CN110600577A - 一种异质结太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种异质结太阳能电池，所述异质结太阳能电池包括：单晶硅片；设置在所述单晶硅片上的本征薄膜；设置在所述本征薄膜上的掺杂层；设置在所述掺杂层上的透明导电氧化物薄膜；以及设置在所述透明导电氧化物薄膜上的电极；其中，所述单晶硅片至少一面上的所述掺杂层包括不同掺杂浓度的掺杂区，并且所述不同掺杂浓度的掺杂区均与所述透明导电氧化物薄膜相接触。本申请还公开了一种制备异质结太阳能电池的方法。本申请的异质结太阳能电池的掺杂层由不同掺杂浓度的掺杂区结合形成，提高了Voc、掺杂层的导电性和电池的填充因子(FF)，同时保证了更高的光透过率，提高了短路电流(Isc)，最终提高了电池效率。

Description

一种异质结太阳能电池及其制备方法
技术领域
本申请涉及但不限于太阳能电池技术领域，特别涉及但不限于一种异质结太阳能电池及其制备方法。
背景技术
高效太阳能电池是未来产业的一个趋势，高效电池可以提升单位面积的发电量，还可以降低安装成本，可以进一步地提升新能源的市场占有率。高效a-Si/c-Si异质结太阳能电池以其高的光电转换效率和低的温度系数，有望成为未来的主流光伏技术之一，所以其越来越受到众多用户的欢迎。日本Panasonic-Sanyo商业规模的HIT(Heterojunctionwith Intrinsic Thinlayer)异质结电池的最高电池效率已达24.7％。
常规异质结电池的PN结构为a-Si:H(p)/a-Si/c-Si/a-Si/a-Si:H(n)，其制备方法目前为：以n型(以n型为例)单晶硅片c-Si为衬底，在经过清洗制绒的n型c-Si正面依次沉积厚度为5～10nm的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)、p型非晶薄膜(p-a-Si:H)，从而形成p-n异质结。在硅片背面依次沉积厚度为5～10nm的i-a-Si:H薄膜、n型非晶硅薄膜(n-a-Si:H)形成背表面场。在掺杂a-Si:H薄膜的两侧，再沉积透明导电氧化物薄膜(TCO)，最后通过丝网印刷技术在两侧的顶层形成金属电极。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请的发明人在从事异质结电池研究的过程中，深入地发现在制备异质结电池的时候，本征非晶硅薄膜起着钝化的关键效果，可以有效地钝化硅片表面的悬挂键，提高Voc(开路电压)。但是要达到好的钝化效果，需要高质量的、足够厚的本征非晶硅薄膜。虽然足够厚度的本征非晶硅薄膜可以达到好的钝化效果，提高Voc，但是本征非晶硅薄膜本身具有一定的吸光性，太厚的本征非晶硅薄膜会吸收部分太阳光，使到达硅片的太阳光减少，从而大大降低Isc(短路电流)。
同时，在制备异质结电池的时候，提高n(p)型非晶硅薄膜的掺杂浓度，增加其厚度可以增强PN结的内建电场，提高Voc，同时提高n(p)型非晶硅薄膜的导电性，提高FF(填充因子)。但是过高的掺杂浓度也会促使杂质扩散进本征层内，从而降低本征层的钝化效果，降低Voc，同时过多的杂质也会引入缺陷，复合光生载流子，降低Isc(短路电流)；太厚的n(p)型非晶硅薄膜会吸收部分太阳光，使到达硅片的太阳光减少，从而大大降低Isc(短路电流)。
因此，通过提高本征非晶硅薄膜的厚度、提高n(p)型非晶硅薄膜的掺杂浓度和厚度去提高异质结太阳能电池效率的途径是行不通的。
本申请提供了一种导电性好，吸光率高，开路电压、短路电流和填充因子均较高的异质结太阳能电池及其制备方法。
具体地，本申请提供了一种异质结太阳能电池，所述异质结太阳能电池包括：
单晶硅片；
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面上的本征薄膜；
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面的所述本征薄膜上的掺杂层；
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面的所述掺杂层上的透明导电氧化物薄膜；以及
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面的所述透明导电氧化物薄膜上的电极；
其中，所述单晶硅片的第一面和/或第二面的所述掺杂层包括不同掺杂浓度的掺杂区，并且所述不同掺杂浓度的掺杂区均与所述透明导电氧化物薄膜相接触。
