CN113629162A - 硅基太阳能电池单元及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供硅基太阳能电池单元及其制造方法。该电池单元包括：p型硅基底，其具有第一表面和与第二表面；第一掺杂层，其完全覆盖硅基底的第一表面并且掺杂有p型的掺杂粒子；第一钝化层，其设在第一掺杂层的背向硅基底的表面；钝化介质层，其完全覆盖硅基底的第二表面；选择性载流子传输层，其设在钝化介质层的背向硅基底的表面并且掺杂有n型的掺杂粒子；以及第二钝化层，其设在选择性载流子传输层的背向硅基底的表面。钝化介质层和选择性载流子传输层组成钝化接触结构。由于钝化接触结构完全覆盖第二表面，该电池单元的结构可以具有简化的制造工艺。此外，由于该硅基底为p型硅基底，硅基底的成本被降低，从而电池单元的成本被降低。

Description

硅基太阳能电池单元及其制造方法
技术领域
本公开的实施例涉及一种硅基太阳能电池单元的制造方法和一种硅基太阳能电池单元的制造方法。
背景技术
人类的生存和发展离不开能源。太阳能是可在生、量大的、清洁的能源之一。硅基太阳能电池是一类把光能直接转化为电能的半导体器件。PERC(Passivated Emitter andRear Cell，钝化发射极背面接触电池)电池结构由于其高的光电转换效率而成为现今硅基太阳能电池技术发展的主流方向。PERC电池结构相比于常规的铝背场电池结构，还设置有背面钝化层，从而降低了少数载流子复合。例如，已经提出了一种具有PERC结构的硅基太阳能电池，其将p-n结置于电池片的背面，从而大大减小了非晶硅薄膜对于光线的吸收，有效提高了电池的光电转换效率。然而，这样的硅基太阳能电池制造步骤复杂且成本高。希望硅基太阳能电池单元具有简化的制造步骤和较低的成本。
发明内容
本公开的实施例提供一种硅基太阳能电池单元，包括：p型硅基底，所述硅基底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；第一掺杂层，其完全覆盖所述硅基底的第一表面，所述第一掺杂层掺杂有p型的掺杂粒子；第一钝化层，其设在所述第一掺杂层的背向所述硅基底的表面；钝化介质层，其完全覆盖所述硅基底的第二表面；选择性载流子传输层，其设在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面，所述选择性载流子传输层掺杂有n型的掺杂粒子；以及第二钝化层，其设在所述选择性载流子传输层的背向所述硅基底的表面。
钝化介质层和选择性载流子传输层组成钝化接触结构。由于第一掺杂层完全覆盖第一表面，钝化接触结构也是完全覆盖第二表面，与形成局部掺杂或局部钝化接触结构的电池单元相比，该电池单元的结构可以具有简化的制造工艺。此外，由于该硅基底为p型硅基底，硅基底的成本被降低，从而电池单元的成本被降低。
例如，在一些实施例中，所述硅基底和所述第一掺杂层为单晶硅或多晶硅。
例如，在一些实施例中，所述选择性载流子传输层包括微晶硅、非晶硅和多晶硅中的一种或多种。
例如，在一些实施例中，所述第一钝化层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、硅层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
例如，在一些实施例中，所述第二钝化层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、硅层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
例如，在一些实施例中，所述钝化介质层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
例如，在一些实施例中，所述钝化介质层的厚度在0.1nm-10.0nm的范围内。
例如，在一些实施例中，所述电池单元还包括：多个第一接触电极，所述多个第一接触电极穿过所述第一钝化层与所述第一掺杂层欧姆接触；以及多个第二接触电极，所述多个第二接触电极穿过所述第二钝化层与所述选择性载流子传输层欧姆接触。
本公开的实施例还提供一种制造硅基太阳能电池单元的方法，其中，所述方法包括：提供p型硅基底，所述硅基底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；在所述硅基底的第一表面中形成第一掺杂层，其完全覆盖所述硅基底的第一表面并且掺杂有p型的掺杂粒子；在所述第一掺杂层的背向所述硅基底的表面形成第一钝化层；在所述硅基底的第一表面上形成钝化介质层，其完全覆盖所述硅基底的第二表面；在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成选择性载流子传输层，所述选择性载流子传输层掺杂有n型的掺杂粒子；以及在所述选择性载流子传输层的背向所述硅基底的表面形成第二钝化层。
例如，在一些实施例中，在所述硅基底的第一表面中形成第一掺杂层包括：在所述硅基底的第一表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层；以及对形成所述第一掺杂源层的所述硅基底进行高温退火处理，激活p型的掺杂粒子以在所述硅基底的所述第一表面中形成第一掺杂层。
例如，在一些实施例中，通过物理气相沉积在所述硅基底的第一表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层。
例如，在一些实施例中，在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成选择性载流子传输层包括：在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成：具有n型的掺杂粒子的选择性载流子传输前置层，或者本征的选择性载流子传输前置层和具有n型的掺杂粒子的第二掺杂源层的叠层；以及对形成所述选择性载流子传输前置层的所述硅基底进行高温退火处理，激活n型的掺杂粒子并使选择性载流子传输前置层晶化以形成所述选择性载流子传输层。
例如，在一些实施例中，通过物理气相沉积在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成具有n型的掺杂粒子的选择性载流子传输前置层，或者本征的选择性载流子传输前置层和具有n型的掺杂粒子的第二掺杂源层的叠层。
例如，在一些实施例中，对形成所述第一掺杂源层和所述选择性载流子传输前置层的所述硅基底进行高温退火处理，激活p型的掺杂粒子以在所述硅基底的所述第一表面中形成第一掺杂层，同时激活n型的掺杂粒子并使选择性载流子传输前置层晶化以形成所述选择性载流子传输层。
