CN110289333B - 一种太阳电池、生产方法及光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳电池和生产方法及光伏组件，涉及太阳能光伏技术领域。所述太阳电池，包括：晶体硅基底；隧穿层；形成于所述晶体硅基底的背面；掺杂多晶硅层，形成于所述隧穿层的背面；所述掺杂多晶硅层与所述晶体硅基底形成背面异质结；钝化层，形成于所述掺杂多晶硅层的背面；所述钝化层上开设有激光开膜区；所述钝化层至少包括含铝钝化层，所述含铝钝化层为氮氧化铝层；背面电极，所述背面电极通过所述激光开膜区与所述掺杂多晶硅层接触；以及正面电极，所述正面电极形成于所述晶体硅基底的正面。本申请中在消融氮氧化铝钝化层形成激光开膜区的同时对掺杂多晶硅层的破坏程度大大降低，提升了背面钝化效果，升高了开路电压与填充因子。

Description

一种太阳电池、生产方法及光伏组件
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种太阳电池、一种太阳电池生产方法及光伏组件。
背景技术
太阳电池，在硅基底的背面采用隧穿层，实现晶体硅基底与掺杂多晶硅层之间的钝化以及电接触效果，其具有生产工艺温度低、光电转换效率高等优势，因此应用前景广泛。
但是，目前太阳电池的性能有待进一步优化提升。
发明内容
本发明提供一种太阳电池、一种太阳电池生产方法、一种光伏组件、一种太阳电池生产设备、一种计算机可读存储介质，旨在解决太阳电池性能待提升的问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种太阳电池，包括：晶体硅基底；
隧穿层；形成于所述晶体硅基底的背面；
掺杂多晶硅层，形成于所述隧穿层的背面；所述掺杂多晶硅层与所述晶体硅基底形成背面异质结；
钝化层，形成于所述掺杂多晶硅层的背面；所述钝化层上开设有激光开膜区；所述钝化层至少包括含铝钝化层，所述含铝钝化层为氮氧化铝层；
背面电极，所述背面电极通过所述激光开膜区与所述掺杂多晶硅层接触；
以及正面电极，所述正面电极形成于所述晶体硅基底的正面。
可选的，所述氮氧化铝层中氮元素的质量含量小于等于10％。
可选的，所述氮氧化铝层的厚度为3nm至20nm。
可选的，所述钝化层的厚度为3nm至6nm。
可选的，所述背面电极包括：所述钝化层还包括氮化硅层；所述氮化硅层位于所述氮氧化铝层远离所述掺杂多晶硅层的一侧表面。
可选的，所述钝化层还包括氧化硅层；所述氧化硅层位于所述氮氧化铝层与所述掺杂多晶硅层之间。
可选的，所述晶体硅基底的正面形成有第一掺杂区以形成前表面场。
可选的，所述晶体硅基底的正面对应所述正面电极的区域形成有第二掺杂区；所述第二掺杂区的掺杂浓度大于所述第一掺杂区的掺杂浓度。
可选的，在所述激光开膜区内的所述背面电极由接触型电极浆料烧结而成。
根据本发明的第二方面，提供了一种太阳电池生产方法，所述方法包括：在晶体硅基底的背面形成隧穿层；
在所述隧穿层的背面形成掺杂多晶硅层，以使所述掺杂多晶硅层与所述晶体硅基底形成背面异质结；
在所述掺杂多晶硅层的背面形成钝化层；所述钝化层至少包括含铝钝化层，所述含铝钝化层为氮氧化铝层；在所述钝化层的预设区域照射激光，形成穿透所述钝化层的至少一个激光开膜区，露出所述掺杂多晶硅层；
在所述激光开膜区中，形成背面电极；
在所述晶体硅基底的正面形成正面电极。
可选的，所述氮氧化铝层通过等离子加强原子层沉积和/或，等离子体增强化学气相沉积形成。
可选的，激光采用紫外皮秒激光器获得。
可选的，所述激光的功率小于等于5w。
根据本发明的第三方面，还提供一种光伏组件，所述光伏组件包括如前所述的任一项所述的太阳电池。
根据本发明的第四方面，还提供一种太阳电池生产设备，所述太阳电池生产设备包括：接口，总线，存储器与处理器，所述接口、存储器与处理器通过所述总线相连接，所述存储器用于存储可执行程序，所述处理器被配置为运行所述可执行程序实现如前所述的任一项所述的太阳电池生产方法的步骤。
根据本发明的第五方面，还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储可执行程序，所述可执行程序被处理器运行实现如前所述的任一项所述的太阳电池生产方法的步骤。