在一些实施方式中，所述不同掺杂浓度的掺杂区可以包括A掺杂区和B掺杂区，所述A掺杂区的掺杂浓度小于所述B掺杂区的掺杂浓度，并且所述B掺杂区的位置与所述异质结太阳能电池的电极的位置相对应。
在一些实施方式中，所述A掺杂区可以设置在所述异质结太阳能电池的本征薄膜上并且位于非电极区域，所述B掺杂区可以设置在所述本征薄膜上并且位于电极区域。
在一些实施方式中，所述A掺杂区可以设置在所述异质结太阳能电池的本征薄膜上，所述B掺杂区可以设置在所述A掺杂区上并且位于电极区域。
在一些实施方式中，所述A掺杂区可以为n型掺杂区(即磷(P)掺杂的掺杂区)，其掺杂浓度可以为108～1017/cm3，所述B掺杂区为n型掺杂区，其掺杂浓度可以为1016～1019/cm3；或者，所述A掺杂区可以为p型掺杂区(即硼(B)掺杂的掺杂区)，其掺杂浓度可以为108～1016/cm3，所述B掺杂区为p型掺杂区，其掺杂浓度可以为1015～1021/cm3。
在一些实施方式中，在所述异质结太阳能电池的第一面和第二面上，也可以采用不同的方式设置A掺杂区和B掺杂区。为了进行区分，将所述异质结太阳能电池第一面的掺杂浓度小的掺杂区命名为A掺杂区，掺杂浓度大的掺杂区命名为B掺杂区，将所述异质结太阳能电池第二面的掺杂浓度小的掺杂区命名为A’掺杂区，掺杂浓度大的掺杂区命名为B’掺杂区，具体地：在所述异质结太阳能电池的第一面上，所述A掺杂区可以设置在所述本征薄膜上并且位于非电极区域，所述B掺杂区可以设置在所述本征薄膜上并且位于电极区域；在所述异质结太阳能电池的第二面上，所述A’掺杂区可以设置在所述异质结太阳能电池的本征薄膜上，所述B’掺杂区可以设置在所述A’掺杂区上并且位于电极区域。
在一些实施方式中，所述A掺杂区可以为n型掺杂区，其掺杂浓度可以为108～1017/cm3，所述B掺杂区为n型掺杂区，其掺杂浓度可以为1016～1019/cm3，所述A’掺杂区为p型掺杂区，其掺杂浓度可以为108～1016/cm3，所述B’掺杂区为p型掺杂区，其掺杂浓度可以为1015～1021/cm3；或者，所述A掺杂区可以为p型掺杂区，其掺杂浓度可以为108～1016/cm3，所述B掺杂区为p型掺杂区，其掺杂浓度可以为1015～1021/cm3，所述A’掺杂区为n型掺杂区，其掺杂浓度可以为108～1017/cm3，所述B’掺杂区为n型掺杂区，其掺杂浓度可以为1016～1019/cm3。
在一些实施方式中，所述A掺杂区(A’掺杂区)的厚度可以为1～15nm，所述B掺杂区(B’掺杂区)的厚度可以为1～25nm。
在一些实施方式中，所述异质结太阳能电池一面的掺杂层可以包括不同掺杂浓度的掺杂区，另一面的掺杂层可以不包括不同掺杂浓度的掺杂区，即采用本领域常见的掺杂浓度相同的掺杂层。
在一些实施方式中，所述掺杂层可以为非晶硅掺杂层(a-Si:H n(p))或者微晶硅掺杂层(nc-Si:H n(p))。
在一些实施方式中，所述单晶硅片可以为n型单晶硅片或p型单晶硅片。
在一些实施方式中，所述单晶硅片的厚度可以为50～300μm。
在一些实施方式中，所述本征薄膜可以为本征非晶硅薄膜。
在一些实施方式中，所述本征薄膜的厚度可以为1～20nm。
在一些实施方式中，所述第一电极和所述第二电极可以为金属栅线电极。
本申请还提供了一种制备异质结太阳能电池的方法，所述方法包括：
在单晶硅片的第一面上沉积第一本征薄膜；
在所述第一本征薄膜上沉积A掺杂区和B掺杂区，所述A掺杂区的掺杂浓度小于所述B掺杂区的掺杂浓度，使得在所述第一本征薄膜上形成第一掺杂层；
在所述第一掺杂层上沉积第一透明导电氧化物薄膜，并使所述A掺杂区和所述B掺杂区均与所述第一透明导电氧化物薄膜相接触；
在所述第一透明导电氧化物薄膜上与所述B掺杂区相对应的位置处设置第一电极；
在单晶硅片的第二面上沉积第二本征薄膜；
在所述第二本征薄膜上沉积第二掺杂层；
在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电氧化物薄膜；
在所述第二透明导电氧化物薄膜上设置第二电极。
在一些实施方式中，在所述第一本征薄膜上沉积A掺杂区和B掺杂区的步骤可以包括：
先在所述第一本征薄膜的非电极区域沉积所述A掺杂区，再在所述第一本征薄膜的电极区域沉积所述B掺杂区，或者，先在所述第一本征薄膜的电极区域沉积所述B掺杂区，再在所述第一本征薄膜的非电极区域沉积所述A掺杂区；
或者，先在所述第一本征薄膜上沉积所述A掺杂区，再在所述第一A掺杂区的电极区域沉积所述B掺杂区。