例如，在一些实施例中，在同一设备中，通过物理气相沉积在所述硅基底的第一表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层，并且通过物理气相沉积在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成具有n型的掺杂粒子的选择性载流子传输前置层，或者本征的选择性载流子传输前置层和具有n型的掺杂粒子的第二掺杂源层的叠层。
例如，在一些实施例中，通过以下中的任一种形成所述钝化介质层：低温炉管氧化工艺、硝酸氧化工艺、臭氧氧化工艺、原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺和快速等离子体沉积工艺。
例如，在一些实施例中，通过管式等离子体增强化学气相沉积或原子层沉积形成所述第一钝化层和第二钝化层。
例如，在一些实施例中，所述方法还包括：通过丝网印刷分别在所述第一钝化层和所述第二钝化层的背向所述硅基底的表面上印刷金属接触浆料，再通过烧结得到凝固的所述第一接触电极和所述第二接触电极。所述多个第一接触电极穿过所述第一钝化层与所述第一掺杂层欧姆接触，所述多个第二接触电极穿过所述第二钝化层与所述选择性载流子传输层欧姆接触。
例如，在一些实施例中，通过以下中的任一种形成所述第一掺杂源层：离子注入、印刷为浆料的第一掺杂源层、化学气相沉积和物理气相沉积。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，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相关的附图。
图1是根据本公开的第一实施例的电池单元的剖面示意图；
图2是根据第一实施例的电池单元的制造方法的流程示意图；
图3A-3H分别是根据第一实施例的电池单元的制造方法的不同步骤对应的结构示意图；
图4是根据本公开的第二实施例的电池单元的制造方法的流程示意图；
图5A和图5B是根据第二实施例的制造方法的步骤的示意图，其中图5A是通过激活第一掺杂源层中的第一型的掺杂粒子而在硅基底的第一表面中形成第一掺杂层后的结构示意图，图5B是在硅基底的第一表面中形成第一掺杂层并且在硅基底的第二表面上形成钝化介质层和第一选择性载流子传输前置层后的结构示意图；
图6是根据本公开的第四实施例的电池单元的制造方法的流程示意图；
图7是根据本公开的第五实施例的电池单元的制造方法的流程示意图；
图8是根据本公开的第六实施例的电池单元的制造方法的流程示意图；
图9是根据第六实施例的在硅基底的第一表面上形成第一氧化层和第一掺杂源层并且在硅基底的第二表面上形成钝化介质层和第一选择性载流子传输前置层后的结构示意图；
图10是根据本公开的第七实施例的电池单元的制造方法的流程示意图；
图11是根据第七实施例的在硅基底的第一表面上形成第一氧化层和第一掺杂源层并且硅基底的在第二表面上形成钝化介质层、第一选择性载流子传输前置层和第二选择性载流子传输前置层后的结构示意图；
图12是根据本公开的第八实施例的电池单元的制造方法的流程示意图；
图13是根据本公开的第九实施例的电池单元的制造方法的流程示意图；
图14示出了根据第九实施例的在硅基底的第一表面上形成第一掺杂层，在硅基底的第二表面上形成钝化介质层、第二选择性载流子传输前置层和第二掺杂源层后的结构示意图。。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
在本文中，在附图中示出为电池单元的上侧的电池单元的正面和受光面可互换使用，在附图中示出为电池单元的下侧的电池单元的背面或背光面可互换使用。在本文中，“本征”是指未掺杂有掺杂粒子。
概述
一种电池单元，包括：P型硅基底，硅基底具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；第一掺杂层，其完全覆盖硅基底的第一表面，第一掺杂层掺杂有p型的掺杂粒子；第一钝化层，其设在第一掺杂层的背向硅基底的表面；钝化介质层，其完全覆盖硅基底的第二表面；选择性载流子传输层，其设在钝化介质层的背向硅基底的表面，选择性载流子传输层掺杂有n型的掺杂粒子；以及第二钝化层，其设在选择性载流子传输层的背向硅基底的表面。
钝化介质层和选择性载流子传输层组成钝化接触结构，由于选择性载流子传输层和硅基底的掺杂粒子的类型不同，这使发射极形成于电池单元的背面。该钝化结构降低了金属接触复合。选择性载流子传输层可以选择性地传输载流子，有助于降低背面复合，实现高开压性能。与其中形成局部钝化结构的电池单元相比，该电池单元的结构可以具有简化的制造工艺。并且，由于钝化接触结构置于该电池单元的背面，因此不存在钝化接触结构(诸如，钝化接触结构中的选择性载流子传输层)设置在受光面而影响光吸收的问题。
另外，正面的第一掺杂层完全覆盖第一表面，背面的钝化接触结构也是完全覆盖第二表面，与形成局部掺杂或局部钝化结构的电池单元相比，该电池单元的结构可以具有简化的制造工艺。
此外，由于该硅基底为p型硅基底，硅基底的成本被降低，从而电池单元的成本被降低。
第一实施例
图1是根据本公开的第一实施例的电池单元的剖面示意图。图2是根据该实施例的电池单元的制造方法的流程示意图。图3A-3H分别是根据该实施例的电池单元的制造方法的不同步骤对应的结构示意图。
如图1所示，电池单元包括：P型硅基底111，硅基底111具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；第一掺杂层116，其完全覆盖硅基底111的第一表面，第一掺杂层116掺杂有p型的掺杂粒子；第一钝化层117，其在第一掺杂层116的背向硅基底的表面上；多个第一接触电极1191，其穿过第一钝化层117与第一掺杂层116欧姆接触；钝化介质层112，其完全覆盖硅基底111的第二表面；选择性载流子传输层113，其在钝化介质层112的背向硅基底的表面上并且掺杂有n型的掺杂粒子；第二钝化层118，其在选择性载流子传输层113的背向硅基底的表面上；以及多个第二接触电极1192，其穿过第二钝化层118与选择性载流子传输层113欧姆接触。
由于该硅基底111为p型硅基底，硅基底111的成本被降低，从而电池单元的成本被降低。
硅基底111的第一表面可以面向电池单元的正面，硅基底111的第二表面可以面向电池单元的背面。
硅基底111可以是单晶硅或多晶硅，其电阻率可以在0.1-10Ω·cm的范围内，诸如1Ω·cm、2Ω·cm、3Ω·cm等。硅基底111的厚度可以在80-300μm的范围内，例如，100-300μm，150-200μm。
具有p型的掺杂粒子的第一掺杂层116可以通过向硅基底111掺杂硼(B)而得到，但不公开不限于此。第一掺杂层116还可以掺杂有其他第III主族元素粒子，例如铝粒子、镓粒子。
在本实施例中，钝化介质层112可以为二氧化硅(SiO2)层，但本公开不限于此。例如，钝化介质层112还可以包括氧化硅(SiOx)层、氮氧化硅(SiOxN1-x)层、氧化铝(AlOx)层、氧化钛(TiOx)层、氧化镓(GaOx)、碳化硅(SiCx)层和氮氧化铝层中的一种或多种的单层或叠层。例如，钝化介质层112的厚度可以在0.1-10nm的范围内，诸如0.1-5nm，0.5-2nm，1.5nm、1.8nm等。
