CN111952153A - 隧穿氧化层的制备方法、太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种隧穿氧化层的制备方法、太阳能电池及其制备方法，涉及太阳能电池领域。该隧穿氧化层的制备方法包括以下步骤：采用热氧氧化法，在半导体衬底的表面形成氧化层，氧化层包括第一氧化层区域和第二氧化层区域，第一氧化层区域的厚度或致密度小于第二氧化层区域的厚度或致密度；采用湿法氧化法或臭氧氧化法，在第一氧化层区域继续生长氧化层，或者在第一氧化层区域和第二氧化层区域继续生长氧化层且在第一氧化层区域的生长速度大于第二氧化层区域的生长速度，以使第一氧化层区域的厚度或致密度与第二氧化层区域的厚度或致密度相等或实质相等。本发明能够改善氧化层的均匀性，进而有助于提高整片电池的钝化均匀性和电池的转换效率。

Description

隧穿氧化层的制备方法、太阳能电池及其制备方法
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种隧穿氧化层的制备方法、太阳能电池及其制备方法。
背景技术
随着光伏产业的迅猛发展、对太阳能电池技术研究的不断进步与深入，多种不同结构的高效太阳能电池被开发，如P型PERC、N型钝化接触(TOPCon电池)、HIT电池等，同时硅基体的太阳能电池的光电转换效率要求也越来越高。相比于P型PERC电池，N型单晶具有高效率、长寿命、无LID和弱光响应好等优点，其中一种结构如N型钝化接触结构由一层超薄的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层组成，可以显著降低金属接触区域的复合，同时兼具良好的接触性能，可以极大地提升太阳能电池的效率。此外，HIT电池也采用了类似接触钝化的技术，其采用非晶硅作为钝化材料。因此，目前实现高效率的太阳能电池量产技术是光伏行业长期目标。
其中，钝化接触电池技术是近年来太阳能光伏行业的研究热点之一，该技术需要进行一层超薄的隧穿氧化层的制备。虽然现有技术中已有关于隧穿氧化层的制备方法的相关报道，但是，现有制备隧穿氧化层的方法所制备的氧化层不均匀，严重影响整片电池的钝化均匀性，进而影响电池的转换效率。
因此，如何优化氧化层的均匀性成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种隧穿氧化层的制备方法、太阳能电池及其制备方法，能够改善氧化层的均匀性，进而有助于提高整片电池的钝化均匀性和电池的转换效率。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：
根据本申请的一个方面，本申请提供一种隧穿氧化层的制备方法，包括以下步骤：
采用热氧氧化法，在半导体衬底的表面形成氧化层，所述氧化层包括第一氧化层区域和第二氧化层区域，所述第一氧化层区域的厚度或致密度小于所述第二氧化层区域的厚度或致密度；
采用湿法氧化法或臭氧氧化法，在所述第一氧化层区域继续生长氧化层，或者在所述第一氧化层区域和第二氧化层区域继续生长氧化层且在第一氧化层区域的生长速度大于第二氧化层区域的生长速度，以使所述第一氧化层区域的厚度或致密度与所述第二氧化层区域的厚度或致密度相等或实质相等。
需要说明的是，所述相等可以为完全相等或完全相同；所述实质相等可以为在一定误差范围内的基本相等或基本相同，也就是，第一氧化层区域的厚度或致密度与第二氧化层区域的厚度或致密度之间允许有一定的误差，可以具有略微的不同，该略微的不同并不能带来不好的技术效果，是可以被本领域技术人员所接受的。
在一种可能的实现方式中，所述第一氧化层区域的面积占所述氧化层的总面积比例小于50％(大于0且小于50％)。
可选的，第一氧化层区域的面积占所述氧化层的总面积比例≤40％。
可选的，第一氧化层区域的面积占所述氧化层的总面积比例≤30％。
在一种可能的实现方式中，所述热氧氧化法的处理温度为550℃-650℃，进一步可以为560℃-640℃，进一步可以为560℃-620℃。
所述热氧氧化法的处理压力为0.09MPa-0.15MPa，进一步可以为0.09MPa-0.12MPa，进一步可以为0.1MPa，该处理压力可以为常压。