在一些实施方式中，在所述第二本征薄膜上沉积第二掺杂层、第二透明导电氧化物薄膜和在所述第二透明导电氧化物薄膜上设置第二电极的步骤可以包括：
在所述第二本征薄膜上沉积A’掺杂区和B’掺杂区，所述A’掺杂区的掺杂浓度小于所述B’掺杂区的掺杂浓度，使得在所述第二本征薄膜上形成第二掺杂层；
在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电氧化物薄膜，并使所述A’掺杂区和所述B’掺杂区均与所述第二透明导电氧化物薄膜相接触；
在所述第二透明导电氧化物薄膜上与所述B’掺杂区相对应的位置处设置第二电极。
在一些实施方式中，在所述第二本征薄膜上沉积A’掺杂区和B’掺杂区的步骤可以包括：
先在所述第二本征薄膜的非电极区域沉积所述A’掺杂区，再在所述第二本征薄膜的电极区域沉积所述B’掺杂区，或者，先在所述第二本征薄膜的电极区域沉积所述B’掺杂区，再在所述第二本征薄膜的非电极区域沉积所述A’掺杂区；
或者，先在所述第二本征薄膜上沉积所述A’掺杂区，再在所述A’掺杂区的电极区域沉积所述B’掺杂区。
在一些实施方式中，可以采用本领域中已知的等离子体化学气相沉积法(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)沉积所述A掺杂区、所述B掺杂区、所述A’掺杂区和所述B’掺杂区。
在本申请中，术语“本征薄膜的电极区域”、“A(A’)掺杂区的电极区域”指的是本征薄膜、A(A’)掺杂区上的与电极所在位置相对应的区域，“本征薄膜的非电极区域”指的是本征薄膜上的除了电极区域之外的区域。
在一些实施方式中，所述第二掺杂层可以不包括A’掺杂区和B’掺杂区，而采用本领域常见的异质结太阳能电池的掺杂层，可以采用常见的掺杂浓度。
本申请通过两次沉积掺杂层，在异质结太阳能电池的本征薄膜上形成了不同掺杂浓度的掺杂区相结合的掺杂层。其中，掺杂浓度较大的B掺杂区与透明导电氧化物薄膜、电极相结合，形成良好的欧姆接触，增强了PN结的内建电场，提高了Voc，同时提高了掺杂层的导电性和电池的填充因子(FF)；电极区域以外的掺杂浓度较小的A掺杂区可以保证更高的光透过率，可以提高短路电流(Isc)，最终提高电池效率。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例1的异质结太阳能电池的结构示意图。
图2为本申请实施例1的异质结太阳能电池的B掺杂区(B’掺杂区)的设置示意图。
图3为图2的局部放大图。
图4为本申请实施例1的异质结太阳能电池的A掺杂区(A’掺杂区)的设置示意图。
图5为图4的局部放大图。
图6为本申请实施例2的异质结太阳能电池的A掺杂区(A’掺杂区)的设置示意图。
图7为本申请实施例2的异质结太阳能电池的A掺杂区(A’掺杂区)和B掺杂区(B’掺杂区)的设置示意图。
图8为图7的局部放大图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本申请实施例提供了一种异质结太阳能电池，所述异质结太阳能电池包括：
单晶硅片；
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面上的本征薄膜；
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面的所述本征薄膜上的掺杂层；
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面的所述掺杂层上的透明导电氧化物薄膜；以及
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面的所述透明导电氧化物薄膜上的电极；
其中，所述单晶硅片的第一面和/或第二面的所述掺杂层包括不同掺杂浓度的掺杂区，并且所述不同掺杂浓度的掺杂区均与所述透明导电氧化物薄膜相接触。
本申请实施例的异质结太阳能电池具有由不同掺杂浓度的掺杂区相结合形成的掺杂层。其中，掺杂浓度大的掺杂区通过透明导电氧化物薄膜与电极相结合，形成良好的欧姆接触，增强了PN结的内建电场，提高了Voc，同时提高了掺杂层的导电性和电池的填充因子(FF)；掺杂浓度较小的掺杂区可以防止杂质扩散进本征薄膜内，同时，掺杂浓度较小的掺杂区的厚度较小，透光率较大，可以保证更高的光透过率，可以提高短路电流(Isc)，最终提高电池效率。
所述不同掺杂浓度的掺杂区可以包括A掺杂区和B掺杂区，所述A掺杂区的掺杂浓度小于所述B掺杂区的掺杂浓度，并且所述B掺杂区的位置与所述电极的位置相对应。