在本发明的太阳电池，在掺杂多晶硅层的背面还设有钝化层，并且钝化层中含有氮氧化铝层，氮氧化铝与三氧化二铝具有近乎等同的钝化能力，但氮氧化铝的沸点远低于三氧化二铝，易于被低功率的高能激光瞬间气化，从而更容易实现钝化层开膜，进而激光开膜时对掺杂多晶硅层的破坏程度大大降低，进而有利于提升背面钝化效果，有利于升高太阳电池的开路电压与填充因子，最终提高太阳电池的性能。假如采用三氧化二铝作为钝化层，由于三氧化二铝的沸点较高且化学性质稳定，很难被低功率的高能激光瞬间气化，使得在消融三氧化二铝钝化层形成激光开膜区的过程中，会同时消融掺杂多晶硅层，实际并不能提高太阳电池的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中的第一种太阳电池的结构示意图；
图2示出了本发明实施例中的一种激光开膜区的结构示意图；
图3A示出了在激光开膜区内采用非接触型电极浆料的背面电极的结构示意图；
图3B示出了本发明实施例中，激光开膜区内的背面电极的结构示意图；
图4示出了本发明实施例中的第二种太阳电池的结构示意图；
图5示出了本发明实施例中的第三种太阳电池的结构示意图；
图6示出了本发明实施例中的第四种太阳电池的结构示意图；
图7示出了本发明实施例中的第五种太阳电池的结构示意图；
图8示出了本发明实施例中的第六种太阳电池的结构示意图；
图9示出了本发明实施例中的第七种太阳电池的结构示意图；
图10示出了本发明实施例中的一种太阳电池生产方法的步骤流程图；
图11示出了本发明实施例的一种太阳电池生产设备的结构示意图。
附图编号说明：
1-晶体硅基底，2-隧穿层，3-掺杂多晶硅层，4-氮氧化铝层，5-氮化硅层，6-激光开膜区，7-背面电极，8-第二掺杂区，9-正面减反层，10-正面电极，11-铝背场，12-第一掺杂区，13-氧化硅层，71-接口，72-处理器，73-存储器，74-总线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，图1示出了本发明实施例中的第一种太阳电池的结构示意图。
在本发明实施例中，该太阳电池可以包括晶体硅基底1、隧穿层2、掺杂多晶硅层3、钝化层、背面电极7以及正面电极10。
其中，晶体硅基底1主要可以用于吸收光子，产生光生载流子。该晶体硅基底1可以为p型晶体硅基底或n型晶体硅基底等，p型晶体硅基底的掺杂类型可以为III族元素，例如，硼元素。n型晶体硅基底的掺杂类型可以为Ⅴ族元素，例如，磷元素。
需要说明的是，在本发明中，背面是指背光的一面，正面是指向光的一面，如晶体硅基底1的背面是指在太阳电池中，晶体硅基底被设计为背光的一面。
在本发明实施例中，晶体硅基底1的背面形成隧穿层2，能钝化异质结，降低接触区表面复合，进一步提高电池的开路电压和转换效率。
在本发明实施例中，可选的，隧穿层2的厚度可以为1nm～4nm。上述厚度范围的隧穿层2，钝化效果好，且更有利于降低接触区表面复合，进一步提高电池的开路电压和转换效率。例如，隧穿层2可以为1.5nm的氧化硅层。
在本发明实施例中，隧穿层2的背面形成掺杂多晶硅层3。掺杂多晶硅层3与晶体硅基底1形成背面异质结。也就是说，掺杂多晶硅层3与晶体硅基底1的掺杂类型不同，如，晶体硅基底1可以为p型晶体硅基底，掺杂多晶硅层3可以掺杂有Ⅴ族元素。或者，晶体硅基底1可以为n型晶体硅基底，掺杂多晶硅层3可以掺杂有III族元素，例如，硼元素。
在本发明实施例中，掺杂多晶硅层3与晶体硅基底1形成背面异质结。相对于位于晶体硅基底1正面的异质结，不会减少进入晶体硅基底1的有效入射光，光学损失少，光电转换效率高、开路电压大。
在本发明实施例中，掺杂多晶硅层3的背面沉积钝化层，钝化层至少包括含铝钝化层，含铝钝化层为氮氧化铝层4。氮氧化铝的化学式可以为：AlOxNy。氮氧化铝与三氧化铝具有近乎等同的钝化能力，但氮氧化铝的沸点远低于三氧化二铝。如，三氧化二铝的沸点大于等于3000℃，而氮氧化铝的沸点小于2300℃。相对于三氧化二铝，氮氧化铝更易于被低功率的高能激光瞬间气化。掺杂多晶硅层3的沸点通常大于氮氧化铝的沸点，而小于三氧化二铝的沸点，在消融三氧化二铝钝化层需要的温度大于等于3000℃，如，需要大于等于20w的激光较长时间照射，才可以消融三氧化二铝钝化层，在该温度范围下或在该功率的激光较长时间照射下，掺杂多晶硅层3会被大幅度消融。而本申请中，在消融氮氧化铝层4需要的温度小于2300℃，如，只需小于等于5w的激光较短时间照射即可，还达不到掺杂多晶硅层3消融所需要的温度，因此，对掺杂多晶硅层3的破坏程度大幅度降低，进而有利于提升背面钝化效果，有利于升高太阳电池的开路电压与填充因子。
