例1的测试方法和测试条件对本实施例提供的太阳能电池的性能进行测试，结果为：开路电压0.660V，短路电流9.72A，光电转换效率20.24％。
实施例3
本实施例提供了一种采用氧化镓钝化的硅基太阳能电池，本实施例提供的太阳能电池与实施例1提供的太阳能电池的区别在于，本实施例提供的太阳能电池中氧化镓层4的厚度为40纳米。
按照实施例1的测试方法和测试条件对本实施例提供的太阳能电池的性能进行测试，结果为：开路电压0.669V，短路电流9.81A，光电转换效率20.87％。
实施例4
本实施例提供了一种采用氧化镓钝化的硅基太阳能电池，本实施例提供的太阳能电池与实施例1提供的太阳能电池的区别在于，本实施例提供的太阳能电池中氧化镓层4的厚度为60纳米。
按照实施例1的测试方法和测试条件对本实施例提供的太阳能电池的性能进行测试，结果为：开路电压0.669V，短路电流9.79A，光电转换效率20.68％。
实施例5
本实施例提供了一种采用氧化镓钝化的硅基太阳能电池，本实施例提供的太阳能电池与实施例1提供的太阳能电池的区别在于，本实施例提供的太阳能电池中氧化镓层4的厚度为75纳米。
按照实施例1的测试方法和测试条件对本实施例提供的太阳能电池的性能进行测试，结果为：开路电压0.668V，短路电流9.78A，光电转换效率20.58％。
实施例6
本实施例提供了一种采用氧化镓钝化的硅基太阳能电池，本实施例提供的太阳能电池与实施例1提供的太阳能电池的区别在于，本实施例提供的太阳能电池中氧化镓层4的厚度为90纳米。
按照实施例1的测试方法和测试条件对本实施例提供的太阳能电池的性能进行测试，结果为：开路电压0.668V，短路电流9.78A，光电转换效率20.49％。
对比例1
本对比例提供了一种未设置氧化镓层4的硅基太阳能电池，本对比例提供的太阳能电池与实施例1提供的太阳能电池的区别在于，本对比例提供的太阳能电池中未设置氧化镓层4。在制备太阳能电池时，直接在P型晶体硅基体1背面的背面掺杂多晶硅层以及背面隧穿钝化层未设置掺杂多晶硅层的区域上形成氮化硅薄膜作为覆盖层5。
按照实施例1的测试方法和测试条件对本实施例提供的太阳能电池的性能进行测试，结果为：开路电压0.642V，短路电流8.5A，光电转换效率17.29％。
对比例2
本对比例提供了一种采用氧化锆(ZrOx)钝化的硅基太阳能电池，本对比例提供的太阳能电池与实施例1提供的太阳能电池的区别在于，本对比例提供的太阳能电池中采用氧化锆薄膜替代氧化镓薄膜。在制备太阳能电池时，先在P型晶体硅基体1背面的背面掺杂多晶硅层以及背面隧穿钝化层未设置掺杂多晶硅层的区域上形成氧化锆薄膜，再在氧化锆薄膜上形成氮化硅薄膜。
按照实施例1的测试方法和测试条件对本实施例提供的太阳能电池的性能进行测试，结果为：开路电压0.660V，短路电流9.54A，光电转换效率20.08％。
对比例3
本对比例提供了一种采用氧化钽(TaOx)钝化的硅基太阳能电池，本对比例提供的太阳能电池与实施例1提供的太阳能电池的区别在于，本对比例提供的太阳能电池中采用氧化钽薄膜替代氧化镓薄膜。在制备太阳能电池时，先在P型晶体硅基体1背面的背面掺杂多晶硅层以及背面隧穿钝化层未设置掺杂多晶硅层的区域上形成氧化钽薄膜，再在氧化锆薄膜上形成氮化硅薄膜。
按照实施例1的测试方法和测试条件对本实施例提供的太阳能电池的性能进行测试，结果为：开路电压0.661V，短路电流9.64A，光电转换效率20.39％。
对比例4
本对比例提供了一种采用氧化铪(HfOx)钝化的硅基太阳能电池，本对比例提供的太阳能电池与实施例1提供的太阳能电池的区别在于，本对比例提供的太阳能电池中采用氧化铪薄膜替代氧化镓薄膜。在制备太阳能电池时，先在P型晶体硅基体1背面的背面掺杂多晶硅层以及背面隧穿钝化层未设置掺杂多晶硅层的区域上形成氧化铪薄膜，再在氧化铪薄膜上形成氮化硅薄膜。
按照实施例1的测试方法和测试条件对本实施例提供的太阳能电池的性能进行测试，结果为：开路电压0.668V，短路电流9.67A，光电转换效率20.62％。
以下表1中，对以上实施例1～6和对比例1～4的太阳能电池的性能测试结果进行了汇总。
表1太阳性能测试结果汇总
序号 氧化物类型 氧化物薄膜厚度 开路电压 短路电流 光电转换效率
实施例1 氧化镓 20纳米 0.668V 9.74A 20.76％