A掺杂区和B掺杂区的设置方式可以为：
所述A掺杂区设置在所述异质结太阳能电池的本征薄膜上并且位于非电极区域，所述B掺杂区设置在所述本征薄膜上并且位于电极区域，使得所述A掺杂区与所述B掺杂区交替错开；或者，
所述A掺杂区设置在所述异质结太阳能电池的本征薄膜上，所述B掺杂区设置在所述A掺杂区上并且位于电极区域，使得所述A掺杂区与所述B掺杂区层叠设置。
所述A掺杂区可以为n型掺杂区(即磷(P)掺杂的掺杂区)，其掺杂浓度可以为108～1017/cm3，所述B掺杂区为n型掺杂区，其掺杂浓度可以为1016～1019/cm3；或者，所述A掺杂区可以为p型掺杂区(即硼(B)掺杂的掺杂区)，其掺杂浓度可以为108～1016/cm3，所述B掺杂区为p型掺杂区，其掺杂浓度可以为1015～1021/cm3。
也可以采用如上所述的交替和层叠相结合的方式，分别在所述异质结太阳能电池的第一面设置掺杂浓度小的A掺杂区和掺杂浓度大的B掺杂区，在第二面设置掺杂浓度小的A’掺杂区和掺杂浓度大的B’掺杂区。具体地，在所述异质结太阳能电池的第一面上，所述A掺杂区设置在所述本征薄膜上并且位于非电极区域，所述B掺杂区设置在所述本征薄膜上并且位于电极区域；在所述异质结太阳能电池的第二面上，所述A’掺杂区设置在所述本征薄膜上，所述B’掺杂区设置在所述A’掺杂区上并且位于电极区域。
所述A掺杂区和所述B掺杂区均为n型掺杂区，所述A’掺杂区和所述B’掺杂区均为p型掺杂区；或者，所述A掺杂区和所述B掺杂区均为p型掺杂区，所述A’掺杂区和所述B’掺杂区均为n型掺杂区。
所述A掺杂区可以为n型掺杂区，其掺杂浓度可以为108～1017/cm3，所述B掺杂区可以为n型掺杂区，其掺杂浓度可以为1016～1019/cm3，所述A’掺杂区为p型掺杂区，其掺杂浓度可以为108～1016/cm3，所述B’掺杂区为p型掺杂区，其掺杂浓度可以为1015～1021/cm3；或者，所述A掺杂区可以为p型A掺杂区，其掺杂浓度可以为108～1016/cm3，所述B掺杂区可以为p型B掺杂区，其掺杂浓度可以为1015～1021/cm3，所述A’掺杂区为n型掺杂区，其掺杂浓度可以为108～1017/cm3，所述B’掺杂区为n型掺杂区，其掺杂浓度可以为1016～1019/cm3。掺杂区的掺杂浓度对电池的光透过率和导电性有影响，提高掺杂区的掺杂浓度可以提高电池的导电性，但会降低电池的光透过率，综合考虑电池的光透过率和导电性，选择n型A掺杂区的掺杂浓度为108～1017/cm3、n型B掺杂区的掺杂浓度为1016～1019/cm3、p型A掺杂区的掺杂浓度为108～1016/cm3、p型B掺杂区的掺杂浓度为1015～1021/cm3时可以获得较高的电池效率。
所述A掺杂区(A’掺杂区)的厚度可以为1～15nm，所述B掺杂区(B’掺杂区)的厚度可以为1～25nm。厚度较小的A掺杂区(A’掺杂区)可以提高电池的光透过率；当B掺杂区(B’掺杂区)的厚度较大时可以增强PN结的内建电场，提高Voc，同时提高掺杂层的导电性，提高FF(填充因子)，但厚度过大会降低光透过率，综合考虑上述各项性能，当A掺杂区(A’掺杂区)厚度为1～15nm，B掺杂区(B’掺杂区)的厚度为1～25nm时，可以使各项性能均较好，提高电池效率。
所述异质结太阳能电池一面的掺杂层可以包括不同掺杂浓度的掺杂区，另一面的掺杂层可以不包括不同掺杂浓度的掺杂区，即采用本领域常见的掺杂浓度相同的掺杂层。
所述掺杂层可以为非晶硅掺杂层(a-Si:H n(p))或者微晶硅掺杂层(nc-Si:H n(p))。
所述单晶硅片可以为n型单晶硅片或p型单晶硅片，其厚度可以为50～300μm。
所述本征薄膜的厚度为1～20nm。当本征薄膜的厚度较大时可以达到好的钝化效果，提高Voc，但厚度过大会降低光透过率，综合考虑上述各项性能，当本征薄膜的厚度为1～20nm时，可以使各项性能均较好，提高电池效率。
所述本征薄膜可以为本征非晶硅薄膜。
所述第一电极和所述第二电极可以为金属栅线电极。
本申请实施例还提供了一种制备异质结太阳能电池的方法，所述方法可以包括：
在单晶硅片的第一面上沉积第一本征薄膜；
在所述第一本征薄膜上沉积A掺杂区和B掺杂区，所述A掺杂区的掺杂浓度小于所述B掺杂区的掺杂浓度，使得在所述第一本征薄膜上形成第一掺杂层；
在所述第一掺杂区上沉积第一透明导电氧化物薄膜，并使所述A掺杂区和所述B掺杂区均与所述第一透明导电氧化物薄膜相接触；
在所述第一透明导电氧化物薄膜上与所述B掺杂区相对应的位置处设置第一电极；