在一种可能的实现方式中，所述热氧氧化法的处理时间为4min-10min，进一步可以为4min-8min，进一步可以为5min-8min。
可选的，热氧氧化法中，氧气的流量为20-40slm。
在一种可能的实现方式中，所述湿法氧化法所需的溶液包括硝酸溶液；
或者，所述湿法氧化法所需的溶液为包含双氧水和盐酸的混合溶液；其中，所述包含双氧水和盐酸的混合溶液中，双氧水的体积比为5％-10％，进一步可以为5％-9％，进一步可以为6-8％，盐酸的体积比为5％-10％，进一步可以为5％-9％，进一步可以为6-8％。
在一种可能的实现方式中，所述湿法氧化法的处理温度为40℃-60℃，进一步可以为42℃-58℃，进一步可以为45℃-55℃。
所述湿法氧化法的处理时间为10min-20min，进一步可以为12min-18min，进一步可以为12min-16min。
在一种可能的实现方式中，所述臭氧氧化法采用臭氧气体或臭氧水溶液进行氧化；
其中，所述臭氧气体采用臭氧和空气混合的方式，臭氧的体积浓度为5％-15％，氧化时间为30s-90s；
所述臭氧水溶液中，臭氧的体积浓度为≥20ppm，氧化时间为60s-150s。
可选的，臭氧氧化法的处理温度为室温或常温。
在一种可能的实现方式中，所述隧穿氧化层的厚度为1nm-1.5nm。
需要说明的是，上述数值范围均包括端点。
根据本申请的一个方面，本申请提供另一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
对半导体衬底进行制绒、硼扩散、刻蚀、制备隧穿氧化层、制备非晶硅层、磷扩散、钝化和金属化；
其中，所述制备隧穿氧化层采用如上所述的隧穿氧化层的制备方法。
根据本申请的一个方面，本申请提供一种太阳能电池，所述太阳能电池采用如上所述的太阳能电池的制备方法制得。
可选的，该太阳能电池可以为各种使用隧穿氧化层的高效电池，例如，TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化钝化接触)电池、HIT(Heterojunctionwith intrinsic Thinlayer)电池、PERC(Passivated Emitterand Rear Cell，背钝化电池)等，此外，还可以为其他的N型或P型太阳能电池等。
示例性的，该太阳能电池为TOPCon电池，包括半导体衬底，该半导体衬底的背面形成有第一电极、背面钝化层、掺杂非晶硅层、隧穿氧化层，该半导体衬底的正面形成有扩散层、正面钝化层和/或减反射层、第二电极。
与现有技术相比，本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本发明提供的隧穿氧化层的制备方法，先采用热氧氧化法，在半导体衬底的表面形成氧化层，该氧化层包括第一氧化层区域和第二氧化层区域，第一氧化层区域的厚度或致密度小于第二氧化层区域的厚度或致密度；而后再采用湿法氧化法或臭氧氧化法，在第一氧化层区域继续生长氧化层，或者在第一氧化层区域和第二氧化层区域继续生长氧化层且在第一氧化层区域的生长速度大于第二氧化层区域的生长速度，以使第一氧化层区域的厚度或致密度与第二氧化层区域的厚度或致密度相等或实质相等。由此，该方法使用了分步氧化的方法，结合热氧化法和湿法氧化法或臭氧氧化法，首先采用热氧化法方法，再采用湿法氧化法或臭氧氧化法弥补热氧化偏薄区域，从而形成均匀的隧穿氧化层，优化了隧穿氧化层膜厚的均匀性，进而提高了整片电池的钝化均匀性，最终提高电池的转换效率。
本申请的太阳能电池及其制备方法，至少具有前面所述的隧穿氧化层的制备方法作的所有特点和优点，如该太阳能电池具有钝化均匀性好，转换效率较高等优势。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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为本申请示例性的实施方式提供的一种隧穿氧化层的制备方法的流程示意图；
图2为本申请示例性的实施方式提供的一种太阳能电池的制作方法的流程示意图；