在本实施例中，选择性载流子传输层113为磷(P)掺杂的非晶硅层，但本公开不限于此。例如，选择性载流子传输层113’可以包括微晶硅、非晶硅和多晶硅中的一种或多种。例如，选择性载流子传输层113的厚度在1-300nm的范围内，诸如10-300nm、10-100nm、30-100nm、50-100nm、70nm等。例如，选择性载流子传输层113还可以掺杂有其他第V主族元素粒子。
在本实施例中，第一钝化层117可以是三氧化二铝(Al2O3)层和氮化硅层的叠层，但本公开不限于此。例如，第一钝化层117可以包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氧化硅层、碳化硅层、氮氧化铝层和硅层(多晶硅或非晶硅或微晶硅)中的一种或多种的单层或叠层。例如，第一钝化层117的厚度可以为1～300nm，诸如10-300nm、10-100nm、30-100nm、50-100nm、70nm等。例如，第一钝化层117可以被设计为起到减反射作用。当多层叠层中每层的材料不同时，每层的钝化效果和减反射作用不同，通过多层配合，能够赋予第一钝化层117良好的钝化效果和减反射作用。
与第一钝化层117类似地，第二钝化层118可以包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、碳化硅层、氮氧化铝层和硅层(多晶硅或非晶硅或微晶硅)中的一种或多种的单层或叠层。例如，第二钝化层118的厚度可以为1～300nm，诸如10-300nm、10-100nm、30-100nm、50-100nm、70nm等。当多层叠层中每层的材料不同时，每层的钝化效果和减反射作用不同，通过多层配合，能够赋予第二钝化层118良好的钝化效果和减反射作用。
该第一接触电极1191和/或该第二接触电极1192可以包括银或铝。
如图2和图3A-3H所示，在本实施例中，该电池单元的制造方法可以包括：
步骤S11，提供p型硅基底111并对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面处理，如图3A所示。例如，表面处理包括利用氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)溶液在制绒槽中对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面织构化处理以形成包括多个金字塔状子结构的绒面结构，用硝酸(HNO3)和氢氟酸(HF)混合溶液对金字塔状子结构进行圆滑处理，以及用四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液对第二表面进行抛光处理。在其他实施例中，例如，可以使用臭氧(O3)和HF的混合溶液对绒面的金字塔进行圆滑处理。例如，可以使用HNO3和HF的混合溶液、或者NaOH溶液、或者KOH溶液对第二表面进行湿法刻蚀或抛光处理。
步骤S12，采用离子注入工艺在硅基底111的第一表面中注入p型的掺杂粒子以形成第一掺杂源层1151，如图3B所示，然后通过高温热处理激活该p型的掺杂粒子以形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂层116，如图3C所示。例如，该高温热处理在970℃的温度下进行。然后，可以移除在高温热处理中在背面的表面上形成的氧化层(未示出)，例如使用HF溶液。
步骤S13，在硅基底111的第二表面上形成钝化介质层112，如图3D所示。具体地，在硅基底111的第二表面上采用原子层沉积(ALD)工艺形成一层1.7m的二氧化硅作为钝化介质层112。此外，例如，可以通过低温炉管氧化工艺、硝酸氧化工艺、臭氧氧化工艺、原子层沉积(ALD，Atom Layer Deposition)工艺(例如，包括离子体增强原子层沉积(PEALD，PlasmaEnhanced Atomic Layer Deposition)等)、化学气相沉积(CVD，Chemical VaporDeposition)工艺(例如，包括PECVD(等离子体增强化学气相沉积)、低压化学气相沉积(LPCVD，Low Pressure Chemical Vapor Deposition)、常压化学气相沉积(APCVD，Atmosphere Pressure Chemical Vapor Deposition)等)、物理气相沉积(PVD，PhysicalVapor Deposition)工艺(如溅射或蒸发)、快速等离子体沉积(RPD，Rapid PlasmaDeposition)工艺等形成钝化介质层112。
步骤S14，在钝化介质层112的背向硅基底111的表面上形成掺杂有n型的掺杂粒子的第一选择性载流子传输前置层113’和未掺杂的本征的第二选择性载流子传输前置层113”的叠层，如图3E所示。具体地，通过PECVD在钝化介质层112上形成厚度为40nm的掺杂磷的非晶硅的第一选择性载流子传输前置层113’和厚度为40nm的未掺杂的非晶硅的第二选择性载流子传输前置层113”的叠层。该第一选择性载流子传输前置层113’和该第二选择性载流子传输前置层113”是没有被晶化的。本文中，使用“选择性载流子传输前置层”以区别于已经进行了被晶化的选择性载流子传输层。这里，第一选择性载流子传输前置层113’为要形成的选择性载流子传输层113提供n型的掺杂粒子，其也可以看作具有n型的掺杂粒子的第二掺杂源层。在其他实施例中，第一选择性载流子传输前置层113’和/或第二选择性载流子传输前置层113”也可以为微晶硅或多晶硅。
步骤S15，通过高温退火处理激活第一选择性载流子传输前置层113’中的n型的掺杂粒子并且使第一选择性载流子传输前置层113’和第二选择性载流子传输前置层113”晶化以形成选择性载流子传输层113，如图3F所示。此外，在进行高温退火处理的过程中，还在第一掺杂层116上形成了第二氧化层1152，在选择性载流子传输层113上形成了第三氧化层1131。例如，高温退火处理包括在退火炉管中以880℃进行高温热处理。
步骤S16，移除第二氧化层1152和第三氧化层1131，如图3G所示。例如，使用HF溶液清洗掉由于高温退火处理产生的第二氧化层1152和第三氧化层1131。
步骤S17，分别在第一掺杂层116的背向硅基底111的表面和选择性载流子传输层113的背向硅基底111的表面上形成第一钝化层117和第二钝化层118，如图3H所示。具体地，通过管式PECVD分别在第一掺杂层116上和选择性载流子传输层113上形成氧化镓和氧化硅的叠层作为第一钝化层117和第二钝化层118。或者，例如，替代地或附加地，还可以采用ALD、PEALD等形成第一钝化层117和第二钝化层118。