在单晶硅片的第二面上沉积第二本征薄膜；
在所述第二本征薄膜上沉积第二掺杂层；
在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电氧化物薄膜；
在所述第二透明导电氧化物薄膜上设置第二电极。
在所述第一本征薄膜上沉积A掺杂区和B掺杂区的步骤可以包括：
先在所述第一本征薄膜的非电极区域沉积所述A掺杂区，再在所述第一本征薄膜的电极区域沉积所述B掺杂区，或者，先在所述第一本征薄膜的电极区域沉积所述B掺杂区，再在所述第一本征薄膜的非电极区域沉积所述A掺杂区；
或者，先在所述第一本征薄膜上沉积所述A掺杂区，再在所述A掺杂区的电极区域沉积所述B掺杂区。
在所述第二本征薄膜上沉积第二掺杂层、第二透明导电氧化物薄膜和在所述第二透明导电氧化物薄膜上设置第二电极的步骤可以包括：
在所述第二本征薄膜上沉积A’掺杂区和B’掺杂区，所述A’掺杂区的掺杂浓度小于所述B’掺杂区的掺杂浓度，使得在所述第二本征薄膜上形成第二掺杂层；
在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电氧化物薄膜，并使所述A’掺杂区和所述B’掺杂区均与所述第二透明导电氧化物薄膜相接触；
在所述第二透明导电氧化物薄膜上与所述B’掺杂区相对应的位置处设置第二电极。
在所述第二本征薄膜上沉积A’掺杂区和B’掺杂区的步骤可以包括：
先在所述第二本征薄膜的非电极区域沉积所述A’掺杂区，再在所述第二本征薄膜的电极区域沉积所述B’掺杂区，或者，先在所述第二本征薄膜的电极区域沉积所述B’掺杂区，再在所述第二本征薄膜的非电极区域沉积所述A’掺杂区，使得所述A’掺杂区与所述B’掺杂区交替错开；
或者，先在所述第二本征薄膜的整个表面上沉积所述A’掺杂区，再在所述A’掺杂区的电极区域沉积所述B’掺杂区。
可以采用等离子体化学气相沉积法沉积所述A掺杂区、所述B掺杂区、所述A’掺杂区和所述B’掺杂区。
在其他实施例中，所述第二掺杂层可以不包括A’掺杂区和B’掺杂区，而采用本领域常见的异质结太阳能电池的掺杂层，可以采用常见的掺杂浓度。
以下为异质结太阳能电池及其制备方法的具体实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例的异质结太阳能电池包括：单晶硅片1、第一本征薄膜2、第二本征薄膜3、第一掺杂层4、第二掺杂层5、第一透明导电氧化物薄膜6、第二透明导电氧化物薄膜7、第一电极8和第二电极9。所述单晶硅片1具有第一面和第二面，所述第一本征薄膜2、所述第一掺杂层4、所述第一透明导电氧化物薄膜6和所述第一电极8沿远离所述单晶硅片1的方向依次设置在所述单晶硅片1的第一面上，所述第二本征薄膜3、所述第二掺杂层5、所述第二透明导电氧化物薄膜7和所述第二电极9沿远离所述单晶硅片1的方向依次设置在所述单晶硅片1的第二面上。
所述第一掺杂层4由B掺杂区4-1和A掺杂区4-2组成，所述第二掺杂层5由B’掺杂区5-1和A’掺杂区5-2组成，所述A掺杂区4-2的掺杂浓度小于所述B掺杂区4-1的掺杂浓度，所述A’掺杂区5-2的掺杂浓度小于所述B’掺杂区5-1的掺杂浓度。如图2-3所示，B掺杂区4-1设置在所述第一本征薄膜上并且位于第一本征薄膜的电极区域，其与第一透明导电氧化物薄膜相接触，并与第一电极的位置相对应，B’掺杂区5-1设置在所述第二本征薄膜上并且位于第二本征薄膜的电极区域，其与第二透明导电氧化物薄膜相接触，并与第二电极的位置相对应。如图4-5所示，所述A掺杂区4-2设置在所述第一本征薄膜上并且位于第一本征薄膜的非电极区域，使得所述B掺杂区4-1和所述A掺杂区4-2交替错开设置，所述A’掺杂区5-2设置在所述第二本征薄膜上并且位于第二本征薄膜的非电极区域，使得所述B’掺杂区5-1和所述A’掺杂区5-2交替错开设置(为了清楚地显示掺杂区的设置方式，图2-3仅示出了B(B’)掺杂区4(5)-1，图4-5仅示出了A(A’)掺杂区)4(5)-2。所述A掺杂区4-2和所述A’掺杂区5-2分别与所述第一透明导电氧化物薄膜和第二透明导电氧化物薄膜相接触。
其中，
单晶硅片1为n型单晶硅片，厚度为50μm；
第一本征薄膜2为本征非晶硅薄膜，厚度为1～5nm，第二本征薄膜3为本征非晶硅薄膜，厚度为1～5nm；
B掺杂区4-1为n型掺杂区，掺杂浓度为1016/cm3，厚度为1～10nm，A掺杂区4-2为n型掺杂区，掺杂浓度为108/cm3，厚度为1～5nm；B’掺杂区5-1为p型掺杂区，掺杂浓度为1015/cm3，厚度为1～10nm，A’掺杂区5-2为p型掺杂区，掺杂浓度为1010/cm3，厚度为1～5nm。
