CN113394304A - 一种太阳能电池及其背面接触结构、电池组件及光伏系统 - Google Patents

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Guangdong Aiko Technology Co Ltd
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Abstract

本发明适用于太阳能电池技术领域，提供了一种太阳能电池及其背面接触结构、电池组件及光伏系统，该背面接触结构包括间隔设置在硅衬底背面的与硅衬底极性相反的第一掺杂区、和与硅衬底极性相同的第二掺杂区，第一掺杂区上设有保护区；第一掺杂区和第二掺杂区均包括第一掺杂层、钝化层、及第二掺杂层；保护区包括绝缘层和与第二掺杂区极性相同的第三掺杂层；第一掺杂区和第二掺杂区之间设有隔离区；保护区设有开口，以使第一导电层与第一掺杂区连接；第一掺杂区和第二掺杂区的高度均高于隔离区的高度。本发明中提供的背面接触结构，解决了现有电池制备过程中存在皮带传输所产生的划伤的问题。

Description

一种太阳能电池及其背面接触结构、电池组件及光伏系统
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其背面接触结构、电池组件及光伏系统。
背景技术
太阳能电池发电为一种可持续的清洁能源来源，其利用半导体p-n结的光生伏特效应可以将太阳光转化成电能，而转化效率为太阳电池性能的重要指标。IBC(Interdigitated back contact)电池，也即叉指型背接触电池，其正/负电极均设计于电池的背面，使得前表面彻底避免了金属栅线的遮挡，杜绝了金属栅线遮挡所带来的光学损失，同时电极宽度可设计的较现有更宽，使得降低了串联电阻损失，从而大幅的提高转化效率。另外，正面无电极的设计下，产品外观更优美，适合于多种应用场景。
现有掺杂多晶硅钝化的IBC电池，其通过隧穿层形成掺杂多晶硅与硅衬底之间的隔离，使得形成掺杂多晶硅-隧穿层(绝缘层)-硅衬底叠层类型的钝化接触结构。其中，现有IBC电池制备过程中，需要经过抛光、掺杂、刻蚀、镀膜、丝网印刷等多种工序流程，同时其在各个工序之间进行流转的过程中需要经过皮带、石墨舟、及吸盘等多种运输方式进行传输。
然而在使用皮带传输电池片过程中，其电池片与皮带完全接触，此时在传输过程中皮带上的粗糙面可能存在对电池片划伤的风险，在电池片前期的制备工序中其还可以通过后续的制绒、刻蚀等工序进行划伤层的祛除，但电池片在制备完钝化接触结构后，其皮带对其钝化接触结构中的掺杂多晶硅的划伤影响较难祛除或需要增加工艺流程进行祛除，此时若不对电池片划伤进行处理，则电池片由于划伤所带来的缺陷在后续的镀背面钝化膜及丝网印刷电极的工序中依旧存在，使得影响电池片的转换效率。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种太阳能电池的背面接触结构，旨在解决现有电池制备过程中存在皮带传输所产生的划伤的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种太阳能电池的背面接触结构，包括：
间隔设置在硅衬底背面的与所述硅衬底极性相反的第一掺杂区、和与所述硅衬底极性相同的第二掺杂区，所述第一掺杂区上设有保护区；
所述第一掺杂区和所述第二掺杂区均包括第一掺杂层、钝化层、及第二掺杂层；
所述保护区包括绝缘层和与所述第二掺杂区极性相同的第三掺杂层；
所述第一掺杂区和所述第二掺杂区之间设有隔离区；
所述保护区设有开口，以使第一导电层与所述第一掺杂区连接；
所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的高度均高于所述隔离区的高度。
更进一步的，所述第一掺杂区的高度高于所述第二掺杂区的高度。
更进一步的，所述钝化层为孔洞区域中具有所述第一掺杂层和/或所述第二掺杂层的多孔结构。
更进一步的，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区中的其中一者为P型掺杂区，其中另一者为N型掺杂区，所述P型掺杂区中的钝化层的厚度大于所述N型掺杂区中的钝化层的厚度。
更进一步的，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区中的其中一者为P型掺杂区，其中另一者为N型掺杂区，所述P型掺杂区中的钝化层的孔洞密度大于所述N型掺杂区中的钝化层的孔洞密度。
更进一步的，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层的掺杂极性相同。
更进一步的，所述第一掺杂区与所述第二掺杂区之间的高度差为1-8um。
更进一步的，所述第二掺杂区与所述隔离区之间的高度差为0.5-8um。
更进一步的，所述多孔结构中的孔径小于20um。
更进一步的，所述多孔结构的孔洞区域的面积占所述多孔结构的整体面积的比值小于20％。
更进一步的，所述钝化层的厚度为0.5-10nm。
更进一步的，所述钝化层和/或所述绝缘层为氧化层、碳化硅层、及非晶硅层中的一种或多种组合。
更进一步的，所述第一掺杂层的掺杂浓度介于所述硅衬底的掺杂浓度与所述第二掺杂层的掺杂浓度之间。
更进一步的，所述第一掺杂层的结深小于1.5um。
更进一步的，所述第一掺杂层为掺杂有Ⅲ族或Ⅴ族元素的掺杂单晶硅层。
更进一步的，所述第二掺杂层和/或所述第三掺杂层包括掺杂多晶硅层或掺杂碳化硅层或掺杂非晶硅层。
更进一步的，所述第二掺杂层和/或所述第三掺杂层中的掺杂碳化硅层由不同折射率的至少一层掺杂碳化硅膜组成，且各层所述掺杂碳化硅膜的折射率由硅衬底向外依次降低。
更进一步的，所述第二掺杂层和/或所述第三掺杂层中的掺杂碳化硅层包括掺杂氢化碳化硅层，所述掺杂氢化碳化硅层的电导率大于0.01S·cm，厚度大于10nm。
更进一步的，所述绝缘层的厚度为5-150nm。
更进一步的，所述绝缘层的厚度大于所述钝化层的厚度。
本发明另一实施例的目的还在于提供一种太阳能电池，包括：
硅衬底；
设置在所述硅衬底背面的如上述所述的背面接触结构；
设置在所述硅衬底正面的第一电介质层；
设置在所述背面接触结构中的第一掺杂区上的第一导电层和设置在所述背面接触结构中的第二掺杂区上的第二导电层；及
设置于所述背面接触结构上，且设置于所述第一导电层和所述第二导电层之间的第二电介质层。
更进一步的，所述第一电介质层和所述第二电介质层为氧化铝层、氮化硅层、氮氧化硅层、碳化硅层、非晶硅层及氧化硅层中的一种或多种组合。