步骤S18，形成第一接触电极1191和第二接触电极1192，如图1所示。具体地，通过丝网印刷在第一钝化层117和第二钝化层118的表面上印刷诸如铝浆、银浆或银铝浆的金属接触浆料，再通过烧结得到凝固的第一接触电极1191和第二接触电极1192。或者，也可以通过电镀等来形成第一接触电极1191和第二接触电极1192。通过丝网印刷和烧结得到第一接触电极1191和第二接触电极1192有助于降低成本。
需要说明的是，在本说明书中，方法中的步骤不必须按照上述顺序进行，也可以以其他顺序进行、省略至少一个步骤或者增加至少一个附加步骤，本公开不限于此。在不脱离本公开的权利要求的范围的情况下，本领域技术人员可以组合或修改本文所给出的实施例中的步骤、特征、工艺、参数以得到另外的实施例。例如下面给出的根据本公开的其他实施例的电池单元的制造方法。
第二实施例
图4是根据本公开的第二实施例的电池单元的制造方法的流程示意图。图5A和图5B是根据该实施例的制造方法的步骤的示意图，其中图5A是通过激活第一掺杂源层1151中的第一型的掺杂粒子而在硅基底111的第一表面中形成第一掺杂层116后的结构示意图，图5B是在硅基底111的第一表面中形成第一掺杂层116并且硅基底111的第二表面上形成钝化介质层112和第一选择性载流子传输前置层113’后的结构示意图。
利用根据第二实施例的制造方法制造的电池单元的结构与如图1所示的利用根据第一实施例的制造方法制造的电池单元的结构基本上相同，在此不再赘述。
如图4所示，根据该第二实施例的制造方法包括：
步骤S21，提供p型硅基底111并对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面处理。例如，硅基底可以是电阻率在0.1-10Ω·cm的p型单晶硅基底。例如，表面处理包括利用氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)溶液在制绒槽中对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面织构化处理以形成包括多个金字塔状子结构的绒面结构，用硝酸(HNO3)和氢氟酸(HF)混合溶液对金字塔状子结构进行圆滑处理，以及最后用NaOH溶液对第二表面进行抛光处理。
步骤S22，通过在硅基底111的第一表面上印刷含有p型的掺杂粒子的浆料作为第一掺杂源层1151并进行高温热处理而形成第一掺杂层116，如图5A所示。例如，该浆料可以包括铝浆或硼浆。利用浆料形成第一掺杂层116具有操作简单和成本低的优点。
步骤S23，移除浆料和由于高温热处理所形成的氧化层(未示出)。具体地，利用HCl和HF溶液清洗浆料和所形成的氧化层。
步骤S24，在硅基底111的第二表面上形成钝化介质层112。具体地，通过LPCVD形成厚度为1.5nm的二氧化硅层作为钝化介质层112。
步骤S25，在钝化介质层112的背向硅基底111的表面上形成具有n型的掺杂粒子的第一选择性载流子传输前置层113’，如图5B。具体地，通过LPCVD在钝化介质层112上在620℃的温度下形成厚度为70nm的掺杂磷的多晶硅层作为第一选择性载流子传输前置层113’。
步骤S26，通过高温退火处理激活第一选择性载流子传输前置层113’中的n型的掺杂粒子并且使第一选择性载流子传输前置层113’晶化以形成选择性载流子传输层113。此外，在进行高温退火处理的过程中，还在第一掺杂层116上形成了第二氧化层1152，在选择性载流子传输层113上形成了第三氧化层1131。例如，高温退火处理包括在退火炉管中以930℃进行高温热处理。
步骤S27，移除第二氧化层1152和第三氧化层1131。例如，使用HF溶液。
步骤S28，分别在第一掺杂层116的背向硅基底111的表面和选择性载流子传输层113的背向硅基底111的表面上形成第一钝化层117和第二钝化层118。具体地，通过管式PECVD分别在第一掺杂层116上和选择性载流子传输层113上形成氧化铝和氮化硅的叠层作为第一钝化层117和第二钝化层118。
步骤S29，形成第一接触电极1191和第二接触电极1192。具体地，通过丝网印刷在第一钝化层117和第二钝化层118的表面上印刷诸如铝浆、银浆或银铝浆的金属接触浆料，再通过烧结得到凝固的第一接触电极1191和第二接触电极1192。
对根据第二实施例和下面的第三至第九实施例的制造方法的其他描述可以参照对第一实施例的相应描述。
第三实施例
利用根据第三实施例的制造方法制造的电池单元的结构与如图1所示的利用根据第一实施例的制造方法制造的电池单元的结构基本上相同，在此不再赘述。
第三实施例与第二实施例的不同之处主要在于，第一掺杂源层1151是含硼的氧化层而不是硼浆。
根据该第三实施例的制造方法包括：
步骤S31，提供p型硅基底111并对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面处理。例如，硅基底可以是电阻率在0.1-10Ω·cm的p型单晶硅基底。例如，表面处理包括利用氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)溶液在制绒槽中对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面织构化处理以形成包括多个金字塔状子结构的绒面结构，用硝酸(HNO3)和氢氟酸(HF)混合溶液对金字塔状子结构进行圆滑处理，以及最后用HNO3和HF溶液对第二表面进行湿刻处理。
步骤S32，在硅基底111的第一表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层1151并通过高温退火处理激活p型的掺杂粒子以在硅基底111的第一表面中形成掺杂有p型的掺杂粒子的第一掺杂层116。具体地，通过APCVD在第一表面上形成含硼的氧化层作为第一掺杂源层1151，并且通过在退火炉中在950℃下进行高温退火处理形成第一掺杂层116。该第一掺杂源层1151还可以为非晶硅、多晶硅、微晶硅等。此外，在高温退火过程中，硅基底111的第二表面上形成氧化层(未示出)。
步骤S33，移除第一掺杂源层1151和由于高温热处理所形成的氧化层。具体地，利用HF溶液移除氧化层，利用KOH溶液、或NaOH溶液、或TMAH溶液、或HNO3溶液和HF溶液的混合溶液清洗掉第一掺杂源层1151。
步骤S34，在硅基底111的第二表面上形成钝化介质层112。具体地，通过LPCVD形成厚度为1.4nm的氮氧化硅层作为钝化介质层112。
步骤S35，在钝化介质层112的背向硅基底111的表面上形成具有n型的掺杂粒子的第一选择性载流子传输前置层113’。具体地，通过PECVD在钝化介质层112上形成厚度为70nm的掺杂磷的多晶硅层作为第一选择性载流子传输前置层113’。