本实施例的异质结太阳能电池可以通过以下方法制备得到：
a)对单晶硅片1预清洗后进行双面化学抛光，去除单晶硅片1表面的油渍、去除切割损伤层；
b)对单晶硅片1进行双面制绒，然后进行湿化学清洗和后处理；
c)在单晶硅片1的第一面上沉积第一本征薄膜2；
d)先在第一本征薄膜2的电极区域沉积B掺杂区4-1，再在第一本征薄膜2的非电极区域沉积A掺杂区4-2，使得所述B掺杂区4-1与所述A掺杂区4-2交替错开(在其他实施例中，也可以先在第一本征薄膜2的非电极区域沉积A掺杂区4-2，再在第一本征薄膜2的电极区域沉积B掺杂区4-1)；
e)在由B掺杂区4-1和A掺杂区4-2组成的第一掺杂层4上沉积第一透明导电氧化物薄膜6，使得所述B掺杂区4-1和所述A掺杂区4-2均与所述第一透明导电氧化物薄膜6相接触；
f)在第一透明导电氧化物薄膜6上与B掺杂区4-1相对应的位置处设置第一电极8；
g)在单晶硅片1的第二面上沉积第二本征薄膜3；
h)先在第二本征薄膜3的电极区域沉积B’掺杂区5-1，再在第二本征薄膜3的非电极区域沉积A’掺杂区5-2，使得所述B’掺杂区5-1与所述A’掺杂区5-2交替错开(在其他实施例中，也可以先在第二本征薄膜3的非电极区域沉积A’掺杂区5-2，再在第二本征薄膜3的电极区域沉积B’掺杂区5-1)；
i)在由B’掺杂区5-1和A’掺杂区5-2组成的第二掺杂层5上沉积第二透明导电氧化物薄膜7，使得所述B’掺杂区5-1和所述A’掺杂区5-2均与所述第二透明导电氧化物薄膜7相接触；
j)在第二透明导电氧化物薄膜7上与B’掺杂区5-1相对应的位置处设置第二电极9，得到异质结太阳能电池。
本领域的普通技术人员应当理解，虽然实施例1的制备过程用步骤a)-j)示出，但是并非限定一定要按a)-j)的顺序去制备本实施例的异质结太阳能电池，例如，按照a)、b)、c)、g)、d)、h)、e)、i)、f)、j)的顺序也可以制备出本实施例的异质结太阳能电池，以下实施例类同。
实施例2
本实施例的异质结太阳能电池与实施例1的不同之处仅在于：如图6-8所示，A掺杂区4-2设置在第一本征薄膜的整个表面上，B掺杂区4-1设置在A掺杂区4-2上并且位于所述A掺杂区4-2的电极区域；A’掺杂区5-2设置在第二本征薄膜的整个表面上，B’掺杂区5-1设置在A’掺杂区5-2上并且位于所述A’掺杂区5-2的电极区域。
其中，
单晶硅片1为p型单晶硅片，厚度为150μm；
第一本征薄膜2为本征非晶硅薄膜，厚度为5～10nm，第二本征薄膜3为本征非晶硅薄膜，厚度为5～10nm；
B掺杂区4-1为n型掺杂区，掺杂浓度为1018/cm3，厚度为5～20nm，A掺杂区4-2为n型掺杂区，掺杂浓度为1013/cm3，厚度为5～10nm；B’掺杂区5-1为p型掺杂区，掺杂浓度为1018/cm3，厚度为5～15nm，A’掺杂区5-2为p型掺杂区，掺杂浓度为108/cm3，厚度为5～15nm。
本实施例的异质结太阳能电池可以通过以下方法制备得到：
a)对单晶硅片1预清洗后进行双面化学抛光，去除单晶硅片1表面的油渍、去除切割损伤层；
b)对单晶硅片1进行双面制绒，然后进行湿化学清洗和后处理；
c)在单晶硅片1的第一面上沉积第一本征薄膜2；
d)先在第一本征薄膜2的整个表面上沉积A掺杂区4-2，再在A掺杂区4-2的电极区域沉积B掺杂区4-1；
e)在由B掺杂区4-1和A掺杂区4-2组成的第一掺杂层4上沉积第一透明导电氧化物薄膜6，使得所述B掺杂区4-1和非电极区域的所述A掺杂区4-2均与所述第一透明导电氧化物薄膜6相接触；
f)在第一透明导电氧化物薄膜6上与B掺杂区4-1相对应的位置处设置第一电极8；
g)在单晶硅片1的第二面上沉积第二本征薄膜3；
h)先在第二本征薄膜3的整个表面上沉积A’掺杂区5-2，再在A’掺杂区5-2的电极区域沉积B’掺杂区5-1；
i)在由A’掺杂区5-1和B’掺杂区5-2组成的第二掺杂区5上沉积第二透明导电氧化物薄膜7，使得所述B’掺杂区5-1和非电极区域的所述A’掺杂区5-2均与所述第二透明导电氧化物薄膜7相接触；
j)在第二透明导电氧化物薄膜7上与B’掺杂区5-2相对应的位置处设置第二电极9，得到异质结太阳能电池。
实施例3
本实施例的异质结太阳能电池与实施例1的不同之处仅在于：A’掺杂区5-2设置在第二本征薄膜3的整个表面上，B’掺杂区5-1设置在A’掺杂区5-2上并且位于所述A’掺杂区5-2的电极区域。