在本发明实施例中，上述氮氧化铝层4能够从很大程度上减少背面入射光在p型晶体硅基底等表面的反射，同时，能够与异质结或背面发射极等形成良好的表面钝化。
在本发明实施例中，可选的，氮氧化铝层4中氮元素的质量含量小于等于10％。也就是说，氮元素的质量占氮氧化铝层4质量比例小于等于10％。该成分的氮氧化铝层4便于加工，成本低且钝化效果好，沸点低。如，氮元素的质量占氮氧化铝层4质量比例可以为8％。
在本发明实施例中，可选的，氮氧化铝层4的厚度可以为3nm至20nm。上述厚度范围的氮氧化铝层4，钝化效果好，沸点低，能进一步减少在消融氮氧化铝层4过程中，对掺杂多晶硅层3的破坏。例如，氮氧化铝层4的厚度可以为10nm。
在本发明实施例中，可选的，氮氧化铝层4的厚度可以为3nm至6nm。在满足良好钝化效果的基础上，氮氧化铝层4的厚度更薄，利于消融，能进一步减少在消融氮氧化铝层4过程中，对掺杂多晶硅层3的破坏。例如，氮氧化铝层4的厚度可以为5nm。
在本发明实施例中，参照图2所示，图2示出了本发明实施例中的一种激光开膜区的结构示意图。钝化层上开设有至少一个激光开膜区6，激光开膜区6穿透钝化层，如在钝化层只有氮氧化铝的情况下，即穿透氮氧化铝层4。激光开膜区的形状根据背面电极7的形状来设计，激光开膜区6的宽度或直径等不作具体限定。
在本发明实施例中，背面电极7通常用来收集光生载流子中的电子。背面电极7通过激光开膜区6与掺杂多晶硅层3接触。具体的，背面电极7通过激光开膜区6穿透钝化层，与掺杂多晶硅层3实现欧姆接触，以实现电流的收集和传输等。
在所述激光开膜区内的所述背面电极由接触型电极浆料烧结而成。也就是说，背面电极在激光开膜区的部分由接触型电极浆料制成。若背面电极除了激光开膜区之外还含有其它部分，其它部分是否由接触型电极浆料制成不作限定。
接触型浆料是指，不融穿掺杂多晶硅层3的浆料。而非接触型浆料，会融穿掺杂多晶硅层3以及隧穿层2，直接与晶体硅基底1合金化，形成硅铝合金。
在本发明实施例中，可选的，所述背面电极由含银电极浆料和接触型铝浆烧结形成。一般含银电极浆料形成主栅，而接触型铝浆形成细栅。该含银电极浆料和接触型铝浆化学性质相对稳定，对掺杂多晶硅层3的破坏较小。同时，该含银电极浆料和接触型铝浆能够与掺杂多晶硅层3形成良好的欧姆接触，进而有利于提升背面钝化效果，有利于升高太阳电池的开路电压与填充因子。进一步的，接触型铝浆的成分主要为铝，相对于银而言，成本较低，进而有利于降低太阳电池的生产成本。
参照图3A所示，图3A示出了在激光开膜区内采用非接触型电极浆料的背面电极的结构示意图。图3B示出了本发明实施例中，激光开膜区内的背面电极的结构示意图。相对于采用合金铝浆(非接触型电极浆料)而言(图3A图中所示)，背面电极7不仅穿透了钝化层4，还会穿透掺杂多晶硅层3和隧穿层2与晶体硅基底1形成铝硅合金即铝背场11，而铝背场11附近的多晶硅薄膜3与隧穿层2会被破坏。而本申请中，如图3B所示，采用接触型电极浆料，如，接触型铝浆，背面电极7只穿透了钝化层，如氮氧化铝层4，使得背面电极7与掺杂多晶硅层3欧姆接触，背面电极7并不会穿透掺杂多晶硅层3与隧穿层2，进而有利于提升背面钝化效果，有利于升高太阳电池的开路电压与填充因子。例如，该接触型电极浆料可以由东洋TTC-09接触型铝浆制得。
当然，本发明并不局限于此，背面电极亦可以采用其它方式形成，例如沉积方式。
参照图1所示，该太阳电池还包括正面电极10，正面电极10形成于晶体硅基底1的正面。正面电极10通常用来收集光生载流子中的空穴。
在本发明实施例中，可选的，参照图4所示，图4示出了本发明实施例中的第二种太阳电池的结构示意图。在上述图1的基础上，该钝化层还可以包括氮化硅层5；氮化硅层5位于氮氧化铝层4远离掺杂多晶硅层3的一侧表面。
具体的，氮化硅层5形成于氮氧化铝层4的背面。氮化硅层5可以对氮氧化铝层4进行保护以及增强钝化的效果。可选的，氮化硅层5的厚度可以为60nm至95nm，该厚度范围的氮化硅层5，对氮氧化铝层4保护效果更好。
在本发明实施例中，可选的，参照图5所示，图5示出了本发明实施例中的第三种太阳电池的结构示意图。在上述图1的基础上，该钝化层还可以包括氧化硅层13。氧化硅层13位于氮氧化铝层4与掺杂多晶硅层3之间，起到保护掺杂多晶硅层3的效果以及增强钝化的效果。