步骤S36，通过高温退火处理激活第一选择性载流子传输前置层113’中的n型的掺杂粒子并且使第一选择性载流子传输前置层113’晶化以形成选择性载流子传输层113。此外，在进行高温退火处理的过程中，还在第一掺杂层116上形成了第二氧化层1152、在选择性载流子传输层113上形成了第三氧化层1131。例如，高温退火处理包括在退火炉管中以860℃进行高温热处理。
步骤S36，移除第二氧化层1152和第三氧化层1131。例如，使用HF溶液移除第二氧化层1152和第三氧化层1131。
步骤S37，分别在第一掺杂层116的背向硅基底111的表面和选择性载流子传输层113的背向硅基底111的表面上形成第一钝化层117和第二钝化层118。具体地，通过管式PECVD分别在第一掺杂层116上和选择性载流子传输层113上形成氧化铝、氧化镓和氮氧化硅的叠层作为第一钝化层117和第二钝化层118。
步骤S38，形成第一接触电极1191和第二接触电极1192。具体地，通过丝网印刷在第一钝化层117和第二钝化层118的表面上印刷诸如铝浆、银浆或银铝浆的金属接触浆料，再通过烧结得到凝固的第一接触电极1191和第二接触电极1192。
第四实施例
图6是根据本公开的第四实施例的电池单元的制造方法的流程示意图。
利用根据第四实施例的制造方法制造的电池单元的结构与如图1所示的利用根据第一实施例的制造方法制造的电池单元的结构基本上相同，在此不再赘述。
如图6所示，根据该第四实施例的制造方法包括：
步骤S41，提供p型硅基底111并对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面处理。例如，硅基底可以是电阻率在0.1-10Ω·cm的p型单晶硅基底。例如，表面处理包括利用氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)溶液在制绒槽中对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面织构化处理以形成包括多个金字塔状子结构的绒面结构，用硝酸(HNO3)和氢氟酸(HF)混合溶液对金字塔状子结构进行圆滑处理，以及最后用TWAH溶液对第二表面进行抛光处理。
步骤S42，在硅基底111的第一表面上印刷含有p型的掺杂粒子的浆料作为第一掺杂源层1151。例如，该浆料可以包括铝浆或硼浆。
步骤S43，在硅基底111的第二表面上形成钝化介质层112。具体地，通过炉管氧化的方式形成厚度为1.8nm的二氧化硅层作为钝化介质层112。
步骤S44，在钝化介质层112的背向硅基底111的表面上形成本征的第二选择性载流子传输前置层113”。具体地，通过LPCVD在钝化介质层112上在610℃的温度下形成厚度为60nm的未掺杂的多晶硅层作为第二选择性载流子传输前置层113”。
步骤S45，通过离子注入工艺向第二选择性载流子传输前置层113”的一部分注入n型的掺杂粒子以使其转变成掺杂有n型的掺杂粒子的第一选择性载流子传输前置层113’。因此，通过等离子注入的方式由本征的第二选择性载流子传输前置层113”而形成本征的第二选择性载流子传输前置层113”和掺杂有第二型的掺杂粒子以转变成第一选择性载流子传输前置层113’的叠层。第一选择性载流子传输前置层113’和第二选择性载流子传输前置层113”的不同在于，前者掺杂有第二型的掺杂粒子，而后者是本征的。
步骤S46，通过高温退火处理激活第一掺杂源层1151中的p型的掺杂粒子以在硅基底111的第一表面中形成第一掺杂层116，并且同时激活第一选择性载流子传输前置层113’中的n型的掺杂粒子并使第二选择性载流子传输前置层113”晶化以形成选择性载流子传输层113。此外，在进行高温退火处理的过程中，还在选择性载流子传输层113上形成了第三氧化层1131。例如，高温退火处理包括在退火炉管中以960℃进行高温热处理。
步骤S47，移除作为第一掺杂源层1151的浆料和第三氧化层1131。具体地，利用HF溶液和HCl移除氧化层和浆料，利用KOH溶液、或NaOH溶液、或TMAH溶液、或HNO3溶液和HF溶液的混合溶液清洗掉第一掺杂源层1151。
步骤S48，分别在第一掺杂层116的背向硅基底111的表面和选择性载流子传输层113的背向硅基底111的表面上形成第一钝化层117和第二钝化层118。具体地，通过管式PECVD分别在第一掺杂层116上和选择性载流子传输层113上形成氧化铝和氮氧化硅的叠层作为第一钝化层117和第二钝化层118。
步骤S49，形成第一接触电极1191和第二接触电极1192。具体地，通过丝网印刷在第一钝化层117和第二钝化层118的表面上印刷诸如铝浆、银浆或银铝浆的金属接触浆料，再通过烧结得到凝固的第一接触电极1191和第二接触电极1192。
第五实施例
图7是根据本公开的第五实施例的电池单元的制造方法的流程示意图。
利用根据第五实施例的制造方法制造的电池单元的结构与如图1所示的利用根据第一实施例的制造方法制造的电池单元的结构基本上相同，在此不再赘述。
如图7所示，根据该第五实施例的制造方法包括：
步骤S51，提供p型硅基底111并对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面处理。例如，硅基底可以是电阻率在0.1-10Ω·cm的p型单晶硅基底。例如，表面处理包括利用氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)溶液在制绒槽中对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面织构化处理以形成包括多个金字塔状子结构的绒面结构，用O3和HF混合溶液对金字塔状子结构进行圆滑处理，以及最后用KOH溶液对第二表面进行抛光处理。
步骤S52，在硅基底111的第二表面上形成钝化介质层112。具体地，通过PECVD形成厚度为2.0nm的二氧化硅层作为钝化介质层112。
步骤S53，在钝化介质层112的背向硅基底111的表面上形成具有n型的掺杂粒子的第一选择性载流子传输前置层113’，例如，通过PECVD。具体地，第一选择性载流子传输前置层113’可以是厚度为60nm的掺杂磷的非晶硅层。
步骤S54，采用等离子注入的方式在硅基底111的第一表面中形成第一掺杂源层1151。
步骤S55，通过高温退火处理，激活第一掺杂源层1151中的p型的掺杂粒子以在硅基底111的第一表面中形成第一掺杂层116，同时激活第一选择性载流子传输前置层113’中的n型的掺杂粒子并使第一选择性载流子传输前置层113’晶化以形成选择性载流子传输层113。此外，在进行高温退火处理的过程中，还在第一掺杂源层1151上形成了第二氧化层1152、在选择性载流子传输层113上形成了第三氧化层1131。例如，高温退火处理包括在退火炉管中以940℃进行高温热处理。
步骤S56，移除第二氧化层1152和第三氧化层1131。例如，使用HF溶液移除第二氧化层1152和第三氧化层1131。