图3为本申请示例性的实施方式提供的太阳能电池的结构示意图；
图4为本发明实施例1所形成的隧穿氧化层的示意图片；
图5为本对比例1所形成的隧穿氧化层的示意图片。
附图标记：
1-半导体衬底；
2-隧穿氧化层；
3-掺杂非晶硅层；
4-背面钝化层；
5-第一电极；
6-扩散层；
7-正面钝化层和/或减反射层；
8-第二电极。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
正如背景技术所言，现有的形成隧穿氧化层的方法通常会导致衬底表面的氧化层厚度不均匀(例如边缘部分的氧化层厚度大于中心部分的氧化层厚度，或者边缘部分的氧化层厚度小于中心部分的氧化层厚度)，这将导致产品的良率下降，影响电池的钝化效果及电池效率的提升。
例如，现有的制备方法主要包括：热硝酸(HNO3)氧化法、热氧氧化法(高温下氧化和硅片反应)、臭氧水氧化法(溶液中进行)，其中前两种为常用方法。现有的热HNO3氧化法，需要高温(＞100℃)，对设温度和备要求高，在车间使用存在一定安全风险，且氨氮气体的排放带来一定的排废压力，尤其是该方法所形成的氧化层并不均匀。热氧氧化法是目前量产制备隧穿氧化层的主要方法，其工艺简单，适合量产，然而该方法主要的缺陷是形成的氧化层不均匀，主要表现为在氧化炉管中垂直放置硅片形成的氧化层底部偏薄，水平放置硅片容易中间氧化层偏薄，氧化层不均匀严重影响电池的钝化效果及电池效率的提升。
虽然现有技术中公开了一些关于制备隧穿氧化层的制备方法，但是关于提高氧化层均匀性使用分步氧化的研究较少。鉴于此，为克服现有技术的不完善，本发明采用分步氧化法，优化隧穿氧化层膜厚的均匀性，提高整片电池的钝化均匀性，进而终提高电池的转换效率。
请参考图1所示，在一些实施例中，提供一种隧穿氧化层的制备方法，包括以下步骤：
采用热氧氧化法，在半导体衬底的表面形成氧化层，所述氧化层包括第一氧化层区域和第二氧化层区域，所述第一氧化层区域的厚度或致密度小于所述第二氧化层区域的厚度或致密度；
采用湿法氧化法或臭氧氧化法，在所述第一氧化层区域继续生长氧化层，或者在所述第一氧化层区域和第二氧化层区域继续生长氧化层且在第一氧化层区域的生长速度大于第二氧化层区域的生长速度，以使所述第一氧化层区域的厚度或致密度与所述第二氧化层区域的厚度或致密度相等或实质相等。
在本发明实施例中，结合热氧化法和湿法氧化法或臭氧氧化法，首先采用热氧化法方法，再采用湿法氧化法或臭氧氧化法弥补热氧化偏薄区域，从而形成均匀的隧穿氧化层，优化了隧穿氧化层膜厚的均匀性，进而提高了整片电池的钝化均匀性，最终提高电池的转换效率。
进一步讲，利用热氧化法所形成的氧化层不均匀，在热氧化法所形成的氧化层的基础上进一步再采用其他的氧化法如湿法氧化法或臭氧氧化法等进行处理，可以弥补氧化层的不均匀区域如弥补热氧化偏薄区域，从而可以使得所形成的隧穿氧化层的均匀性更好，隧穿氧化层的致密度好、质量好、缺陷少，从而相应的提高了太阳能电池的钝化均匀性，进而提高太阳能电池的转换效率。通过双面钝化验证表明：本发明实施例所采用的结合热氧化法和湿法氧化法或臭氧氧化法，所得到的隧穿氧化层整体PL亮度均匀，无变角暗区域，相较于现有的方法得到的隧穿氧化层，PL亮度提升可达到10％，钝化效果明显改善。
需要说明的是，上述相等可以为完全相等或完全相同。上述实质相等可以为在一定误差范围内的基本相等或基本相同，也就是，第一氧化层区域的厚度或致密度与第二氧化层区域的厚度或致密度之间允许有一定的误差，可以具有略微的不同，该略微的不同并不能带来不好的技术效果，是可以被本领域技术人员所接受的。
例如，由于各种实验因素或环境因素等的影响，使得第一氧化层区域的厚度或致密度与第二氧化层区域的厚度或致密度不可避免的存在一定的误差，例如该误差在5％以内(≤5％)，或者在3％以内，或者在1％以内等，可以认为实质相等，是可以被本领域技术人员所接受的，并不会带来不好的技术效果或产生不好的影响。
上述第一氧化层区域的厚度或致密度小于第二氧化层区域的厚度或致密度是指，利用热氧氧化法所形成的氧化层是不均匀的，其具有偏薄的区域，该不均匀性可以以厚度来表示或也可以以致密度来表示，即第一氧化层区域的厚度小于第二氧化层区域的厚度或者第一氧化层区域的致密度小于第二氧化层区域的致密度。其中，致密度可以以氧化层中的氧含量或氧化物含量来体现，也就是，第一氧化层区域的氧含量或氧化物含量小于第二氧化层区域的氧含量或氧化物含量。