更进一步的，所述第一电介质层和/或所述第二电介质层为氧化铝层和碳化硅层，或者氧化硅层和碳化硅层；
所述第一电介质层的厚度大于50nm，所述第二电介质层的厚度大于25nm。
更进一步的，所述第一电介质层中的氧化铝层或氧化硅层的厚度小于40nm，所述第二电介质层中的氧化铝层或氧化硅层的厚度小于25nm，所述第一电介质层和/或所述第二电介质层中的碳化硅层的厚度大于10nm。
更进一步的，所述第一电介质层和/或所述第二电介质层中的碳化硅层由不同折射率的至少一层碳化硅膜组成，且各层所述碳化硅膜的折射率由硅衬底向外依次降低。
更进一步的，所述第一电介质层和/或所述第二电介质层的外层还设有氟化镁层。
更进一步的，所述第一导电层和所述第二导电层为TCO透明导电膜和/或金属电极。
更进一步的，所述金属电极包括银电极、铜电极、铝电极、锡包铜电极或银包铜电极。
更进一步的，所述硅衬底正面和所述第一电介质层之间还设有电场层或浮动结。
本发明另一实施例的目的还在于提供一种电池组件，所述电池组件包括如上述所述的太阳能电池。
本发明另一实施例的目的还在于提供一种光伏系统，所述光伏系统包括如上述所述的电池组件。
本发明实施例提供的太阳能电池的背面接触结构，通过在第一掺杂区上设置保护区，而在第二掺杂区上不做任何处理，使得保护区中的第三掺杂层设置在最外层从而起到抗划伤效果，避免对其保护区内侧的第一掺杂区造成划伤，同时由于第二掺杂区的高度低于保护区的高度，使得在传输过程中仅有保护区与皮带相贴合，而第二掺杂区与皮带之间存在一定的间隙而实现悬空，因此避免皮带传输过程中对第二掺杂区造成划伤，使得其避免了皮带传输过程中对第一掺杂区及第二掺杂区造成划伤的问题，解决了现有电池制备过程中存在皮带传输所产生的划伤的问题。
同时由于第二掺杂区中的钝化层及第二掺杂层与保护区中的绝缘层及第三掺杂层的结构相似且可采用相同的材料，同时第二掺杂区中的第二掺杂层与保护区中的第三掺杂层的掺杂极性相同，因此其第二掺杂区和保护区可复用相同工艺同步进行制作，使得保护区可以作为第二掺杂区工艺生产过程中产生的中间物，其通过图形化的设计进行局域保留得到，而使得不需要增加额外的工艺生成，使得减少工艺流程、工艺时间及工艺成本。同时保护区设置开口，且使第一导电层穿过开口与第一掺杂区连接，使得其第一导电层设置在第一掺杂区上，因此位于第一导电层外围的第一掺杂区可形成对第一导电层的隔离保护，从而在背面接触结构所制备的电池中形成发射极与背表面场上设置的第一导电层的隔离，使得提高了隔离效果，降低了空间电荷区的复合。同时其保护区还起到了一个污染物阻挡的作用，降低了表面沾污的敏感性；同时保护区所开设的开口可以作为后续第一导电层制备时的对准参考，使得第一导电层制备得更加精确；同时由于其第一掺杂层改变了费米能级，其增加了过渡族金属的固浓度而使得增强吸杂，其第三掺杂层改变费米能级，增加了界面缺陷，使得在界面缺陷上可形成非均匀成核点而使得吸杂效果增强，从而达到了一个额外的吸杂效果；同时通过第一掺杂区和第二掺杂区之间设有隔离区，使得可以实现第一掺杂区和第二掺杂区之间的分隔，避免第一掺杂区和第二掺杂区相互之间无阻隔连接在一起而产生的漏电等不良现象；同时通过将钝化层设置为多孔结构，且孔洞区域中镶嵌有第一掺杂层和/或第二掺杂层，使得在钝化层的孔洞区域中形成导电通道，从而为钝化层形成良好的电阻率，其降低了钝化层厚度对电阻影响的敏感性，从而降低了对于钝化层厚度的控制要求，因此钝化层的制备方法相较现有可更多样；同时硅衬底及钝化层之间设置第一掺杂层使得形成一个增强表面电子空穴的分离电场，使得提高场钝化效果；同时第二掺杂层和第三掺杂层中含有氢元素，在高温过程中可以往内部扩散，使得增强氢钝化。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种太阳能电池的背面接触结构的结构示意图；
图2及图3是本发明一实施例提供的一种太阳能电池各种实施时的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明通过在第一掺杂区上设置保护区，而在第二掺杂区上不做任何处理，使得保护区中的第三掺杂层设置在最外层从而起到抗划伤效果，避免对其保护区内侧的第一掺杂区造成划伤，同时由于第二掺杂区的高度低于保护区的高度，使得在传输过程中仅有保护区与皮带相贴合，而第二掺杂区与皮带之间存在一定的间隙而实现悬空，因此避免皮带传输过程中对第二掺杂区造成划伤，使得其避免了皮带传输过程中对第一掺杂区及第二掺杂区造成划伤的问题，解决了现有电池制备过程中存在皮带传输所产生的划伤的问题。
实施例一
本发明实施例提供一种太阳能电池的背面接触结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，参照图1所示，本发明实施例提供的太阳能电池的背面接触结构20包括：
间隔设置在硅衬底10背面的与硅衬底10极性相反的第一掺杂区21、和与硅衬底10极性相同的第二掺杂区22，第一掺杂区21上设有保护区23；
第一掺杂区21和第二掺杂区22均包括第一掺杂层211、钝化层212、及第二掺杂层213；
保护区23包括绝缘层231和与第二掺杂区22极性相同的第三掺杂层232；
第一掺杂区21和第二掺杂区22之间设有隔离区24；
保护区23设有开口，以使第一导电层与第一掺杂区21连接；
第一掺杂区21和第二掺杂区22的高度均高于隔离区24的高度。
其中，在本发明的一个实施例中，其硅衬底10具有在正常工作期间面向太阳正面和与正面相对的背面，其正面为受光面，其背面相对于正面而设于硅衬底10的另一侧；也即是说，上述正面与背面位于硅衬底10的不同侧且是相反侧，其中本实施例中，硅衬底10为N型的单晶硅片，可以理解的，在其他实施例中，硅衬底10也可以为如多晶硅片或准单晶硅片等其他类型硅片，其硅衬底10类型还可以设置为P型，其根据实际使用需要对硅衬底10进行设置，在此不做具体限定。
其中，在本发明的一个实施例中，参照图1所示，其背面接触结构20包括交替设置在硅衬底10背面且极性相反的第一区域和第二区域，其中第一区域包括设置在硅衬底10背面的第一掺杂区21和设置在第一掺杂区21上的保护区23，第二区域包括设置在硅衬底10背面的第二掺杂区22，其中第一区域的极性与硅衬底10极性相反，第二区域的极性与硅衬底10极性相同，因此在本实施例中，其第一区域中的第一掺杂区21为P型掺杂区，第二区域中的第二掺杂区22为N型掺杂区，可以理解的，在本发明的其他实施例中，当硅衬底10为P型硅片时，则第一掺杂区21相应为N型掺杂区，第二掺杂区22相应为P型掺杂区。