步骤S57，分别在第一掺杂层116的背向硅基底111的表面和选择性载流子传输层113的背向硅基底111的表面上形成第一钝化层117和第二钝化层118。具体地，通过管式PECVD分别在第一掺杂层116上和选择性载流子传输层113上形成氧化铝、氧化镓和氮氧化硅的叠层作为第一钝化层117和第二钝化层118。
步骤S58，形成第一接触电极1191和第二接触电极1192。具体地，通过丝网印刷在第一钝化层117和第二钝化层118的表面上印刷诸如铝浆、银浆或银铝浆的金属接触浆料，再通过烧结得到凝固的第一接触电极1191和第二接触电极1192。
在上述第一实施例至第五实施例中，在通过诸如LPCVD、管式PECVD的CVD工艺形成诸如第一选择性载流子传输前置层113’和/或第二选择性载流子传输前置层113”等膜层时，可能会产生绕镀现象。绕镀现象是指不仅在目标表面形成目标结构层，还在不期望的其他表面上形成结构层，这需要增加额外的步骤以去除不期望的结构层。例如，需要在后续的步骤中移除不期望的结构层。(为了清楚地描述上述实施例的主要步骤，省略了关于移除这些不期望的结构层的描述。)例如，在第一实施例中，不仅在步骤S14中形成了第一选择性载流子传输前置层113’和第二选择性载流子传输前置层113”的叠层，还在待形成电池单元的半导体结构的正面形成了不期望的非晶硅层(未示出)。因此，可以在诸如步骤S16的等后续步骤中移除在步骤S12中在第一掺杂层116上形成的氧化层以及在步骤S14中形成的该不期望的非晶硅层。
可以通过PVD工艺替代CVD工艺形成这些期望的目标结构层，这可以避免绕镀的产生，例如在下面将要描述的第六实施例和第七实施例中。
第六实施例
图8是根据本公开的第六实施例的电池单元的制造方法的流程示意图。图9是根据该实施例的在硅基底111的第一表面上形成第一氧化层114和第一掺杂源层1151并且硅基底111的在第二表面上形成钝化介质层112和第一选择性载流子传输前置层113’后的结构示意图。
利用根据第六实施例的制造方法制造的电池单元的结构与如图1所示的利用根据第一实施例的制造方法制造的电池单元的结构基本上相同，在此不再赘述。
如图8所示，根据该第六实施例的制造方法包括：
步骤S61，提供p型硅基底111并对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面处理。例如，硅基底可以是电阻率为2Ω·cm的p型单晶硅基底。例如，表面处理包括利用氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)溶液在制绒槽中对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面织构化处理以形成包括多个金字塔状子结构的绒面结构，用硝酸(HNO3)和氢氟酸(HF)混合溶液对金字塔状子结构进行圆滑处理，以及最后用TMAH溶液对第二表面进行抛光处理。
步骤S62，在硅基底111的第二表面上形成钝化介质层112。具体地，在硅基底111的背面采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成一层厚度为1.8nm的二氧化硅的钝化介质层112。
步骤S63，在钝化介质层上形成具有n型的掺杂粒子的第一选择性载流子传输前置层，比如通过PVD在钝化介质层112的背向硅基底111的表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一选择性载流子传输前置层113’。具体地，在钝化介质层112上形成一层厚度为70nm的掺杂磷的非晶硅的第一选择性载流子传输前置层113’。
步骤S64，在硅基底的第一表面上形成第一氧化层，比如通过PVD在硅基底111的第一表面上形成第一氧化层114。具体地，在第一表面上形成厚度为10nm的二氧化硅的第一氧化层114。
步骤S65，在第一氧化层上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层，比如通过PVD在第一氧化层114上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层1151，如图9所示。具体地，在第一氧化层114上形成一层厚度为40nm的掺杂硼的非晶硅的第一掺杂源层1151。
步骤S66，对步骤S65中所形成的中间半导体结构进行高温退火处理使得激活第一掺杂源层1151中的p型的掺杂粒子以在硅基底111的第一表面中形成第一掺杂层116，同时激活第一选择性载流子传输前置层113’中的n型的掺杂粒子并且使第一选择性载流子传输前置层113’晶化以形成选择性载流子传输层113。此外，在进行高温退火处理的过程中，还在第一掺杂源层1151上形成了第二氧化层1152，在选择性载流子传输层113上形成了第三氧化层1131。例如，高温退火处理包括在退火炉管中以950℃对中间半导体结构进行高温热处理。第一氧化层114有利于控制p型的掺杂粒子的掺杂速度，从而控制第一掺杂层116的形成。
步骤S67，移除第一氧化层114、第二氧化层1152、第三氧化层1131和位于第一氧化层114上的第一掺杂源层1151。具体地，例如，首先利用HF溶液清洗掉由于高温退火处理产生的第二氧化层1152，然后，利用KOH溶液、或NaOH溶液、或TMAH溶液、或HNO3溶液和HF溶液的混合溶液清洗掉第一掺杂源层1151，最后利用HF溶液清洗掉第一氧化层114和由于高温退火处理产生的第三氧化层1131。
步骤S68，分别在第一掺杂层116的背向硅基底111的表面和选择性载流子传输层113的背向硅基底111的表面上形成第一钝化层117和第二钝化层118。例如，第一钝化层117和第二钝化层118可以分别为氧化铝层和氮化硅层的叠层。
步骤S69，形成第一接触电极1191和第二接触电极1192。具体地，通过丝网印刷在第一钝化层117和第二钝化层118的表面上印刷诸如铝浆、银浆或银铝浆的金属接触浆料，再通过烧结得到第一接触电极1191和第二接触电极1192。
在本实施例中，采用PVD工艺来形成第一选择性载流子传输前置层113’、第一氧化层114和第一掺杂源层1151。相较于CVD等工艺，采用PVD工艺可以仅在目标表面形成单面膜层，而不会在与目标表面相对的表面或侧表面也形成膜层，即避免了绕镀。这样，不需要进行用于去除由于绕镀产生的不期望的膜层的另外的制造步骤，提高了生产效率。
另外，在本实施例中，由于第一选择性载流子传输前置层113’、第一氧化层114和第一掺杂源层1151均采用PVD工艺形成，通过使形成第一选择性载流子传输前置层113’和第一掺杂源层1151的步骤以连续的步骤进行可以在同一PVD设备中形成第一选择性载流子传输前置层113’、第一氧化层114和第一掺杂源层1151，这进一步简化了制造步骤、提高了生产效率。
第七实施例