由于第一氧化层区域的厚度或致密度小于第二氧化层区域的厚度或致密度，因而需要进一步对该第一氧化层区域进行弥补，以使得第一氧化层区域的厚度或致密度与第二氧化层区域的厚度或致密度相同，进而提升整个隧穿氧化层的均匀性。由于第二氧化层区域的厚度或致密度较大，基本已达到了所需的氧化层厚度或致密度，因而在进行湿法氧化法或臭氧氧化法处理时，该氧化层仅在第一氧化层区域继续进行生长，或者在第二氧化层仅有少量的氧化层生长，而该少量的生长基本可以忽略，因为氧化层在第一氧化层区域继续生长的速度会远大于在第二氧化层区域生长的速度，从而使得在第二氧化层区域的少量生长可以忽略。
在一些实施例中，所述隧穿氧化层的厚度为1nm-1.5nm(纳米)，进一步可以为1.1nm-1.5nm，进一步可以为1.2nm-1.5nm，例如可以为1nm、1.1nm、1.2nm、1.2nm、1.3nm。应理解，该隧穿氧化层的厚度是指隧穿氧化层的所有区域的厚度均在1nm-1.5nm。
控制所形成的隧穿氧化层的厚度在1nm-1.5nm之间，可以避免隧穿氧化层的厚度太薄，在形成掺杂型非晶硅或多晶硅层时，磷容易穿透隧穿氧化层，则不能起到钝化作用，此外，隧穿氧化层的厚度过薄也不容易实现。同时，控制所形成的隧穿氧化层的厚度在1nm-1.5nm之间，可以避免隧穿氧化层的厚度太厚，当厚度超过一定阈值时，钝化效果并不会继续增强，并且隧穿氧化层越厚，需要长时间的磷扩散来匹配，增加了成本和降低了生产效率，不适合量产。
在一些实施例中，所述隧穿氧化层为氧化硅(SiOx)。
在一些实施例中，所述第一氧化层区域的面积占所述氧化层的总面积比例小于50％(大于0且小于50％)。也就是，利用热氧氧化法，形成了大部分的第二氧化层区域，而第一氧化层区域仅占氧化层总面积比例的小部分，该小部分的第一氧化层区域需要利用后续的氧化法进行氧化弥补，以使第一氧化层区域的厚度或致密度达到与第二氧化层区域相同的效果。
利用热氧氧化法形成大部分的第二氧化层区域，可以加快制备隧穿氧化层的速度，提高制备效率，减少后续湿法氧化或臭氧氧化的制备成本，方便后续的操作，进而有助于提升太阳能电池的制作效率和降低成本。
可选的，第一氧化层区域的面积占所述氧化层的总面积比例≤40％。可选的，第一氧化层区域的面积占所述氧化层的总面积比例≤30％。
该第一氧化层区域的面积比例较小，越有助于减小减少后续湿法氧化或臭氧氧化的制备成本，提高制备效率，有利于形成更加均匀的隧穿氧化层。
该隧穿氧化层的制备方法中，首先利用热氧氧化法进行氧化，热氧氧化具有工艺简单，适合量产，效率高等优势。示例性的，该热氧氧化法包括：将半导体衬底放入炉管中，将炉管升温到工艺温度后通入氮气或氩气等惰性气体进行气氛保护，在一定温度和压力下，通入工艺气体如氧气进行高温氧化。
可选的，在热氧氧化处理之前，还可以包括对半导体衬底进行清洗等的步骤，以去除表面的金属和有机污染物等。
具体地，在一些实施例中，所述热氧氧化法的处理温度为550℃-650℃，进一步可以为560℃-640℃，进一步可以为560℃-620℃，具体例如为550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、640℃、650℃等。
所述热氧氧化法的处理压力为0.09MPa-0.15MPa，进一步可以为0.09MPa-0.12MPa，进一步可以为0.1MPa，该处理压力可以为常压，或者在常压压力范围内附近波动；具体例如为0.09MPa、0.1MPa、011MPa、0.12MPa、0.13MPa、0.14MPa、0.15MPa等。
在一些实施例中，所述热氧氧化法的处理时间为4min-10min，进一步可以为4min-8min，进一步可以为5min-8min，具体例如为4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min等。