进一步的，在本发明的一个实施例中，第一掺杂区21和第二掺杂区22均包括第一掺杂层211、钝化层212、及第二掺杂层213，保护区23包括绝缘层231和与第二掺杂区22极性相同的第三掺杂层232，也即是说，其第一区域具体包括第一掺杂层211、钝化层212、第二掺杂层213、绝缘层231、及第三掺杂层232，且其第三掺杂层232的极性与其第二掺杂层213的极性相反，其第二区域具体包括第一掺杂层211、钝化层212、第二掺杂层213。也即是说第一区域相较第二区域具体多了保护区23中的绝缘层231及第三掺杂层232。进一步的，其保护区23设有开口，以使第一导电层穿过其开口后与第一掺杂区21连接，也即绝缘层231及第三掺杂层232设置有贯穿的开口，使得第一导电层可穿过其开口后与第二掺杂层213连接。其中，需要指出的是，如图1所示，其开口设置在绝缘层231及第三掺杂层232的中部位置，使得在第一导电层穿过开口与第二掺杂层213连接时，其位于第一导电层外围的绝缘层231及第三掺杂层232可形成对第一导电层的隔离保护。因此根据本实施例中的背面接触结构20所制备的电池中，如图2及图3所示，由于保护区23围绕在第一导电层的外围，使得形成了电池中发射极与背表面场上设置的第一导电层的隔离，从而降低了空间电荷区的负荷；同时其保护区23还起到了一个污染物阻挡的作用，降低了表面沾污的敏感性；同时其保护区23所开设的开口可以作为后续第一导电层制备时的对准参考，使得第一导电层制备得更加精确。本实施例中所设置的保护区23中的第三掺杂层232设置在最外层使得起到抗划伤效果，避免对其保护区23内侧的第一掺杂区21造成划伤；同时由于在第一掺杂区21上设置保护区23，而在第二掺杂区22上不做任何处理，使得第二掺杂区22的高度低于保护区23的高度，使得在传输过程中仅有保护区23与皮带相贴合，而第二掺杂区22与皮带之间存在一定的间隙而实现悬空，因此避免皮带传输过程中对第二掺杂区22造成划伤。
进一步的，在本发明的一个实施例中，第一掺杂区21和第二掺杂区22之间设有隔离区24；且第一掺杂区21和第二掺杂区22的高度均高于隔离区24的高度。其中需要指出的是，其所指出的高度为由硅衬底10正面至所对应结构之间的距离，如第一掺杂区21的高度具体指的是硅衬底10正面至第一掺杂区21中最外层的第三掺杂层232之间的距离，而隔离区24的高度具体指的是硅衬底10正面至隔离区24之间的距离。具体的在本发明的一个实施例中，该隔离区24为沟槽，其中第一掺杂区21和第二掺杂区22为在硅衬底10背面上进行设置，而沟槽为在硅衬底10背面向其内部进行开设，因此其隔离区24的高度必定小于第一掺杂区21和第二掺杂区22的高度，参照图2所示。其中第二掺杂区22与隔离区24之间的高度差为0.5-8um。其中通过在第一掺杂区21和第二掺杂区22之间设有的沟槽，而使得将第一掺杂区21和第二掺杂区22分隔开，避免第一掺杂区21和第二掺杂区22相互之间无阻隔连接在一起而产生的漏电等不良现象。需要指出的是，其沟槽与硅衬底10接触的表面形貌可以设置有粗糙纹理结构，其中该粗糙纹理结构通常通过制绒形成，其包括但不限于碱抛光面、机械抛光面、随机金字塔状、倒金字塔状、球冠状、V型槽状、及介于上述形貌之间的形貌，其通常可通过酸制绒时形成不规则的半球型纹理、通过碱制绒时形成金字塔状纹理、或先通过碱制绒形成金字塔状纹理后再经酸制绒对金字塔塔尖进行圆滑处理，此时硅衬底10背面沟槽处所形成的表面形貌有利于增加硅衬底10对光的吸收和再利用，使得增加短路电流密度，从而提高太阳能电池转化效率。
进一步的，在本发明的其他实施例中，该隔离区24还可以为由硅衬底10基体所形成的凸台，此时其硅衬底10背面间隔设置有凹槽，第一区域和第二区域交替设置在各个凹槽内，其凹槽可通过激光熔蚀方式或通过掩膜(如硬掩膜、氧化硅掩膜、氮化硅掩膜、光刻胶掩膜等)以及湿法/干法刻蚀的组合方式制作形成，此时由于其硅衬底10背面所间隔开设的凹槽，使得其位于硅衬底10的两相邻凹槽之间区域大体呈一凸台形状，因此其硅衬底10的背面图案大体呈现出由凹槽和凸台相互交错设置形成，而此时其凸台作为第一掺杂区21和第二掺杂区22之间的隔离区24，同时其第一掺杂区21和第二掺杂区22的高度均高于隔离区24的高度，因此其第一掺杂区21和第二掺杂区22中最外层的第三掺杂层232均伸出于凹槽顶端的凸台表面，此时通过硅衬底10自身凹槽之间的凸台结构即可实现对分别设置在各个凹槽内的第一掺杂区21和第二掺杂区22的阻隔。相应需要指出的是，其凸台结构的表面形貌也可以设置有粗糙纹理结构，具体参照上述所述。当然可选的，第一掺杂区21和第二掺杂区22之间还可以在凸台结构或凹槽中设置沟槽，使得第一掺杂区21和第二掺杂区22通过硅衬底10自身凹槽之间的凸台结构以及沟槽结构实现双重隔离。
进一步的，在本发明的一个实施例中，其凹槽为圆弧形、梯形、或方形。其中凹槽优选设置为圆弧形或梯形，其中由于凹槽设置为圆弧形或梯形时，其凹槽内壁所反射光的效果更好，同时其还可增加钝化层212与第一掺杂层211所接触的表面积。当然由于凹槽设置为方形时，其实际生产工艺更为简单，同时需要指出的是，其各个凹槽的形状可以相同或不同，例如设置第一掺杂区21的凹槽和设置第二掺杂区22的凹槽均为方形，或设置第一掺杂区21的凹槽为方形，设置第二掺杂区22的凹槽为圆弧形等，因此其根据实际使用需要对各个凹槽形状进行设置，在此不做具体限定。进一步的，其各个凹槽的宽度及深度可设置相同或不同，其根据实际使用需要进行设置，在此不做具体限定。
进一步的，在本发明的一个实施例中，第一掺杂区21的高度高于第二掺杂区22的高度。具体的，其可以为通过分别控制第一掺杂区21和第二掺杂区22中的第一掺杂层211、钝化层212、及第二掺杂层213的各膜层结构的厚度不同，而使得第一掺杂区21的高度高于第二掺杂区22的高度。当然，其还可以为在硅衬底10背面间隔设置有凹槽，并将第一掺杂区21设置在凹槽外，第二掺杂区22设置在凹槽内，而使得第一掺杂区21的高度高于第二掺杂区22的高度，参照图3所示。优选的，第一掺杂区21与第二掺杂区22之间的高度差为1-8um，也即是在第一掺杂区21和第二掺杂区22的膜层厚度相同的情况下，其凹槽的深度为优选为1-8um。其中为实现第一掺杂区21和第二掺杂区22之间的阻隔，其可在第一掺杂区21和第二掺杂区22之间设有沟槽，此时通过沟槽将第一掺杂区21和第二掺杂区22分隔开。其也可将第一掺杂区21设置在凹槽外的部分区域，第二掺杂区22设置在凹槽内的部分区域，使得凹槽内外未覆盖第一掺杂区21及第二掺杂区22的硅衬底10实现将第一掺杂区21和第二掺杂区22分隔开。更进一步的，第二掺杂区22与隔离区24之间的高度差为0.5-8um。