图10是根据本公开的第七实施例的电池单元的制造方法的流程示意图。图11是根据该实施例的在硅基底的第一表面上形成第一氧化层114和第一掺杂源层1151并且硅基底的在第二表面上形成钝化介质层112、第一选择性载流子传输前置层113’和第二选择性载流子传输前置层113”后的结构示意图。
利用根据第七实施例的制造方法制造的电池单元的结构与如图1所示的利用根据第一实施例的制造方法制造的电池单元的结构基本上相同，在此不再赘述。
如图10所示，根据该第七实施例的制造方法包括：
步骤S71，提供p型硅基底111并对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面处理。例如，硅基底可以是电阻率为3Ω·cm的p型单晶硅基底。例如，表面处理包括利用氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)溶液在制绒槽中对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面织构化处理以形成包括多个金字塔状子结构的绒面结构，用O3和HF混合溶液对金字塔状子结构进行圆滑处理，以及最后用HNO3和HF溶液对第二表面进行抛光处理。
步骤S72，采用炉管氧化工艺同时在硅基底111的第一表面和第二表面分别形成第一氧化层114和钝化介质层112。
步骤S73，在钝化介质层112的背向硅基底111的表面上形成依次具有n型的掺杂粒子的第一选择性载流子传输前置层113’和本征的第二选择性载流子传输前置层113”的叠层，比如通过PVD形成具有n型的掺杂粒子的第一选择性载流子传输前置层113’和本征的第二选择性载流子传输前置层113”的叠层。具体地，该第一选择性载流子传输前置层113’和该第二选择性载流子传输前置层113”的厚度分别为40nm和30nm。在其他实施例中，第一选择性载流子传输前置层113’和第二选择性载流子传输前置层113”可以互换位置，本公开不限于此。
步骤S74，通过PVD在第一氧化层114的背向硅基底111的表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层1151，如图11所示。具体地，第一掺杂源层1151是厚度为30nm的含硼的非晶硅层。
步骤S75，通过高温退火处理，激活第一掺杂源层1151中的p型的掺杂粒子以在硅基底111的第一表面中形成第一掺杂层116，同时激活第一选择性载流子传输前置层113’中的n型的掺杂粒子并且使第一选择性载流子传输前置层113’和第二选择性载流子传输前置层113”晶化形成选择性载流子传输层113。此外，在进行高温退火处理的过程中，还在第一掺杂源层1151上形成了第二氧化层1152，在选择性载流子传输层113上形成了第三氧化层1131。
步骤S76，移除第一氧化层114、第二氧化层1152、第三氧化层1131和位于第一氧化层114上的第一掺杂源层1151。
步骤S77，分别在第一掺杂层116的背向硅基底111的表面和选择性载流子传输层113的背向硅基底111的表面上形成第一钝化层117和第二钝化层118。例如，第一钝化层117和第二钝化层118可以分别为氧化铝层和氮化硅层的叠层。
步骤S78，形成第一接触电极1191和第二接触电极1192。具体地，通过丝网印刷在第一钝化层117和第二钝化层118的表面上印刷诸如铝浆、银浆或银铝浆的金属接触浆料，再通过烧结得到凝固的第一接触电极1191和第二接触电极1192。
在本实施例中，采用PVD工艺来形成第一选择性载流子传输前置层113’、第二选择性载流子传输前置层113”和第一掺杂源层1151。相较于CVD等工艺，采用PVD工艺可以仅在目标表面形成单面膜层，而不会在与目标表面相对的表面或侧表面也形成膜层，即避免了绕镀。这样，不需要进行用于去除由于绕镀产生的不期望的膜层的另外的制造步骤，提高了生产效率。
另外，在本实施例中，由于第一选择性载流子传输前置层113’和第一掺杂源层1151均采用PVD工艺形成，通过使形成第一选择性载流子传输前置层113’和第一掺杂源层1151的步骤以连续的步骤进行可以在同一PVD设备中形成第一选择性载流子传输前置层113’和第一掺杂源层1151，这进一步简化了制造步骤、提高了生产效率。
在上述第四至第七实施例中通过一步高温退火处理步骤实现对待形成电池单元的半导体结构的正面和背面的同时热处理，即：在正面，激活p型的掺杂粒子以形成第一掺杂层116；在背面，激活n型的掺杂粒子并且使选择性载流子传输前置层113晶化以形成选择性载流子传输层113。简化了制造步骤，节省了制造成本，适合于规模化生产。
第八实施例
图12是根据本公开的第八实施例的电池单元的制造方法的流程示意图。
利用根据第八实施例的制造方法制造的电池单元的结构与如图1所示的利用根据第一实施例的制造方法制造的电池单元的结构基本上相同，在此不再赘述。
如图12所示，根据该第八实施例的制造方法包括：
步骤S81，提供p型硅基底111并对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面处理。例如，硅基底可以是电阻率在0.1-10Ω·cm的p型单晶硅基底。例如，表面处理包括利用氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)溶液在制绒槽中对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面织构化处理以形成包括多个金字塔状子结构的绒面结构。
步骤S82，通过填充有具有p型的掺杂粒子的扩散源的扩散炉管在硅基底111的第一表面中形成第一掺杂层116。具体地，扩散源为BBr3。此外，还在硅基底111的第二表面中形成了绕扩散层和在第一掺杂层116上形成了氧化层。
步骤S83，移除绕扩散层和氧化层。例如，HNO3和HF的混合溶液、或者NaOH溶液、或者KOH对第二表面进行湿法刻蚀或抛光处理。
步骤S84，在硅基底111的第二表面上形成钝化介质层112。具体地，通过PECVD形成厚度为1.5nm的二氧化硅层作为钝化介质层112。
步骤S85，在钝化介质层112的背向硅基底111的表面上形成具有n型的掺杂粒子的第一选择性载流子传输前置层113’，例如，通过PVD。具体地，第一选择性载流子传输前置层113’可以是厚度为70nm的掺杂磷的非晶硅层。
步骤S86，通过高温退火处理，激活第一选择性载流子传输前置层113’中的n型的掺杂粒子并使第一选择性载流子传输前置层113’晶化以形成选择性载流子传输层113。此外，在进行高温退火处理的过程中，还在第一掺杂层116上形成了第二氧化层1152，在选择性载流子传输层113上形成了第三氧化层1131。
步骤S87，移除第二氧化层1152和第三氧化层1131。例如，使用HF溶液。
步骤S88，分别在第一掺杂层116的背向硅基底111的表面和选择性载流子传输层113的背向硅基底111的表面上形成第一钝化层117和第二钝化层118。具体地，通过管式PECVD分别在第一掺杂层116上和选择性载流子传输层113上形成氧化铝和氮化硅的叠层作为第一钝化层117和第二钝化层118。