在本发明实施例中，可选的，参照图6所示，图6示出了本发明实施例中的第四种太阳电池的结构示意图。在上述图4的基础上，该钝化层还可以包括氧化硅层13。氧化硅层13位于氮氧化铝层4与掺杂多晶硅层3之间，同样起到保护掺杂多晶硅层3的效果以及增强钝化的效果。
在本发明实施例中，可选的，参照图7所示，图7示出了本发明实施例中的第五种太阳电池的结构示意图。在上述图1、图4或图6的基础上，参照图7所示，晶体硅基底1的正面形成有第一掺杂区12以形成前表面场。第一掺杂区12可以与晶体硅基底1的掺杂类型相同，第一掺杂区12的掺杂浓度可以大于晶体硅基底1的掺杂浓度。
在本发明实施例中，可选的，参照图8所示，图8示出了本发明实施例中的第六种太阳电池的结构示意图。在上述图7的基础上，晶体硅基底1的正面对应正面电极10的区域形成有第二掺杂区8；第二掺杂区8的掺杂浓度大于第一掺杂区12的掺杂浓度。第二掺杂区8可以与晶体硅基底1的掺杂类型相同。且，第二掺杂区8的掺杂浓度大于晶体硅基底1的掺杂浓度，同时，第二掺杂区8的掺杂浓度大于第一掺杂区12的掺杂浓度。第二掺杂区88设置在晶体硅基底1的正面，与上述正面电极10对应的区域。第二掺杂区88的宽度，可以大于等于正面电极10的宽度。进而，正面电极10可以完全与第二掺杂区88接触，以形成良好的欧姆接触，进而能够从很大程度上降低接触电阻；避免了正面电极10直接接触晶体硅基底1而造成的接触区复合，能够从很大程度上提高电池开路电压和转换效率。
同时，第二掺杂区8与第一掺杂区12掺杂类型相同，且第二掺杂区8的掺杂浓度，大于第一掺杂区12的掺杂浓度。也就是说，第二掺杂区8周围掺杂形成了第一掺杂区12。第二掺杂区8与第一掺杂区12掺杂类型相同，且第二掺杂区8的掺杂浓度，大于第一掺杂区12的掺杂浓度，进而第二掺杂区8和第一掺杂区12形成了高低结，既能钝化电池正面的接触区，降低接触区表面复合，同时能与正面电极10形成良好的欧姆接触，进一步提高电池的开路电压和转换效率。
在本发明实施例中，可选的，参照图9所示，图9示出了本发明实施例中的第七种太阳电池的结构示意图。在上述图1、图4、图6、图7或图8的基础上，该太阳电池还可以包括：正面减反层9，形成于晶体硅基底1的正面，正面减反层9的厚度可以为2nm至5nm。上述正面减反层9能够从很大程度上减少正面入射光在晶体硅基底等表面的反射，同时，能够对第二掺杂区8与第一掺杂区12等形成良好的表面钝化。正面减反层9的材质，可以包括：氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮氧化铝、碳化硅、碳氧化硅、非晶硅中的至少一种。
在本发明实施中，正面电极10可以不与第一掺杂区1212接触，正面电极10可以只与掺杂浓度较高的第二掺杂区8接触，进而形成良好的欧姆接触，更大程度上降低接触电阻。
在本发明的太阳电池，在掺杂多晶硅层的背面还设有钝化层，并且钝化层中含有氮氧化铝层，氮氧化铝与三氧化二铝具有近乎等同的钝化能力，但氮氧化铝的沸点远低于三氧化二铝，易于被低功率的高能激光瞬间气化，从而更容易实现钝化层开膜，进而激光开膜时对掺杂多晶硅层的破坏程度大大降低，进而有利于提升背面钝化效果，有利于升高太阳电池的开路电压与填充因子，最终提高太阳电池的性能。假如采用三氧化二铝作为钝化层，由于三氧化二铝的沸点较高且化学性质稳定，很难被低功率的高能激光瞬间气化，使得在消融三氧化二铝钝化层形成激光开膜区的过程中，会同时消融掺杂多晶硅层，实际并不能提高太阳电池的性能。
参照图10，图10示出了本发明实施例中的一种太阳电池生产方法的步骤流程图。该方法可以应用于生产本发明提供的任一种太阳电池。该方法具体可以包括如下步骤：
步骤101，在晶体硅基底的背面形成隧穿层。
在本发明实施例中，遂穿层2的厚度在1nm-4nm，可以通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)通入硅烷笑气离化制备，同样可以采用硝酸(HNO3)湿法氧化、臭氧干法或热氧化方式，在晶体硅基底1的背面形成隧穿层2。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