其中，在本发明的一个实施例中，其第一掺杂区21和第二掺杂区22中的钝化层212优选为氧化层、碳化硅层、及非晶硅层中的一种或多种组合；作为本发明的一些示例，例如其钝化层212可以为单一材料的氧化层、也可以为多种材料的氧化层和非晶硅层的组合、还可以为单一材料的多层不同折射率的非晶硅的组合，此外，其钝化层212还可以为氮氧化硅层、氮化硅层等。可以理解的，其钝化层212的具体结构布置包括但不限于上述所罗列的几种方式，其根据实际使用需要对钝化层212进行相应设置，在此不做具体限定。进一步的，其钝化层212的厚度为0.5-10nm。作为本发明的优选实施例，其钝化层212的厚度优选为0.8-2nm。此时其第一掺杂区21和第二掺杂区22中的钝化层212的厚度可设置为如现有技术中的隧穿层厚度，也可设置为较现有的隧穿层厚度更厚等，其根据实际使用需要进行设置，在此不做具体限定。
在本发明的一个优选实施例中，具体的，其钝化层212优选为氧化层和碳化硅层，此时氧化层和碳化硅层由硅衬底10向外依次排列，其氧化层与内侧的第一掺杂层211相接触，其碳化硅层与外侧的第二掺杂层213相接触。进一步的，其氧化层优选由氧化硅层、氧化铝层中的一层或多层组成；因此，其钝化层212也还可为氧化层中的氧化硅层与氧化铝层的结合。其中，钝化层212中的碳化硅层包括氢化碳化硅层。此时氢化碳化硅层中的氢，在扩散机理及热效应的作用下进入硅衬底10中，使得中和硅衬底10背面的悬挂键，将硅衬底10的缺陷钝化好，从而将禁带中的能带转入价带或者导带，使得提高载流子通过该钝化层212进入第二掺杂层213的几率。
进一步的，在本发明的一个实施例中，如图1所示，其第一掺杂区21和第二掺杂区22中的钝化层212为孔洞区域中具有第一掺杂层211和/或第二掺杂层213的多孔结构，此时该钝化层212为一多孔结构，其多孔结构可以通过额外的化学腐蚀、干法刻蚀或热扩散冲击等方式制备形成，其根据实际使用需要进行制备，在此不做具体限定。需要指出的是，其多孔结构为在俯视角度观察该钝化层212时呈现多孔结构，而在横截面角度观察该钝化层212时则显示为多通道结构。此时多孔结构中的孔洞存在完全贯穿该钝化层212；也存在不完全贯穿该钝化层212，而在钝化层212表面形成凹槽/缺口。其中多孔结构的孔径小于20um，其具体可以为各个孔洞的平均孔径小于20um，或者还可以为所有孔洞中的90％孔洞的孔径均小于20um。同时其多孔结构的孔洞区域的面积占多孔结构的整体面积的比值小于20％，也即其钝化层212上零散稀疏的分布着各个孔洞。
其中，在本发明的一个实施例中，其多孔结构的孔洞区域中具有第一掺杂层211和/或第二掺杂层213，也即是说，其孔洞区域中可以全部含有第一掺杂层211、或全部含有第二掺杂层213、或混合含有第一掺杂层211及第二掺杂层213。其中需要指出的是，在实际生产制备过程中，其多孔结构的孔洞区域中还可以部分含有第一掺杂层211和/或第二掺杂层213，此时其他未填充第一掺杂层211和/或第二掺杂层213的部分为空隙区域。同时还需要指出的是，其中孔洞区域中除允许填充第一掺杂层211和/或第二掺杂层213外，还允许存在因为热过程(太阳电池生产中根据工艺流程不同可以存在多道高温处理工序)沉淀或者偏析等方式生成的杂质(如含氢、氧及各类金属元素)。此时由于钝化层212设置为多孔结构，且孔洞区域中具有第一掺杂层211和/或第二掺杂层213，使得在钝化层212的孔洞区域中形成导电通道，从而为钝化层212形成良好的电阻率，其降低了钝化层212厚度对电阻影响的敏感性，从而降低了对于钝化层212厚度的控制要求，因此钝化层212的制备方法相较现有可更多样；同时在多孔结构下第二掺杂层213与硅衬底10之间通过掺杂的孔洞区域及第一掺杂层211连接，进一步降低了所制备电池的总体电阻，最终提高了电池的转化效率。
进一步的，在本发明的一个实施例中，其多孔结构的非孔洞区域中含有与第一掺杂层211和/或第二掺杂层213掺杂类型相同的掺杂剂，具体如本实施例中第一掺杂区21中的第一掺杂层211和第二掺杂层213为P型掺杂(如硼掺杂)时，此时第一掺杂区21中的钝化层212的非孔洞区域中含有扩散的P型掺杂剂。而第二掺杂区22中的第一掺杂层211和第二掺杂层213为N型掺杂(如磷掺杂)时，此时第二掺杂区22中的钝化层212的非孔洞区域中含有扩散的N型掺杂剂。
其中，在本发明的一个实施例中，第一掺杂层211位于硅衬底10与钝化层212之间，其第一掺杂层211可以为直接通过离子注入等方式直接沉积在硅衬底10上的掺杂层，此时第一掺杂层211位于硅衬底10上，相应的其钝化层212为在第一掺杂层211上所进行制备的；其第一掺杂层211也可以为通过在制备第二掺杂层213时，其掺杂源直接穿过钝化层212或通过多孔结构中的孔洞穿过后在硅衬底10中所形成的掺杂层，此时第一掺杂层211位于硅衬底10中，相应的其钝化层212为直接在硅衬底10上进行制备，进而在制备第二掺杂层213时，其经热扩散至硅衬底10中，使得硅衬底10中的一部分扩散变成其第一掺杂层211。此时，其第一掺杂层211的掺杂浓度介于硅衬底10的掺杂浓度与第二掺杂层213的掺杂浓度之间，同时在本发明的一个优选实施例中，其第一掺杂层211和第二掺杂层213的掺杂极性相同，如第一掺杂区21中的第二掺杂层213为P型掺杂层时，则第一掺杂区21中的第一掺杂层211也相应优选为P型掺杂层；而第二掺杂区22中的第二掺杂层213为N型掺杂层，第二掺杂区22中的第一掺杂层211也相应优选为N型掺杂层。此时第一掺杂区21中的第一掺杂层211和第二掺杂层213的掺杂极性与硅衬底10的掺杂极性相反。
优选的，其第一掺杂层211的材料优选设置为与硅衬底10的相同，也即硅衬底10为单晶硅片时，其第一掺杂层211也优选设置为单晶硅片，且其第一掺杂层211为掺杂有Ⅲ族或Ⅴ族元素的掺杂单晶硅层，此时当第二掺杂层213为N型掺杂层时，则其第一掺杂层211为掺杂有氮、磷、砷等Ⅴ族元素的掺杂单晶硅层；当第二掺杂层213为P型掺杂层时，则其第一掺杂层211为掺杂有硼、铝、镓等Ⅲ族元素的掺杂单晶硅层。可以理解的，当硅衬底10设置为其他类型硅片时，其第一掺杂层211也可相应设置为掺杂有Ⅲ族或Ⅴ族元素的其他类型的掺杂硅片。
进一步的，在本发明的一个实施例中，其第一掺杂层211的分布可以为离散型或者连续型，其可以为完全连续的设置在硅衬底10与钝化层212之间，也可为离散式的局域分布在钝化层212的各个孔洞区域附近，此时其第一掺杂层211分布的情况可通过掺杂工艺进行控制，其掺杂的时间越长，掺杂的量越多，其第一掺杂层211连续的比例将越高，直至在硅衬底10上形成完全覆盖的一层第一掺杂层211。进一步的，其第一掺杂层211的结深小于1.5um。其中，由于硅衬底10及钝化层212之间设置第一掺杂层211使得形成一个增强表面电子空穴的分离电场，使得提高场钝化效果；同时由于其第一掺杂层211改变了费米能级，其增加了过渡族金属的固浓度而使得增强吸杂，从而达到了一个额外的吸杂效果。