实施例2 氧化镓 10纳米 0.660V 9.72A 20.24％
实施例3 氧化镓 40纳米 0.669V 9.81A 20.87％
实施例4 氧化镓 60纳米 0.669V 9.79A 20.68％
实施例5 氧化镓 75纳米 0.668V 9.78A 20.58％
实施例6 氧化镓 90纳米 0.668V 9.78A 20.49％
对比例1 —— —— 0.642V 8.5A 17.29％
对比例2 氧化锆 20纳米 0.660V 9.54A 20.08％
对比例3 氧化钽 20纳米 0.661V 9.64A 20.39％
对比例4 氧化铪 20纳米 0.668V 9.67A 20.62％
通过以上实施例和对比例的测试数据可以看出，本发明实施例提供的氧化镓钝化的硅基太阳能电池与未设置氧化镓层4以及以其他氧化物代替氧化镓进行钝化的硅基太阳能电池相比，具有较高的光电转换效率。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅基太阳能电池，所述硅基太阳能电池包括：
P型晶体硅基体，
设置在所述P型晶体硅基体背面的背面隧穿钝化层，
设置在所述背面隧穿钝化层局部区域上的第III族元素掺杂的背面掺杂硅层，
设置在所述背面掺杂硅层以及所述背面隧穿钝化层未设置所述背面掺杂硅层的区域上的氧化镓层，
设置在所述氧化镓层上的覆盖层，以及，
设置在所述覆盖层上的背面电极；
其中，所述背面电极穿过所述覆盖层和所述氧化镓层与所述背面掺杂硅层欧姆接触。
2.根据权利要求1所述的硅基太阳能电池，其特征在于，所述氧化镓层的厚度为10纳米～90纳米。
3.根据权利要求1所述的硅基太阳能电池，其特征在于，所述背面掺杂硅层与所述背面电极的图案对应。
4.根据权利要求1～3任一项所述的硅基太阳能电池，其特征在于，所述硅基太阳能电池还包括：设置在所述P型晶体硅基体正面的发射极层，设置在所述发射极层上的减反射层，以及，设置在所述减反射层上的正面电极；所述正面电极穿过所述减反射层与所述发射极层欧姆接触。
5.根据权利要求1～3任一项所述的硅基太阳能电池，其特征在于，所述硅基太阳能电池还包括：设置在所述P型晶体硅基体正面的发射极层，设置在所述发射极层上的正面隧穿钝化层，设置在所述正面隧穿钝化层局部区域上的第V族元素掺杂的正面掺杂硅层，设置在所述正面掺杂硅层以及所述正面隧穿钝化层未设置所述正面掺杂硅层的区域上的减反射层，以及，设置在所述减反射层上的正面电极；其中，所述正面电极穿过所述减反射层与所述正面掺杂硅层欧姆接触。
6.根据权利要求5所述的硅基太阳能电池，其特征在于，所述正面掺杂硅层与所述正面电极的图案对应。
7.一种硅基太阳能电池的制备方法，所述制备方法所述包括：
提供P型晶体硅基体；
在所述P型晶体硅基体背面形成背面隧穿钝化层；
在所述背面隧穿钝化层的局部区域形成第III族元素掺杂的背面掺杂硅层；
在所述背面掺杂硅层以及所述背面隧穿钝化层未设置所述背面掺杂硅层的区域上形成氧化镓层；
在所述氧化镓层上形成覆盖层；
在所述覆盖层上形成背面电极。
8.一种硅基太阳能电池，所述硅基太阳能电池包括：
P型晶体硅基体，
设置在所述P型晶体硅基体背面且与所述P型晶体硅基体接触的氧化镓层，
设置在所述氧化镓层上的覆盖层，
设置在所述覆盖层上的背面电极，
设置在所述P型晶体硅基体正面的发射极层，
设置在所述发射极层上的正面隧穿钝化层，
设置在所述正面隧穿钝化层局部区域上的第V族元素掺杂的正面掺杂硅层，
设置在所述正面掺杂硅层以及所述正面隧穿钝化层未设置所述正面掺杂硅层的区域上的减反射层，以及，
设置在所述减反射层上的正面电极；
其中，所述背面电极穿过所述覆盖层和所述氧化镓层与所述P型晶体硅基体欧姆接触，所述正面电极穿过所述减反射层与所述正面掺杂硅层欧姆接触。
9.一种光伏组件，包括依次设置的盖板、第一封装胶膜，电池串、第二封装胶膜和背板，所述电池串包括多个太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池为权利要求1～6或8所述的硅基太阳能电池。
10.一种氧化镓在硅基太阳能电池中作为钝化物或钝化结构的应用。
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