如，硝酸湿法氧化可以为采用体积浓度为60％-70％的浓硝酸氧化晶体硅基底1的表面，控制温度为20℃-30℃，反应时间为5min，在晶体硅基底的背面形成一层厚度为1nm-4nm的隧穿层2。
在本发明实施例中，可选的，在上述步骤101之前，还可以包括：如下步骤：S1，利用碱溶液去除晶体硅基底1的损伤层，并对晶体硅基底1进行制绒。S2，在制绒后的晶体硅基底1的正面进行扩散，形成第一掺杂区12。S3，对第一掺杂区12表面进行激光掺杂，形成第二掺杂区8；或者，通过使用掩膜版，仍采用离子注入的方式形成第二掺杂区8。S4，去除前述步骤后的半成品正面的掺杂玻璃层，对半成品进行边绝缘和背面抛光。
具体的，S1中碱溶液可以为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，温度为40℃-85℃，pH值为8-11，浓度为1-3wt％，如，温度可以为80℃，pH值可以为8，浓度可以为1.5wt％。制绒后在晶体硅基底1双面形成1μm-8μm的金字塔绒面。如，形成2μm的金字塔绒面。
在S2中第一掺杂区12的掺杂的浓度可以为5×1018cm-3至9×1020cm-3，结深控制在0.2μm-3μm。如，可以在磷源高温扩散炉管中进行磷掺杂，温度为780℃，扩散时间为8min，然后通入氧气和氮气混合气体推结，形成磷掺杂第一掺杂区12。或者，温度为790℃，扩散时间为7min，然后通入氧气和氮气混合气体推结，形成磷掺杂第一掺杂区12。磷掺杂的浓度可以为×1019cm-3，结深控制在0.3μm，方阻控制在100-150Ω/sq。
S3中的激光掺杂可以利用纳秒激光器或皮秒激光器，激光掺杂宽度可以为50μm-300μm；如，掺杂宽度可以为55-80μm。激光掺杂形式采用连续或非连续掺杂图形，激光掺杂后掺杂区域方块电阻在20Ω-60Ω/sq。
S4中可以利用氢氟酸(HF)溶液去除掺杂玻璃层，采用HF与硝酸(HNO3)的混酸溶液对硅片进行边绝缘和背面抛光。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
步骤102，在所述隧穿层的背面形成掺杂多晶硅层，以使所述掺杂多晶硅层与所述晶体硅基底形成背面异质结。
在本发明实施例中，可以先在在隧穿层2的背面形成非晶硅薄膜层，非晶硅薄膜层的厚度可以控制在150nm至200nm，然后通过高温退火，使非晶硅薄层晶化成多晶硅薄层3。掺杂多晶硅层3与晶体硅基底1形成背面异质结。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
具体的，可以通过PECVD设备通入硅烷与硼烷气体离化在隧穿层2的背面形成非晶硅薄层。或者，可以通过PECVD设备通入硅烷与磷烷气体离化在隧穿层2的背面形成非晶硅薄层。然后，进行高温退火使非晶硅薄层晶化成多晶硅薄层3。该高温退火可以是使用高温炉管，在氮气的氛围下，对形成有非晶硅薄层的晶体硅基底进行加热，控制温度为850-1100℃，退火时间可以为20min至40min。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
在本发明实施例中，可选的，在上述步骤102之后，还可以继续对步骤102处理后的半成品采用热氧的方式在正面形成一层正面减反层9。该热氧具体为在氧气氛围下对102处理后的半成品的表面进行加热，控制温度为500-700℃，时间不超过30min，完成热氧化。或者，采用PECVD的方式在正面沉积一层正面减反层9，厚度可以为75nm。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
步骤103，在所述掺杂多晶硅层的背面形成钝化层；所述钝化层至少包括含铝钝化层，所述含铝钝化层为氮氧化铝层。
在本发明实施例中，可以采取等离子加强原子层沉积(PE-ALD)和/或等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)等，在掺杂多晶硅层3的背面形成氮氧化铝层4。
在本发明实施例中，可选的，所述氮氧化铝层通过等离子加强原子层沉积和/或等离子体增强化学气相沉积形成。
具体的，在掺杂多晶硅层3的背面，采用等离子加强原子层沉积形成氮氧化铝层4；和/或，在掺杂多晶硅层3的背面，通过等离子体增强化学气相沉积形成氮氧化铝层4。