其中，在本发明的一个实施例中，其第二掺杂层213包括掺杂多晶硅层或掺杂碳化硅层或掺杂非晶硅层。其中，第二掺杂层213中的掺杂碳化硅层由不同折射率的至少一层掺杂碳化硅膜组成，且各层掺杂碳化硅膜的折射率由硅衬底10向外依次降低。需要指出的是，其掺杂碳化硅膜的厚度及其折射率可根据实际使用需要设置，其主要满足由硅衬底10向外依次降低即可，在此不做具体限定。其中由于碳化硅材料的光学带隙宽及吸收系数低，使得又能降低寄生吸收，可有效提高短路电流密度。进一步的，第二掺杂层213中的掺杂碳化硅层包括掺杂氢化碳化硅层，其掺杂氢化碳化硅层的电导率大于0.01S·cm，厚度大于10nm。相应的，其电导率和厚度还可设置为其他，其通过控制掺杂氢化碳化硅层的电导率及厚度使得满足其第二掺杂层213的电导性要求即可，在此不做具体限定。其中，需要指出的是，其第一掺杂层211和第二掺杂层213的材料可以选择相同或不同，例如第一掺杂层211和第二掺杂层213均为掺杂多晶硅；也可如第一掺杂层211为掺杂单晶硅，第二掺杂层213为掺杂碳化硅等，其根据实际使用需要进行设置，在此不做具体限定。
需要指出的是，由于第一掺杂区21和第二掺杂区22均包括第一掺杂层211、钝化层212、及第二掺杂层213。此时其第一掺杂区21中的各层结构中所选取的材料及厚度可以与第二掺杂区22中的各层结构的相同或不同，例如，其第一掺杂区21中的钝化层212具体选取为氧化硅层和碳化硅层时，其第二掺杂区22中的钝化层212可以与第一掺杂区21中的钝化层212进行相同选取，或者选取与第一掺杂区21中的钝化层212所不同材料的如氧化铝层和碳化硅层等。
同时第一掺杂区21中的钝化层212与第二掺杂区22中的钝化层212的厚度可以设置相同或不同，优选的，不管第一掺杂区21中的钝化层212与第二掺杂区22中的钝化层212的材料是否相同，其与第一掺杂层211中掺杂有Ⅲ族元素相对应的钝化层212设置的厚度更厚，而另外的与第一掺杂层211中掺杂有Ⅴ族元素相对应的钝化层212设置的厚度更薄。第一掺杂区21和第二掺杂区22中的其中一者为P型掺杂区，其中另一者为N型掺杂区时，其P型掺杂区中的钝化层212的厚度大于N型掺杂区中的钝化层212的厚度，具体在本实施例中，也即是第一掺杂区21中的钝化层212的厚度大于第二掺杂区22中的钝化层212的厚度。相应的，当硅衬底10为P型硅片时，则其第二掺杂区22中的钝化层212的厚度大于第一掺杂区21中的钝化层212的厚度。其主要原因是P型掺杂区需要掺硼等工艺，所要求的温度更高，且需经历多次热处理过程，故需更厚的钝化层212。本实施例中，其根据实际使用需要相应的设置第一掺杂区21和第二掺杂区22中的各层结构材料及厚度，在此不做具体限定。
同时本发明的优选实施例中，P型掺杂区中的钝化层212的孔洞密度大于N型掺杂区中的钝化层212的孔洞密度。其中孔洞密度所指的是为单位面积的孔洞的数量，也即在相同单位面积中，P型掺杂区中的钝化层212的孔洞数量多于N型掺杂区中的钝化层212的孔洞数量。其主要原因为P型掺杂区的导电性较差，故需要更多的孔洞来提高导电能力，同时由于P型掺杂区中的钝化层212的厚度较厚，故需要更多的孔洞来提高导电能力。具体在本实施例中，也即是第一掺杂区21中的钝化层212的孔洞密度大于第二掺杂区22中的钝化层212的孔洞密度。
其中，在本发明的一个实施例中，保护区23中的绝缘层231具体参照上述钝化层212所述，也即绝缘层231为氧化层、碳化硅层、及非晶硅层中的一种或多种组合；具体的，其绝缘层231优选为氧化层和碳化硅层，此时氧化层和碳化硅层由硅衬底10向外依次排列，其氧化层与内侧的第二掺杂层213相接触，其碳化硅层与外侧的第三掺杂层232相接触。其中，绝缘层231中的碳化硅层包括氢化碳化硅层。但需要指出的是，其绝缘层231不为上述所述的多孔结构，同时需要指出的是，其钝化层212和绝缘层231中的膜层结构可以设置相同或不同，因此钝化层212和/或绝缘层231为氧化层、碳化硅层、及非晶硅层中的一种或多种组合，此时例如钝化层212和绝缘层231均为氧化硅层和碳化硅层；也可如钝化层212为氧化硅层和碳化硅层，绝缘层231为氧化铝层和碳化硅层，其根据实际使用需要分别对钝化层212和绝缘层231进行设置，在此不做具体限定。进一步的，本实施例中，其绝缘层231的厚度为5-150nm，优选的其绝缘层231的厚度大于钝化层212的厚度。其绝缘层231中也可含有与第二掺杂层213和/或第三掺杂层232掺杂类型相同的掺杂剂。
其中，在本发明的一个实施例中，保护区23中的第三掺杂层232具体参照上述第二掺杂层213所述，也即第三掺杂层232包括掺杂多晶硅层或掺杂碳化硅层或掺杂非晶硅层。其中，第三掺杂层232中的掺杂碳化硅层由不同折射率的至少一层掺杂碳化硅膜组成，且各层掺杂碳化硅膜的折射率由硅衬底10向外依次降低。第三掺杂层232中的掺杂碳化硅层包括掺杂氢化碳化硅层，其掺杂氢化碳化硅层的电导率大于0.01S·cm，厚度大于10nm。其中，由于第二掺杂层213和第三掺杂层232中含有氢元素，在高温过程中可以往内部扩散，使得增强氢钝化。需要指出的是，其第二掺杂层213和第三掺杂层232的材料也可以选择相同或不同，因此第二掺杂层213和/或第三掺杂层232包括掺杂多晶硅层或掺杂碳化硅层或掺杂非晶硅层。同时需要指出的是，第一掺杂区21中的第二掺杂层213与保护区23中的第三掺杂层232的掺杂极性相反。如本实施例中，第一掺杂区21中的第二掺杂层213为P型掺杂层，此时其保护区23中的第三掺杂层232为N型掺杂层。其中第三掺杂层232改变费米能级，增加了界面缺陷，使得在界面缺陷上可形成非均匀成核点而使得吸杂效果增强，从而达到了一个额外的吸杂效果。