可选的，热氧氧化法所需的气体包括氧气，氧气的流量为20-40slm，具体例如为20slm、25slm、30slm、35slm、40slm等。
在上述热氧氧化的操作条件范围内，通过调节热氧氧化中的温度、压力、时间等制备工艺条件，有助于有效地调控所需的氧化层的结构及性能，获得所需的氧化层，并且有助于提高效率和降低成本。
该隧穿氧化层的制备方法中，首先利用热氧氧化法进行氧化，然后利用湿法氧化法或臭氧氧化法进行弥补氧化，此外，在其他实施例中，该弥补氧化的具体操作形式包括但不限于湿法氧化和臭氧氧化，还可以为氧化法例如原位蒸汽产生氧化法等。
具体地，在一些实施例中，所述湿法氧化法所需的溶液包括硝酸溶液。采用热硝酸氧化法的具体操作流程和条件是本领域技术人员已知的，可以根据实际情况进行调控，在此不再详细描述。
该湿法氧化法优选采用包含双氧水(H2O2)和盐酸(HCl)的混合溶液进行氧化的方法。具体地，在一些实施例中，所述湿法氧化法所需的溶液为包含双氧水和盐酸的混合溶液；其中，所述包含双氧水和盐酸的混合溶液中，双氧水的体积比(体积分数)为5％-10％，进一步可以为5％-9％，进一步可以为6-8％，具体例如为5％、6％、7％、8％、9％、10％等；盐酸的体积比为5％-10％，进一步可以为5％-9％，进一步可以为6-8％，具体例如为5％、6％、7％、8％、9％、10％等。此外，该混合溶液中的溶剂可以为水。
具体地，在一些实施例中，采用包含双氧水和盐酸的混合溶液进行湿法氧化时，所述湿法氧化法的处理温度为40℃-60℃，进一步可以为42℃-58℃，进一步可以为45℃-55℃，具体例如为40℃、42℃、45℃、46℃、48℃、50℃、52℃、55℃、58℃、60℃等；所述湿法氧化法的处理时间为10min-20min，进一步可以为12min-18min，进一步可以为12min-16min，具体例如为10min、12min、15min、16min、18min、20min等。
示例性的，采用包含双氧水和盐酸的混合溶液进行湿法氧化时，具体地操作过程可以为：将经过热氧氧化处理后的半导体衬底在40℃-60℃的包含双氧水和盐酸的混合溶液中浸泡10min-20min，以主要在第一氧化层区域继续生长氧化层，并最终能使第一氧化层区域的厚度或致密度与第二氧化层区域的厚度或致密度相等，得到均匀性好的、厚度均一的、厚度在1nm-1.5nm范围内的隧穿氧化层，而后可以再进行水洗或烘干等后续操作。
进一步，在另一些实施例中，还可以采用臭氧氧化法进行弥补氧化。具体地，所述臭氧氧化法采用臭氧气体或臭氧水溶液进行氧化；
其中，所述臭氧气体采用臭氧和空气混合的方式，臭氧的体积浓度为5％-15％，进一步可以为5％-14％，进一步可以为6％-12％，具体例如为5％、6％、8％、10％、12％、14％、15％等；氧化时间为30s-90s，进一步可以为40-70s，具体例如为30s、40s、50s、60s、65s、70s、80s、90s等。
所述臭氧水溶液中，臭氧的体积浓度为≥20ppm，进一步可以为≥40ppm，具体例如为20ppm、30ppm、40ppm、50ppm、60ppm、80ppm、100ppm等，氧化时间为60s-150s，进一步可以为70-140s，具体例如为60s、70s、80s、90s、100s、120s、140s、150s等。
可选的，臭氧氧化法的处理温度为室温或常温。
在上述湿法氧化或臭氧氧化的操作条件范围内，通过调节湿法氧化中的溶液中药剂的比例、温度、时间等制备工艺条件，或通过调节臭氧氧化中臭氧的浓度、时间等制备工艺条件，有助于有效地调控所需的氧化层的结构及性能，获得致密性好或厚度均一的、均匀性好、质量好、缺陷少的隧穿氧化层。
请参考如2所示，本申请的实施例还提供一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
对半导体衬底进行制绒、硼扩散、刻蚀、制备隧穿氧化层、制备非晶硅层、磷扩散、钝化和金属化；
其中，所述制备隧穿氧化层采用如上所述的隧穿氧化层的制备方法。