可选的，还可在氮氧化铝层的背面形成氮化硅层5。在本发明实施例中，可以采用等离子体增强化学气相沉积法或磁控溅射法等，在氮氧化铝层4的背面形成氮化硅层5。
步骤104，在所述钝化层的预设区域照射激光，形成穿透所述钝化层的至少一个激光开膜区，露出所述掺杂多晶硅层。
在本发明实施例中，具体的，可以在在钝化层的预设区域照射激光，将上述预设区域的钝化层消融或穿透，形成穿透钝化层的至少一个激光开膜区，露出掺杂多晶硅层3。如，可以将钝化层中的氮氧化铝层4消融或穿透，形成穿透氮氧化铝层4的至少一个激光开膜区。
在本发明实施例中，可选的，所述激光采用紫外皮秒激光器获得。具体的，可以采用紫外皮秒激光器，在低功率下，如小于等于5w情况下，在钝化层的预设区域照射激光，将预设区域的氮氧化铝层4瞬间汽化，形成穿透氮氧化铝层4的至少一个激光开膜区，露出掺杂多晶硅层3。
在本发明实施例中，可选的，该激光的功率小于等于5w，进而在低功率下，即可瞬间汽化氮氧化铝层4，对掺杂多晶硅层3的伤害较小。
步骤105，至少在所述激光开膜区中，形成背面电极。
在本发明实施例中，具体的，可以采用丝网印刷方法至少在激光开膜区中印刷电极浆料和栅线，然后烧结，形成背面电极。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
在本发明实施例中，所述至少在所述激光开膜区中，形成背面电极，可以包括：至少在所述激光开膜区中丝网印刷含银电极浆料和铝浆栅线并烧结，形成背面电极。
具体的，先至少在激光开膜区中印刷含银电极浆料，接着印刷接触型铝浆形成铝浆栅线，烧结形成背面电极。该印刷接触型铝浆可以为东洋TTC-09接触型铝浆。
在本发明实施例中，在上述步骤105中烧结之前，还可以继续在晶体硅基底1的正面印刷正面栅线和电极浆料，然后进行烧结，得到太阳电池。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
在本发明实施例中，在掺杂多晶硅层的背面还设有钝化层，并且钝化层中含有氮氧化铝层，氮氧化铝与三氧化二铝具有近乎等同的钝化能力，但氮氧化铝的沸点远低于三氧化二铝，易于被低功率的高能激光瞬间气化，从而更容易实现钝化层开膜，进而，激光开膜时对掺杂多晶硅层的破坏程度大大降低，进而有利于提升背面钝化效果，有利于升高太阳电池的开路电压与填充因子，最终提高太阳电池的性能。假如采用三氧化二铝作为钝化层，由于三氧化二铝的沸点较高且化学性质稳定，很难被低功率的高能激光瞬间气化，使得在消融三氧化二铝钝化层形成激光开膜区的过程中，会同时消融掺杂多晶硅层，实际并不能提高太阳电池的性能。
在本发明实施例中，可选的，太阳电池生产方法至少还可以通过下述三种方式制得。
方式一可以包括如下步骤：
(1)在碱溶液中，去除晶体硅基底1的损伤层，并对晶体硅基底1进行制绒，碱溶液温度为80℃，pH值8为，浓度为1.5％，制绒后在晶体硅基底1双面形成2μm的金字塔绒面。
(2)在磷源高温扩散炉管中进行磷掺杂，温度为780℃，扩散时间为8min，然后通入氧气和氮气混合气体推结，形成磷掺杂N+第一掺杂区12，磷掺杂的浓度为5×1019cm-3，结深控制在0.3μm，方阻控制在100-150Ω/sq；
(3)对磷掺杂N+第一掺杂区12表面进行激光掺杂，形成激光重掺杂N++第二掺杂区8；激光掺杂利用纳秒激光器，激光掺杂宽度为55-80μm；
(4)利用HF溶液去除磷硅玻璃层，采用HF与HNO3混酸溶液对步骤(3)得到的半成品进行边绝缘和背面抛光。
(5)采用PECVD的方式，通入硅烷与笑气沉积隧穿层2，隧穿层2的厚度控制在2nm-3nm；仍采用PECVD的方式，通入硅烷与硼烷离化沉积掺硼非晶硅薄膜，非晶硅薄膜厚度控制在250-300nm；
(6)使用高温炉管，在氮气氛围下进行退火处理，退火温度控制在850-950℃，退火时间控制在20-30min，使掺硼非晶硅薄膜晶化成掺杂多晶硅层3；随后降温至600℃，通入大量氧气，在晶体硅基底1正面生长一层二氧化硅钝化层，二氧化硅钝化层厚度控制在2-5nm；
(7)采用PE-ALD技术在掺杂多晶硅层3上生长一层氮氧化铝层4，氮氧化铝厚度控制在3-6nm；
(8)采用采用PECVD的方式在氮氧化铝层4的背面，沉积一层氮化硅层5，厚度为65nm；
(9)采用采用PECVD的方式在晶体硅基底1的正面，沉积一层氢化氮化硅正面减反射层9，厚度为75nm；