其中，在本发明的一个实施例中，其背面接触结构20制作时可先在硅衬底10背面制备第一掺杂区21，参照上述所述，先制备第一掺杂区21中的钝化层212，然后通过额外的化学腐蚀、干法刻蚀或热扩散冲击等方式使得在钝化层212上制备形成多孔结构，然后在制备第一掺杂区21中第二掺杂层213，具体如在钝化层212上沉积本征非晶硅，然后在本征非晶硅上沉积含硼、铝、镓等的P型掺杂源或注入含有硼、铝、镓等元素的P型离子，然后通过高温晶化处理，使得原本征非晶硅变成P型掺杂多晶硅，此时在高温晶化处理过程中，其掺杂源直接穿过钝化层212或通过多孔结构中的孔洞穿过后在硅衬底10中形成第一掺杂层211，从而在硅衬底10的整个背面制备得到第一掺杂区21。然后在所需制备第二掺杂区22的位置进行图形化刻蚀处理(如掩膜处理)，使得去除待制备第二掺杂区22的位置上的第一掺杂区21而露出硅衬底10，进一步的，在硅衬底10的整个背面制备第二掺杂区22，其制备流程参照上述所述，其中由于第二掺杂区22中的钝化层212及第二掺杂层213与保护区23中的绝缘层231及第三掺杂层232的结构相似且可采用相同的材料，同时第二掺杂区22中的第二掺杂层213与保护区23中的第三掺杂层232的掺杂极性相同，因此其第二掺杂区22和保护区23可复用相同工艺同步进行制作，但需指出的是，其绝缘层231在沉积制备时不需要通过额外的化学腐蚀、干法刻蚀或热扩散冲击等方式制备多孔结构，且绝缘层231的沉积时间较第二掺杂区22中的钝化层212的沉积时间长，因此其绝缘层231的厚度大于其第二掺杂区22中的钝化层212的厚度。此时保护区23是第二掺杂区22工艺生产过程中产生的中间物，其通过图形化的设计进行局域保留得到，而使得不需要增加额外的工艺生成，使得减少工艺流程、工艺时间及工艺成本。
本实施例中，通过在第一掺杂区上设置保护区，而在第二掺杂区上不做任何处理，使得保护区中的第三掺杂层设置在最外层从而起到抗划伤效果，避免对其保护区内侧的第一掺杂区造成划伤，同时由于第二掺杂区的高度低于保护区的高度，使得在传输过程中仅有保护区与皮带相贴合，而第二掺杂区与皮带之间存在一定的间隙而实现悬空，因此避免皮带传输过程中对第二掺杂区造成划伤，使得其避免了皮带传输过程中对第一掺杂区及第二掺杂区造成划伤的问题，解决了现有电池制备过程中存在皮带传输所产生的划伤的问题。
同时由于第二掺杂区中的钝化层及第二掺杂层与保护区中的绝缘层及第三掺杂层的结构相似且可采用相同的材料，同时第二掺杂区中的第二掺杂层与保护区中的第三掺杂层的掺杂极性相同，因此其第二掺杂区和保护区可复用相同工艺同步进行制作，使得保护区可以作为第二掺杂区工艺生产过程中产生的中间物，其通过图形化的设计进行局域保留得到，而使得不需要增加额外的工艺生成，使得减少工艺流程、工艺时间及工艺成本。同时保护区设置开口，且使第一导电层穿过开口与第一掺杂区连接，使得其第一导电层设置在第一掺杂区上，因此位于第一导电层外围的第一掺杂区可形成对第一导电层的隔离保护，从而在背面接触结构所制备的电池中形成发射极与背表面场上设置的第一导电层的隔离，使得提高了隔离效果，降低了空间电荷区的复合。同时其保护区还起到了一个污染物阻挡的作用，降低了表面沾污的敏感性；同时保护区所开设的开口可以作为后续第一导电层制备时的对准参考，使得第一导电层制备得更加精确；同时由于其第一掺杂层改变了费米能级，其增加了过渡族金属的固浓度而使得增强吸杂，其第三掺杂层改变费米能级，增加了界面缺陷，使得在界面缺陷上可形成非均匀成核点而使得吸杂效果增强，从而达到了一个额外的吸杂效果；同时通过第一掺杂区和第二掺杂区之间设有隔离区，使得可以实现第一掺杂区和第二掺杂区之间的分隔，避免第一掺杂区和第二掺杂区相互之间无阻隔连接在一起而产生的漏电等不良现象；同时通过将钝化层设置为多孔结构，且孔洞区域中镶嵌有第一掺杂层和/或第二掺杂层，使得在钝化层的孔洞区域中形成导电通道，从而为钝化层形成良好的电阻率，其降低了钝化层厚度对电阻影响的敏感性，从而降低了对于钝化层厚度的控制要求，因此钝化层的制备方法相较现有可更多样；同时硅衬底及钝化层之间设置第一掺杂层使得形成一个增强表面电子空穴的分离电场，使得提高场钝化效果；同时第二掺杂层和第三掺杂层中含有氢元素，在高温过程中可以往内部扩散，使得增强氢钝化。
实施例二
本发明第二实施例提供了一种太阳能电池，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，参照图2及图3所示，本发明实施例提供的太阳能电池包括：
硅衬底10；
设置在硅衬底10背面的前述实施例所述的背面接触结构20；
设置在硅衬底10正面的第一电介质层30；
设置在背面接触结构20中的第一掺杂区21上的第一导电层40和设置在背面接触结构20中的第二掺杂区22上的第二导电层50；及
设置于背面接触结构20上，且设置于第一导电层40和第二导电层50之间的第二电介质层60。
其中，在本发明的一个实施例中，第一电介质层30和第二电介质层60为氧化铝层、氮化硅层、氮氧化硅层、碳化硅层、非晶硅层及氧化硅层中的一种或多种组合。其中，该第一电介质层30和第二电介质层60起钝化作用，且其第一电介质层30和第二电介质层60至少设置为一层结构，其各层折射率由硅衬底10向外设置为依次降低排布，使得靠近硅衬底10的膜层起钝化作用，而远离硅衬底10的膜层起减反射作用，使得可以增强减反射效果，从而增加硅衬底10对光的吸收和利用，使得增加短路电流密度。其中第一电介质层30和第二电介质中的每层不同结构的膜层还可由不同折射率的多层膜组成，且依照上述所述的各层膜层的折射率由硅衬底10向外设置为依次降低的方式排布，其例如第一电介质层30中的氧化硅层可以为由硅衬底10向外折射率依次降低的多层氧化硅膜组成。
其中，需要指出的是，该第一电介质层30和第二电介质层60的结构可以布置相同或不相同，其根据实际使用需要相应的对第一电介质层30和第二电介质层60进行各膜层结构的设置，在此不做具体限定。优选的，其第一电介质层30和第二电介质层60设置为相同，使得可以为通过同一工艺分别对硅衬底10进行正反面的制备得到其第一电介质层30和第二电介质层60。
在发明的优选实施例中，其第一电介质层30和/或第二电介质层60优选为氧化铝层和碳化硅层两层结构，或者氧化硅层和碳化硅层两层结构；此时第一电介质层30的整体厚度大于50nm，第二电介质层60的整体厚度大于25nm。可以理解的，其第一电介质层30和第二电介质层60的具体结构布置包括但不限于上述所罗列的具体示例。
进一步的，在本发明的一个实施例中，第一电介质层30中的氧化铝层或氧化硅层的厚度小于40nm，第二电介质层60中的氧化铝层或氧化硅层的厚度小于25nm，第一电介质层30和/或第二电介质层60中的碳化硅层的厚度大于10nm。此时第一电介质层30和/或第二电介质层60中的碳化硅层不仅提供氢钝化效果，同时由于光学带隙大，吸收系数小，使得可减少寄生光吸收。
需要指出的是，本发明实施例所指出的多层结构中，其顺序均为由硅衬底10向外排布，例如上述所述的当第一电介质层30为氧化铝层和碳化硅层时，则其氧化铝层靠近硅衬底10，而碳化硅层靠近外侧。同时需要指出的是，在说明书附图中，如图2及图3所示，其仅示出第一电介质层30和第二电介质层60为两层结构，可以理解的，其第一电介质层30和第二电介质层60还可以为其他层数，其具体结构根据实际需要进行设置，并不完全依照说明书附图所示。同时需要指出的是，在本发明的各个附图中，其仅用于描述其太阳能电池中的具体各结构分布，但其并非为对应各结构的实际尺寸大小，其在附图中并未完全对应出本实施例中所具体的实际尺寸大小，其应当依照本实施例中所提供的具体参数为准。