其中，
单晶硅片1为n型单晶硅片，厚度为200μm；
第一本征薄膜2为本征非晶硅薄膜，厚度为5～20nm，第二本征薄膜3为本征非晶硅薄膜，厚度为5～20nm；
B掺杂区4-1为p型掺杂区，掺杂浓度为1021/cm3，厚度为5～25nm，A掺杂区4-2为p型掺杂区，掺杂浓度为1016/cm3，厚度为5～10nm；B’掺杂区5-1为n型掺杂区，掺杂浓度为1019/cm3，厚度为5～15nm，A’掺杂区5-2为n型掺杂区，掺杂浓度为1017/cm3，厚度为5～15nm。
本实施例的异质结太阳能电池可以通过以下方法制备得到：
a)对单晶硅片1预清洗后进行双面化学抛光，去除单晶硅片1表面的油渍、去除切割损伤层；
b)对单晶硅片1进行双面制绒，然后进行湿化学清洗和后处理；
c)在单晶硅片1的第一面上沉积第一本征薄膜2；
d)先在第一本征薄膜2的电极区域沉积B掺杂区4-1，再在第一本征薄膜2的非电极区域沉积A掺杂区4-2，使得所述B掺杂区4-1与所述A掺杂区4-2交替错开(在其他实施例中，也可以先在第一本征薄膜2的非电极区域沉积A掺杂区4-2，再在第一本征薄膜2的电极区域沉积B掺杂区4-1)；
e)在由B掺杂区4-1和A掺杂区4-2组成的第一掺杂区4上沉积第一透明导电氧化物薄膜6，使得所述B掺杂区4-1和所述A掺杂区4-2均与所述第一透明导电氧化物薄膜6相接触；
f)在第一透明导电氧化物薄膜6上与B掺杂区4-1相对应的位置处设置第一电极8；
g)在单晶硅片1的第二面上沉积第二本征薄膜3；
h)先在第二本征薄膜3的整个表面上沉积A’掺杂区5-2，再在A’掺杂区5-2的电极区域沉积B’掺杂区5-1；
i)在由B’掺杂区5-1和A’掺杂区5-2组成的第二掺杂层5上沉积第二透明导电氧化物薄膜7，使得所述B’掺杂区5-1和非电极区域的所述A’掺杂区5-2均与所述第二透明导电氧化物薄膜7相接触；
j)在第二透明导电氧化物薄膜7上与B’掺杂区5-1相对应的位置处设置第二电极9，得到异质结太阳能电池。
实施例4
本实施例的异质结太阳能电池与实施例1的不同之处仅在于：第二掺杂层不包括B’掺杂区和A’掺杂区，其中，第二掺杂层为p型掺杂层，掺杂浓度为1015/cm3，厚度为1～10nm。
本实施例的异质结太阳能电池可以通过以下方法制备得到：
a)对单晶硅片1预清洗后进行双面化学抛光，去除单晶硅片1表面的油渍、去除切割损伤层；
b)对单晶硅片1进行双面制绒，然后进行湿化学清洗和后处理；
c)在单晶硅片1的第一面上沉积第一本征薄膜2；
d)先在第一本征薄膜2的电极区域沉积B掺杂区4-1，再在第一本征薄膜2的非电极区域沉积A掺杂区4-2，使得所述B掺杂区4-1与所述A掺杂区4-2交替错开(在其他实施例中，也可以先在第一本征薄膜2的非电极区域沉积A掺杂区4-2，再在第一本征薄膜2的电极区域沉积B掺杂区4-1)；
e)在由B掺杂区4-1和A掺杂区4-2组成的第一掺杂层4上沉积第一透明导电氧化物薄膜6；
f)在第一透明导电氧化物薄膜6上与B掺杂区4-1相对应的位置处设置第一电极8；
g)在单晶硅片1的第二面上沉积第二本征薄膜3；
h)在第二本征薄膜的整个表面上沉积第二掺杂层5；
i)在第二掺杂层5上沉积第二透明导电氧化物薄膜7；
j)在第二透明导电氧化物薄膜7上设置第二电极9，得到异质结太阳能电池。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种异质结太阳能电池，所述异质结太阳能电池包括：
单晶硅片；
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面上的本征薄膜；
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面的所述本征薄膜上的掺杂层；
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面的所述掺杂层上的透明导电氧化物薄膜；以及
设置在所述单晶硅片的第一面和第二面的所述透明导电氧化物薄膜上的电极；
其中，所述单晶硅片的第一面和/或第二面的所述掺杂层包括不同掺杂浓度的掺杂区，并且所述不同掺杂浓度的掺杂区均与所述透明导电氧化物薄膜相接触。
2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其中，所述不同掺杂浓度的掺杂区包括A掺杂区和B掺杂区，所述A掺杂区的掺杂浓度小于所述B掺杂区的掺杂浓度，并且所述B掺杂区的位置与所述电极的位置相对应。