(10)在电池片背面进行激光开窗，将掺硼掺杂多晶硅层3露出；
(11)采用丝网印刷方法先在硅片背面印刷含银电极浆料，接着印刷背面TTC-09铝浆栅线，随后印刷正面含银栅线、电极浆料，并进行烧结。
方式二可以包括如下步骤：
(1)在碱溶液中，去除晶体硅基底1的损伤层，并对晶体硅基底1进行制绒，碱溶液温度为80℃，pH值8为，浓度为1.5％，制绒后在晶体硅基底1双面形成2μm的金字塔绒面；
(2)在磷源高温扩散炉管中进行磷掺杂，温度为790℃，扩散时间为7min，然后通入氧气和氮气混合气体推结，形成磷掺杂N+第一掺杂区12，磷掺杂的浓度为3×1019cm-3，结深控制在0.3μm，方阻控制在100-150Ω/sq；
(3)对磷掺杂N+第一掺杂区12表面进行激光掺杂，形成激光重掺杂N++第二掺杂区8；激光掺杂利用纳秒激光器，激光掺杂宽度为55-80μm；
(4)利用HF溶液去除磷硅玻璃层，采用HF与HNO3混酸溶液对步骤(3)得到的半成品进行边绝缘和背面抛光。
(5)采用体积浓度为60％-70％的浓硝酸氧化硅片的表面，控制温度为20℃-30℃，反应时间为5min，在硅片表面形成一层厚度为2-3nm的隧穿层2；
(6)采用PECVD的方式，通入硅烷与硼烷离化沉积掺硼非晶硅薄膜，非晶硅薄膜厚度控制在150-200nm；使用高温炉管，在氮气氛围下进行退火处理，退火温度控制在850-950℃，退火时间控制在20-30min，使掺硼非晶硅薄膜晶化成掺杂多晶硅层3；
(7)随后降温至600℃，通入大量氧气，在硅片正面生长一层二氧化硅钝化层，二氧化硅钝化层厚度控制在2-5nm；
(8)采用PECVD的方式在掺硼掺杂多晶硅层3上沉积一层氮氧化铝层4，氧化铝层4的厚度控制在3-6nm；
(9)采用采用PECVD的方式在硅片的背面面沉积一层氮化硅层5，厚度为60nm；
(10)采用采用PECVD的方式在硅片的正面面沉积一层氢化氮化硅正面减反射层9，厚度为75nm；
(11)在电池片背面进行激光开窗，将掺硼掺杂多晶硅层3露出；
(12)采用丝网印刷方法先在硅片背面印刷含银电极浆料，接着背面印刷TTC-09铝浆栅线，随后印刷正面含银栅线、电极浆料，并进行烧结。
方式三可以包括如下步骤：
(1)在碱溶液中，去除晶体硅基底1的损伤层，并对晶体硅基底1进行制绒，碱溶液温度为80℃，pH值8为，浓度为1.5％，制绒后在晶体硅基底1双面形成2μm的金字塔绒面；
(2)采用离子注入的方式进行磷掺杂，形成磷掺杂N+第一掺杂区12，表面磷掺杂的浓度为3×1019cm-3，结深控制在0.2μm，方阻控制在100-150Ω/sq；
(3)通过使用掩膜版，仍采用离子注入的方式进行选择性形成激光重掺杂N++第二掺杂区8；重掺杂宽度为55-80μm；
(4)利用HF溶液去除磷硅玻璃层，采用HF与HNO3混酸溶液对步骤(3)得到的半成品进行边绝缘和背面抛光。
(5)采用臭氧氧化的方式在硅片表面形成一层厚度为2-3nm隧穿层2；
(6)采用PECVD的方式，通入硅烷与硼烷离化沉积掺硼非晶硅薄膜，非晶硅薄膜厚度控制在200nm；
(7)使用高温炉管，在氮气氛围下进行退火处理，退火温度控制在850-950℃，退火时间控制在20-30min，使掺硼非晶硅薄膜晶化成掺杂多晶硅层3；
(8)采用PECVD的方式在掺杂多晶硅层3上沉积一层氮氧化铝层4，氧化铝层4的厚度控制在3-6nm；
(9)采用采用PECVD的方式在硅片的背面沉积一层氮化硅层5，厚度为60nm；
(10)采用采用PECVD的方式在晶体硅基底1的正面，沉积一层氢化氮化正面减反射层9，厚度为75nm；
(11)在电池片背面采用皮秒紫外激光进行局部开窗，将掺杂多晶硅层3露出；
(12)采用丝网印刷方法先在硅片背面，印刷含银电极浆料，接着背面印刷TTC-09铝浆栅线，随后印刷正面含银栅线、电极浆料，并进行烧结。
需要说明的是，针对上述方法实施例而言，太阳电池的各层或各区域相关部分，可以参照前述太阳电池实施例中的相关部分，为了避免重复，此处不再赘述。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定都是本申请实施例所必须的。
本发明还提供一种光伏组件，该光伏组件包括本发明提供的任一项所述的太阳电池。如，包括图1、图4、图6、图7、图8或图9所述的太阳电池。该光伏组件并能达到与前述太阳电池相同的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。