更进一步的，第一电介质层30和/或第二电介质层60中的碳化硅层由不同折射率的至少一层碳化硅膜组成。其中，各层碳化硅膜的折射率由硅衬底10向外依次降低。可选的，上述各种材料的折射率一般可选定为：单晶硅的折射率为3.88；非晶硅的折射率为3.5-4.2；多晶硅的折射率为3.93，碳化硅的折射率为2-3.88，氮化硅的折射率为1.9-3.88，氮氧化硅的折射率为1.45-3.88，氧化硅的折射率为1.45，氧化铝的折射率为1.63。可以理解的，其上述各种材料的折射率还可根据实际使用需要设置为其他，在此不做具体限定。
更进一步的，在本发明的一个实施例中，其第一电介质层30和/或第二电介质层60的外层还设有氟化镁层，也即上述第一电介质层30和第二电介质层60所选定的氧化铝层、氮化硅层、氮氧化硅层、碳化硅层、非晶硅层及氧化硅层中的一种或多种组合的基础上，其第一电介质层30和/或第二电介质层60的外层还可设置一层氟化镁层。其中氟化镁层的折射率要求最低，一般其折射率设置为1.4，其用于起增强减反射的光学作用。
更进一步的，在本发明的一个实施例中，硅衬底10正面和第一电介质层30之间还设有电场层或浮动结，其具体为硅衬底10进行磷扩散制得电场层、或进行硼扩散制得浮动结，此时其电场层或浮动结作为该太阳能电池的前表面电场。
进一步的，在本发明的一个实施例中，其硅衬底10正面在制备第一电介质层30之前还进行制绒工艺，使得其正面所形成的形貌包括但不限于碱抛光面、机械抛光面、随机金字塔状、倒金字塔状、球冠状、V型槽状、及介于上述形貌之间的形貌，此时硅衬底10正面所形成的表面形貌有利于降低正面太阳光的反射，提高太阳能电池转化效率。
其中，在本发明的一个实施例中，其第一导电层40和/或第二导电层50为TCO透明导电膜和/或金属电极。其中，金属电极包括银电极、铜电极、铝电极、锡包铜电极或银包铜电极。进一步的，铜电极为电镀工艺制备的电镀铜或物理气相沉积制备的铜电极。其中该电镀铜以镍、铬、钛、钨电极作为其种子层或保护层。需要指出的是，其第一导电层40和第二导电层50也可以选择相同或者不同，例如其第一导电层40和第二导电层50均选用铝电极；或如第一导电层40选用银电极，而第二导电层50选用铝电极。
进一步的，在本发明的一个实施例中，其第一导电层40设置在第一掺杂区21上，且设置于保护区23所开设的开口中，其第二导电层50设置在第二掺杂区22上。此时第二电介质层60设置于背面接触结构20上，且设置于第一导电层40和第二导电层50之间，此时相应的，第二电介质层60设于除第一导电层40及第二导电层50外的整个硅衬底10背面最外侧，其参照图2及图3所示，此时隔离区24为沟槽时，其第二电介质层60也覆盖于其沟槽上。相应的，在制备时，也可先将第二电介质层60完全覆盖在硅衬底10的整个背面上，然后其第一导电层40通过穿孔等方式穿设过该第二电介质层60形成与第一掺杂区21的电连接；第二导电层50通过穿孔等方式穿设过该第二电介质层60形成与第二掺杂区22的电连接。其中第一导电层40和第二导电层50的导电极性根据第一掺杂区21及第二掺杂区22的极性进行确定，在此不做具体限定。
本实施例中，通过在第一掺杂区上设置保护区，而在第二掺杂区上不做任何处理，使得保护区中的第三掺杂层设置在最外层从而起到抗划伤效果，避免对其保护区内侧的第一掺杂区造成划伤，同时由于第二掺杂区的高度低于保护区的高度，使得在传输过程中仅有保护区与皮带相贴合，而第二掺杂区与皮带之间存在一定的间隙而实现悬空，因此避免皮带传输过程中对第二掺杂区造成划伤，使得其避免了皮带传输过程中对第一掺杂区及第二掺杂区造成划伤的问题，解决了现有电池制备过程中存在皮带传输所产生的划伤的问题。
同时由于第二掺杂区中的钝化层及第二掺杂层与保护区中的绝缘层及第三掺杂层的结构相似且可采用相同的材料，同时第二掺杂区中的第二掺杂层与保护区中的第三掺杂层的掺杂极性相同，因此其第二掺杂区和保护区可复用相同工艺同步进行制作，使得保护区可以作为第二掺杂区工艺生产过程中产生的中间物，其通过图形化的设计进行局域保留得到，而使得不需要增加额外的工艺生成，使得减少工艺流程、工艺时间及工艺成本。同时保护区设置开口，且使第一导电层穿过开口与第一掺杂区连接，使得其第一导电层设置在第一掺杂区上，因此位于第一导电层外围的第一掺杂区可形成对第一导电层的隔离保护，从而在背面接触结构所制备的电池中形成发射极与背表面场上设置的第一导电层的隔离，使得提高了隔离效果，降低了空间电荷区的复合。同时其保护区还起到了一个污染物阻挡的作用，降低了表面沾污的敏感性；同时保护区所开设的开口可以作为后续第一导电层制备时的对准参考，使得第一导电层制备得更加精确；同时由于其第一掺杂层改变了费米能级，其增加了过渡族金属的固浓度而使得增强吸杂，其第三掺杂层改变费米能级，增加了界面缺陷，使得在界面缺陷上可形成非均匀成核点而使得吸杂效果增强，从而达到了一个额外的吸杂效果；同时通过第一掺杂区和第二掺杂区之间设有隔离区，使得可以实现第一掺杂区和第二掺杂区之间的分隔，避免第一掺杂区和第二掺杂区相互之间无阻隔连接在一起而产生的漏电等不良现象；同时通过将钝化层设置为多孔结构，且孔洞区域中镶嵌有第一掺杂层和/或第二掺杂层，使得在钝化层的孔洞区域中形成导电通道，从而为钝化层形成良好的电阻率，其降低了钝化层厚度对电阻影响的敏感性，从而降低了对于钝化层厚度的控制要求，因此钝化层的制备方法相较现有可更多样；同时硅衬底及钝化层之间设置第一掺杂层使得形成一个增强表面电子空穴的分离电场，使得提高场钝化效果；同时第二掺杂层和第三掺杂层中含有氢元素，在高温过程中可以往内部扩散，使得增强氢钝化。
实施例三
本发明第三实施例还提供一种电池组件，该电池组件包括前述实施例二所述的太阳能电池。
实施例四
本发明第四实施例还提供一种光伏系统，包括如前述实施例三所述的电池组件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (31)

1.一种太阳能电池的背面接触结构，其特征在于，包括：
间隔设置在硅衬底背面的与所述硅衬底极性相反的第一掺杂区、和与所述硅衬底极性相同的第二掺杂区，所述第一掺杂区上设有保护区；
所述第一掺杂区和所述第二掺杂区均包括第一掺杂层、钝化层、及第二掺杂层；
所述保护区包括绝缘层和与所述第二掺杂区极性相同的第三掺杂层；
所述第一掺杂区和所述第二掺杂区之间设有隔离区；
所述保护区设有开口，以使第一导电层与所述第一掺杂区连接；