3.根据权利要求2所述的异质结太阳能电池，其中，所述A掺杂区设置在所述本征薄膜上并且位于非电极区域，所述B掺杂区设置在所述本征薄膜上并且位于电极区域。
4.根据权利要求2所述的异质结太阳能电池，其中，所述A掺杂区设置在所述本征薄膜上，所述B掺杂区设置在所述A掺杂区上并且位于电极区域。
5.根据权利要求2所述的异质结太阳能电池，其中，在所述异质结太阳能电池的第一面上，所述A掺杂区设置在所述异质结太阳能电池的本征薄膜上并且位于非电极区域，所述B掺杂区设置在所述本征薄膜上并且位于电极区域；和/或在所述异质结太阳能电池的第二面上，所述A掺杂区设置在所述异质结太阳能电池的本征薄膜上，所述B掺杂区设置在所述A掺杂区上并且位于电极区域。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的异质结太阳能电池，其中，所述A掺杂区为n型掺杂区，其掺杂浓度为108～1017/cm3，所述B掺杂区为n型掺杂区，其掺杂浓度为1016～1019/cm3；或者，所述A掺杂区为p型掺杂区，其掺杂浓度为108～1016/cm3，所述B掺杂区为p型掺杂区，其掺杂浓度为1015～1021/cm3。
7.根据权利要求2-5中任一项所述的异质结太阳能电池，其中，所述A掺杂区的厚度为1～15nm，所述B掺杂区的厚度为1～25nm。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的异质结太阳能电池，其中，所述本征薄膜的厚度为1～20nm。
9.一种制备异质结太阳能电池的方法，所述方法包括：
在单晶硅片的第一面上沉积第一本征薄膜；
在所述第一本征薄膜上沉积A掺杂区和B掺杂区，所述A掺杂区的掺杂浓度小于所述B掺杂区的掺杂浓度，使得在所述第一本征薄膜上形成第一掺杂层；
在所述第一掺杂层上沉积第一透明导电氧化物薄膜，并使所述A掺杂区和所述B掺杂区均与所述第一透明导电氧化物薄膜相接触；
在所述第一透明导电氧化物薄膜上与所述B掺杂区相对应的位置处设置第一电极；
在单晶硅片的第二面上沉积第二本征薄膜；
在所述第二本征薄膜上沉积第二掺杂层；
在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电氧化物薄膜；
在所述第二透明导电氧化物薄膜上设置第二电极。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述第一本征薄膜上沉积A掺杂区和B掺杂区的步骤包括：
先在所述第一本征薄膜的非电极区域沉积所述A掺杂区，再在所述第一本征薄膜的电极区域沉积所述B掺杂区，或者，先在所述第一本征薄膜的电极区域沉积所述B掺杂区，再在所述第一本征薄膜的非电极区域沉积所述A掺杂区；
或者，先在所述第一本征薄膜上沉积所述A掺杂区，再在所述A掺杂区的电极区域沉积所述B掺杂区。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述第二本征薄膜上沉积第二掺杂层、第二透明导电氧化物薄膜和在所述第二透明导电氧化物薄膜上设置第二电极的步骤包括：
在所述第二本征薄膜上沉积A’掺杂区和B’掺杂区，所述A’掺杂区的掺杂浓度小于所述B’掺杂区的掺杂浓度，使得在所述第二本征薄膜上形成第二掺杂层；
在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电氧化物薄膜，并使所述A’掺杂区和所述B’掺杂区均与所述第二透明导电氧化物薄膜相接触；
在所述第二透明导电氧化物薄膜上与所述B’掺杂区相对应的位置处设置第二电极。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述第二本征薄膜上沉积A’掺杂区和B’掺杂区的步骤包括：
先在所述第二本征薄膜的非电极区域沉积所述A’掺杂区，再在所述第二本征薄膜的电极区域沉积所述B’掺杂区，或者，先在所述第二本征薄膜的电极区域沉积所述B’掺杂区，再在所述第二本征薄膜的非电极区域沉积所述A’掺杂区；
或者，先在所述第二本征薄膜上沉积所述A’掺杂区，再在所述A’掺杂区的电极区域沉积所述B’掺杂区。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，采用等离子体化学气相沉积法沉积所述A掺杂区、所述B掺杂区、所述A’掺杂区和所述B’掺杂区。
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