该太阳能电池的制备方法中，本发明实施例对于制绒、硼扩散、刻蚀、制备非晶硅层、磷扩散、钝化和金属化的具体操作方式不作限定，可以采用本领域的常规技术手段，在此不再赘述。此外，在其他实施例中，太阳能电池的制备方法还可以采用其他的制备流程，只要该太阳能电池的制备中包括所述的制备隧穿氧化层即可，太阳能电池制备中的其余操作流程或顺序可以根据实际情况进行调整。
该太阳能电池的制备方法中，采用了本发明的隧穿氧化层的制备方法，能够优化隧穿氧化层膜厚的均匀性，提高整片电池的钝化均匀性，进而提高最终所制得的太阳能电池的转换效率。
示例性的，该太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
S101、提供半导体衬底，该半导体衬底包括相对设置的正面和背面。应理解，半导体衬底的正面即为太阳能电池的正面，是接收太阳光线照射的表面，半导体衬底的背面与正面相背，为背光面。
S102、对半导体衬底进行制绒处理，以增强陷光效果，提升对光线的利用率，进而提高钝化接触太阳能电池效率。
本发明实施例对于制绒的具体操作方式不作限定。例如，可以选用但不限于湿法制绒工艺，对P型半导体衬底或N型半导体衬底进行制绒，当P型半导体衬底或N型半导体衬底为P型或N型单晶硅衬底时，可以采用碱性溶液例如氢氧化钾溶液进行制绒；当P型半导体衬底或N型半导体衬底为P型或N型多晶硅衬底时，可以采用酸性溶液如氢氟酸溶液进行制绒。此外，在上述酸性溶液或碱性溶液中还可以添加少量的制绒添加剂。
可选的，在制绒处理之前，还可以包括对半导体衬底进行清洗的步骤，以去除表面的金属和有机污染物。
S103、对制绒后的半导体衬底的正面进行硼扩散，以在半导体衬底的正面形成扩散层。
可选的，该硼扩散步骤包括：将半导体衬底置于扩散炉内，在第一温度下进行第一次硼扩散沉积；在第一次硼扩散沉积之后，使扩散炉内的温度从第一温度升温至第二温度，进行推结；在推结之后，使扩散炉内的温度从第二温度降温至第三温度，在第三温度下进行第二次硼扩散沉积，可用于形成扩散层。
其中，第一次硼扩散沉积过程中，第一温度为800-900℃，进一步可以为820-890℃，进一步可以为850-880℃。相比于现有技术中的沉积温度一般都≥900℃或≥920℃，将第一次扩散沉积温度控制在800-900℃，尤其是控制在850-880℃，降低了沉积温度，这样，在低温沉积时可以通过控制温度来控制硅片表面的沉积速度，有利于减少内部的晶格缺陷，进而有助于改善硼扩散质量，提高硼扩散后的硅片的合格率，进一步提高电池的转换效率。
第二次硼扩散沉积过程中，第三温度为800-900℃，进一步可以为820-890℃，进一步可以为850-880℃。
上述两次扩散沉积过程中，第一温度和第三温度可以相同，也可以略有不同，实际应用中，只要分别使第一温度和第三温度在800-900℃范围内进行灵活的调整即可。
该硼扩散方法中，两次沉积温度均较低，均＜920℃，甚至≤900℃，相比于现有的高温扩散方法，其降低了沉积温度，从而在低温沉积时可以通过控制温度来控制硅片表面的沉积速度，有利于减少内部的晶格缺陷，进而有助于改善硼扩散质量，提高硼扩散后的硅片的合格率，进一步提高电池的转换效率。尤其是，降低了第二次扩散沉积的温度，可以防止第二次高温沉积带来的二次推结过程，保留了原有的浅掺杂区域，具有较好的钝化性能，同时又能够为激光重掺杂提供充足的硼掺杂源，此为金属接触区域。
在推结过程中，第二温度高于第一温度，且第二温度高于第三温度，该第二温度＜950℃，进一步可以为≤920℃，进一步可以大于900℃且≤920℃。
S104、对半导体衬底的背面进行单面刻蚀。
该单面刻蚀的具体操作方式可以采用现有的操作方式，本发明实施例对此不作限定。
S105、在半导体衬底的背面形成隧穿氧化层，其中该隧穿氧化层的制备包括：采用热氧氧化法，在半导体衬底的表面形成氧化层，所述氧化层包括第一氧化层区域和第二氧化层区域，所述第一氧化层区域的厚度或致密度小于所述第二氧化层区域的厚度或致密度；采用湿法氧化法或臭氧氧化法，在所述第一氧化层区域继续生长氧化层，或者在所述第一氧化层区域和第二氧化层区域继续生长氧化层且在第一氧化层区域的生长速度大于第二氧化层区域的生长速度，以使所述第一氧化层区域的厚度或致密度与所述第二氧化层区域的厚度或致密度相等。
该步骤S105可以参考前述关于隧穿氧化层的制备方法的具体描述。