图11示出了本发明实施例的一种太阳电池生产设备的结构示意图。
如图11所示，本发明实施例提供的一种太阳电池生产设备可以包括：接口71、处理器72、存储器73及总线74；其中，所述总线74，用于实现所述接口71、所述处理器72和所述存储器73之间的连接通信；所述存储器73存储有可执行程序，所述处理器72，用于执行所述存储器73中存储的可执行程序，以实现如图5，或实施例中的太阳电池生产的步骤，并能达到相同或相似的效果，为了避免重复，此处不再赘述。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个可执行程序，所述一个或者多个可执行程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如图5，或实施例中的太阳电池生产的步骤，并能达到相同或相似的效果，为了避免重复，此处不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (12)

1.一种太阳电池，其特征在于，包括：
晶体硅基底；
隧穿层；形成于所述晶体硅基底的背面；
掺杂多晶硅层，形成于所述隧穿层的背面；所述掺杂多晶硅层与所述晶体硅基底形成背面异质结；
钝化层，形成于所述掺杂多晶硅层的背面；所述钝化层上开设有激光开膜区；所述钝化层至少包括含铝钝化层，所述含铝钝化层为氮氧化铝层；
背面电极，所述背面电极通过所述激光开膜区与所述掺杂多晶硅层接触；
以及正面电极，所述正面电极形成于所述晶体硅基底的正面；
其中，所述钝化层还包括氧化硅层；所述氧化硅层位于所述氮氧化铝层与所述掺杂多晶硅层之间。
2.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述氮氧化铝层中氮元素的质量含量小于等于10％。
3.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述氮氧化铝层的厚度为3nm至20nm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳电池，其特征在于，所述钝化层还包括氮化硅层；所述氮化硅层位于所述氮氧化铝层远离所述掺杂多晶硅层的一侧表面。
5.根据权利要求1-3任一项所述的太阳电池，其特征在于，所述晶体硅基底的正面形成有第一掺杂区以形成前表面场。
6.根据权利要求5所述的太阳电池，其特征在于，所述晶体硅基底的正面对应所述正面电极的区域形成有第二掺杂区；所述第二掺杂区的掺杂浓度大于所述第一掺杂区的掺杂浓度。
7.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，在所述激光开膜区内的所述背面电极由接触型电极浆料烧结而成。
8.一种太阳电池生产方法，其特征在于，所述方法包括：
在晶体硅基底的背面形成隧穿层；
在所述隧穿层的背面形成掺杂多晶硅层，以使所述掺杂多晶硅层与所述晶体硅基底形成背面异质结；
在所述掺杂多晶硅层的背面形成钝化层；所述钝化层至少包括含铝钝化层，所述含铝钝化层为氮氧化铝层；在所述钝化层的预设区域照射激光，形成穿透所述钝化层的至少一个激光开膜区，露出所述掺杂多晶硅层；
至少在所述激光开膜区中，形成背面电极；
在所述晶体硅基底的正面形成正面电极；
其中，所述钝化层还包括氧化硅层；所述氧化硅层位于所述氮氧化铝层与所述掺杂多晶硅层之间。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述氮氧化铝层通过等离子加强原子层沉积和/或等离子体增强化学气相沉积形成。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述激光采用紫外皮秒激光器获得。
11.根据权利要求8或10所述的方法，其特征在于，所述激光的功率小于等于5w。
12.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括权利要求1-7任一项所述的太阳电池。
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