所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的高度均高于所述隔离区的高度。
2.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一掺杂区的高度高于所述第二掺杂区的高度。
3.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述钝化层为孔洞区域中具有所述第一掺杂层和/或所述第二掺杂层的多孔结构。
4.如权利要求3所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区中的其中一者为P型掺杂区，其中另一者为N型掺杂区，所述P型掺杂区中的钝化层的厚度大于所述N型掺杂区中的钝化层的厚度。
5.如权利要求3所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区中的其中一者为P型掺杂区，其中另一者为N型掺杂区，所述P型掺杂区中的钝化层的孔洞密度大于所述N型掺杂区中的钝化层的孔洞密度。
6.如权利要求3所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层的掺杂极性相同。
7.如权利要求2所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一掺杂区与所述第二掺杂区之间的高度差为1-8um。
8.如权利要求1或2所述的背面接触结构，其特征在于，所述第二掺杂区与所述隔离区之间的高度差为0.5-8um。
9.如权利要求3所述的背面接触结构，其特征在于，所述多孔结构中的孔径小于20um。
10.如权利要求3所述的背面接触结构，其特征在于，所述多孔结构的孔洞区域的面积占所述多孔结构的整体面积的比值小于20％。
11.如权利要求3所述的背面接触结构，其特征在于，所述钝化层的厚度为0.5-10nm。
12.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述钝化层和/或所述绝缘层为氧化层、碳化硅层、及非晶硅层中的一种或多种组合。
13.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一掺杂层的掺杂浓度介于所述硅衬底的掺杂浓度与所述第二掺杂层的掺杂浓度之间。
14.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一掺杂层的结深小于1.5um。
15.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一掺杂层为掺杂有Ⅲ族或Ⅴ族元素的掺杂单晶硅层。
16.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第二掺杂层和/或所述第三掺杂层包括掺杂多晶硅层或掺杂碳化硅层或掺杂非晶硅层。
17.如权利要求16所述的背面接触结构，其特征在于，所述第二掺杂层和/或所述第三掺杂层中的掺杂碳化硅层由不同折射率的至少一层掺杂碳化硅膜组成，且各层所述掺杂碳化硅膜的折射率由硅衬底向外依次降低。
18.如权利要求16所述的背面接触结构，其特征在于，所述第二掺杂层和/或所述第三掺杂层中的掺杂碳化硅层包括掺杂氢化碳化硅层，所述掺杂氢化碳化硅层的电导率大于0.01S·cm，厚度大于10nm。
19.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度为5-150nm。
20.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度大于所述钝化层的厚度。
21.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
硅衬底；
设置在所述硅衬底背面的如权利要求1-20任一项所述的背面接触结构；
设置在所述硅衬底正面的第一电介质层；
设置在所述背面接触结构中的第一掺杂区上的第一导电层和设置在所述背面接触结构中的第二掺杂区上的第二导电层；及
设置于所述背面接触结构上，且设置于所述第一导电层和所述第二导电层之间的第二电介质层。
22.如权利要求21所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一电介质层和所述第二电介质层为氧化铝层、氮化硅层、氮氧化硅层、碳化硅层、非晶硅层及氧化硅层中的一种或多种组合。
23.如权利要求22所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一电介质层和/或所述第二电介质层为氧化铝层和碳化硅层，或者氧化硅层和碳化硅层；
所述第一电介质层的厚度大于50nm，所述第二电介质层的厚度大于25nm。
24.如权利要求23所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一电介质层中的氧化铝层或氧化硅层的厚度小于40nm，所述第二电介质层中的氧化铝层或氧化硅层的厚度小于25nm，所述第一电介质层和/或所述第二电介质层中的碳化硅层的厚度大于10nm。
25.如权利要求22或23所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一电介质层和/或所述第二电介质层中的碳化硅层由不同折射率的至少一层碳化硅膜组成，且各层所述碳化硅膜的折射率由硅衬底向外依次降低。
26.如权利要求22所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一电介质层和/或所述第二电介质层的外层还设有氟化镁层。
27.如权利要求21所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一导电层和所述第二导电层为TCO透明导电膜和/或金属电极。
28.如权利要求27所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属电极包括银电极、铜电极、铝电极、锡包铜电极或银包铜电极。
29.如权利要求21所述的太阳能电池，其特征在于，所述硅衬底正面和所述第一电介质层之间还设有电场层或浮动结。
30.一种电池组件，其特征在于，所述电池组件包括如权利要求21-29任意一项所述的太阳能电池。
31.一种光伏系统，其特征在于，所述光伏系统包括如权利要求30所述的电池组件。
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