S106、在隧穿氧化层背离半导体衬底的表面形成掺杂型非晶硅层。
示例性的，可以采用低压力化学气相沉积法或其他的沉积法，在隧穿氧化层背离半导体衬底的表面形成本征非晶硅层，然后进行磷扩散，对非晶硅层进行磷扩散形成掺杂型非晶硅层。该掺杂型非晶硅层中的掺杂元素为磷。
需要说明的是，在形成掺杂型非晶硅层之后，需要去除位于半导体衬底正面的绕镀、正面的硼硅玻璃和背面的磷硅玻璃等，具体的去除工艺可以采用现有为本领域技术人员已知的方法，在此不再详细描述。
优选地，控制掺杂型非晶硅层的形成厚度在70nm-150nm之间，避免掺杂型非晶硅层的厚度太薄，钝化效果差，影响电池的转换效率，同时避免掺杂型非晶硅层的厚度太厚，硅烷等原料的用量增加，增加制作成本。
S107、在扩散层上形成正面钝化层和/或减反射层。
在掺杂型非晶硅层上形成背面钝化层。
本发明实施例对于上述正面钝化层和/或减反射层、背面钝化层具体材质不作限定。示例性的，上述正面钝化层和/或减反射层、背面钝化层可以包括氧化铝、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅等中的一种或多种组合。
例如，在半导体衬底的背面进行钝化处理，形成背面钝化层。可以采用等离子体增强化学气相沉积法沉积背面钝化层，当然还可以采用其他的方法，例如有机化学气相沉积法等。背面钝化层包括氮化硅层、氮氧化硅层、氧化铝/氮化硅叠层结构中的任意一种或多种的组合。当然，背面钝化层还可以采用其他类型的钝化层，本发明对于背面钝化层的具体材质不作限定，例如，在其他实施例中，背面钝化层还可以为二氧化硅和氮化硅的叠层等。上述背面钝化层能够对硅衬底产生良好的钝化效果，有助于提高电池的转换效率。
上述正面钝化层的厚度例如可以为1-25nm，减反射层的厚度例如可以为40-150nm，背面钝化层的厚度例如可以为1-25nm或40-150nm等。
S108、在半导体衬底的背面进行金属化处理，例如采用丝网印刷和烧结的方式，在半导体衬底的背面形成第一电极。
在半导体衬底的正面进行金属化处理，例如采用丝网印刷和烧结的方式，在半导体衬底的正面形成第二电极。
本申请的实施例还提供一种太阳能电池，所述太阳能电池采用如上所述的太阳能电池的制备方法制得。
可选的，该太阳能电池可以为各种使用隧穿氧化层的高效电池，例如，TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化钝化接触)电池、HIT(Heterojunctionwith intrinsic Thinlayer)电池、PERC(Passivated Emitterand Rear Cell，背钝化电池)等，此外，还可以为其他的N型或P型太阳能电池等。
示例性的，如图3所示，本申请实施例提供的太阳能电池为TOPCon电池，包括半导体衬底1，该半导体衬底1的背面形成有第一电极5、背面钝化层4、掺杂非晶硅层3、隧穿氧化层2，该半导体衬底1的正面形成有扩散层6、正面钝化层和/或减反射层7、第二电极8。
本发明的太阳能电池及其制备方法，与前述隧穿氧化层的制备方法是基于同一发明构思的，因而至少具有与上述隧穿氧化层的制备方法相同的优势，在此不再赘述。
以下结合具体的实施例对本发明的隧穿氧化层的制备方法及其技术效果，进行详细地说明。
实施例1
采用热氧氧化法，在半导体衬底的表面形成氧化层，氧化层包括第一氧化层区域和第二氧化层区域，第一氧化层区域的厚度或致密度小于第二氧化层区域的厚度或致密度；
其中，热氧氧化法的处理温度为550℃-650℃，处理压力为常压，处理时间为4min-10min，氧气的流量为20-40slm。
采用湿法氧化法，在第一氧化层区域继续生长氧化层，或者在第一氧化层区域和第二氧化层区域继续生长氧化层且在第一氧化层区域的生长速度大于第二氧化层区域的生长速度，以使第一氧化层区域的厚度或致密度与第二氧化层区域的厚度或致密度相等；
其中，湿法氧化法采用包含双氧水和盐酸的混合溶液，该混合溶液中，双氧水的体积比为5％-10％，盐酸的体积比为5％-10％，处理温度为40℃-60℃，处理时间为10min-20min。
所形成的隧穿氧化层的厚度为1nm-1.5nm。
对比例1
采用现有的热氧氧化法制备隧穿氧化层。
实施例1和对比例1所形成的隧穿氧化层的结构示意图，分别如图4和图5所示。由图4和图5以看出，通过双面钝化验证表明：本发明实施例1所得到的隧穿氧化层整体PL亮度均匀，无变角暗区域，相较于现有的热氧氧化法得到的隧穿氧化层，PL亮度提升可达到10％，钝化效果明显改善。
效果例
分别将实施例1和对比例1的隧穿氧化层的制备方法应用于N型钝化接触的电池的制备中，分别得到包含对应于实施例1和对比例1所得到的隧穿氧化层的N型钝化接触的电池(以效果例1对应于对比例1，效果例2对应于实施例1表示)。采用同样的测试方法分别对效果例1和效果例2的电池进行性能测试，在该例中，对数据进行了归一化处理，效果例1各参数均为1，效果例2的各参数数据为效果例2与效果例1的比值，测试结果如下表1所示。
表1
项目 Eta Uoc Isc FF Rs
效果例1 1 1 1 1 1
效果例2 1.0043 1.0038 0.9993 1.0012 0.9101
从以上可以看出，本发明能改善氧化层的均匀性，提高整片电池的钝化均匀性，进而提高电池的转换效率。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
需要指出的是，本专利申请文件的一部分包含受著作权保护的内容。除了对专利局的专利文件或记录的专利文档内容制作副本以外，著作权人保留著作权。

Claims (10)

1.一种隧穿氧化层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用热氧氧化法，在半导体衬底的表面形成氧化层，所述氧化层包括第一氧化层区域和第二氧化层区域，所述第一氧化层区域的厚度或致密度小于所述第二氧化层区域的厚度或致密度；
采用湿法氧化法或臭氧氧化法，在所述第一氧化层区域继续生长氧化层，或者在所述第一氧化层区域和第二氧化层区域继续生长氧化层且在第一氧化层区域的生长速度大于第二氧化层区域的生长速度，以使所述第一氧化层区域的厚度或致密度与所述第二氧化层区域的厚度或致密度相等或实质相等。
2.根据权利要求1所述的隧穿氧化层的制备方法，其特征在于，所述第一氧化层区域的面积占所述氧化层的总面积比例小于50％。
3.根据权利要求1所述的隧穿氧化层的制备方法，其特征在于，所述热氧氧化法的处理温度为550℃-650℃；
所述热氧氧化法的处理压力为0.09MPa-0.15MPa。
4.根据权利要求1所述的隧穿氧化层的制备方法，其特征在于，所述热氧氧化法的处理时间为4min-10min。
5.根据权利要求1所述的隧穿氧化层的制备方法，其特征在于，所述湿法氧化法所需的溶液包括硝酸溶液；
或者，所述湿法氧化法所需的溶液为包含双氧水和盐酸的混合溶液；其中，所述包含双氧水和盐酸的混合溶液中，双氧水的体积比为5％-10％，盐酸的体积比为5％-10％。
6.根据权利要求4所述的隧穿氧化层的制备方法，其特征在于，所述湿法氧化法的处理温度为40℃-60℃；
所述湿法氧化法的处理时间为10min-20min。
7.根据权利要求1所述的隧穿氧化层的制备方法，其特征在于，所述臭氧氧化法采用臭氧气体或臭氧水溶液进行氧化；
其中，所述臭氧气体采用臭氧和空气混合的方式，臭氧的体积浓度为5％-15％，氧化时间为30s-90s；
所述臭氧水溶液中，臭氧的体积浓度为≥20ppm，氧化时间为60s-150s。
8.根据权利要求1-7任一项所述的隧穿氧化层的制备方法，其特征在于，所述隧穿氧化层的厚度为1nm-1.5nm。
9.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对半导体衬底进行制绒、硼扩散、刻蚀、制备隧穿氧化层、制备非晶硅层、磷扩散、钝化和金属化；
其中，所述制备隧穿氧化层采用权利要求1-8任一项所述的隧穿氧化层的制备方法。
10.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池采用权利要求9所述的太阳能电池的制备方法制得。
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