步骤S89，形成第一接触电极1191和第二接触电极1192。具体地，通过丝网印刷在第一钝化层117和第二钝化层118的表面上印刷诸如铝浆、银浆或银铝浆的金属接触浆料，再通过烧结得到第一接触电极1191和第二接触电极1192。
第九实施例
图13是根据本公开的第九实施例的电池单元的制造方法的流程示意图。图14示出了根据该实施例的在硅基底111的第一表面上形成第一掺杂层116，在硅基底111的第二表面上形成钝化介质层112、第二选择性载流子传输前置层113”和第二掺杂源层113”’后的结构示意图。
利用根据第九实施例的制造方法制造的电池单元的结构与如图1所示的利用根据第一实施例的制造方法制造的电池单元的结构基本上相同，在此不再赘述。
如图13所示，根据该第九实施例的制造方法包括：
步骤S91，提供p型硅基底111并对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面处理。例如，硅基底可以是电阻率在0.1-10Ω·cm的p型单晶硅基底。例如，表面处理包括利用氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)溶液在制绒槽中对硅基底111的第一表面和第二表面进行表面织构化处理以形成包括多个金字塔状子结构的绒面结构。
步骤S92，在硅基底111的第一表面上形成第一氧化层114。例如，采用PVD工艺沉积形成第一氧化层114。
步骤S92’，在第一氧化层114的背向硅基底111的表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层1151，例如，采用PVD工艺。具体地，该第一掺杂源层1151为含硼的非晶硅层。
步骤S93，通过高温退火处理激活第一掺杂源层1151中的p型的掺杂粒子以在硅基底111的第一表面中形成第一掺杂层116。
步骤S93’，移除在高温退火过程中在硅基底111的第二表面上形成的氧化层以及在第一掺杂源层1151上形成的氧化层、第一掺杂源层1151和第一氧化层114。具体地，例如，首先利用HF溶液清洗掉在第一掺杂源层1151上形成的氧化层，然后，进而利用KOH溶液、或NaOH溶液、或TMAH溶液、或HNO3溶液和HF溶液的混合溶液清洗掉第一掺杂源层1151，最后利用HF溶液清洗掉在硅基底111的第二表面上形成的氧化层以及第一氧化层114。
步骤S94，在硅基底111的第二表面上形成钝化介质层112。具体地，通过ALD形成厚度为2.0nm的氧化铝和氧化钛的叠层作为钝化介质层112。
步骤S95，在钝化介质层112的背向硅基底111的表面上形成本征的第二选择性载流子传输前置层113”。具体地，通过PVD在钝化介质层112上形成厚度为70nm未掺杂的非晶硅层作为第二选择性载流子传输前置层113”。
步骤S95’，在第二选择性载流子传输前置层113”的背向硅基底111的表面上形成具有n型的掺杂粒子的第二掺杂源层113”’，如图14所示。具体地，通过APCVD在第二选择性载流子传输前置层113”上形成含磷的氧化层作为第二掺杂源层113”’。
步骤S96，通过高温退火处理，激活第二掺杂源层113”’中的n型的掺杂粒子并使第二选择性载流子传输前置层113”晶化以形成选择性载流子传输层113。此外，在进行高温退火处理的过程中，还在选择性载流子传输层113上形成了第三氧化层1131。
步骤S97，移除第二掺杂源层113”’和第三氧化层1131。例如，使用HF溶液。
步骤S98，分别在第一掺杂层116的背向硅基底111的表面和选择性载流子传输层113的背向硅基底111的表面上形成第一钝化层117和第二钝化层118。具体地，通过管式PECVD分别在第一掺杂层116上和选择性载流子传输层113上形成氧化铝和氮化硅的叠层作为第一钝化层117和第二钝化层118。
步骤S99，形成第一接触电极1191和第二接触电极1192。具体地，通过丝网印刷在第一钝化层117和第二钝化层118的表面上印刷诸如铝浆、银浆或银铝浆的金属接触浆料，再通过烧结得到凝固的第一接触电极1191和第二接触电极1192。
本公开还包括以下技术方案：
技术方案1、一种硅基太阳能电池单元，包括：
p型硅基底，所述硅基底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
第一掺杂层，其完全覆盖所述硅基底的第一表面，所述第一掺杂层掺杂有p型的掺杂粒子；
第一钝化层，其设在所述第一掺杂层的背向所述硅基底的表面；
钝化介质层，其完全覆盖所述硅基底的第二表面；
选择性载流子传输层，其设在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面，所述选择性载流子传输层掺杂有n型的掺杂粒子；以及
第二钝化层，其设在所述选择性载流子传输层的背向所述硅基底的表面。
技术方案2、根据技术方案1所述的电池单元，其中，
所述硅基底和所述第一掺杂层为单晶硅或多晶硅。
技术方案3、根据技术方案1所述的电池单元，其中，
所述选择性载流子传输层包括微晶硅、非晶硅和多晶硅中的一种或多种。
技术方案4、根据技术方案1所述的电池单元，其中，
所述第一钝化层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、硅层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
技术方案5、根据技术方案1所述的电池单元，其中，
所述第二钝化层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、硅层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
技术方案6、根据技术方案1所述的电池单元，其中，
所述钝化介质层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
技术方案7、根据技术方案1所述的电池单元，其中，
所述钝化介质层的厚度在0.1nm-10.0nm的范围内。
技术方案8、根据技术方案1所述的电池单元，还包括
多个第一接触电极，所述多个第一接触电极穿过所述第一钝化层与所述第一掺杂层欧姆接触；以及
多个第二接触电极，所述多个第二接触电极穿过所述第二钝化层与所述选择性载流子传输层欧姆接触。
技术方案9、一种制造硅基太阳能电池单元的方法，其中，所述方法包括：
提供p型硅基底，所述硅基底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
在所述硅基底的第一表面中形成第一掺杂层，其完全覆盖所述硅基底的第一表面并且掺杂有p型的掺杂粒子；
在所述第一掺杂层的背向所述硅基底的表面形成第一钝化层；
在所述硅基底的第一表面上形成钝化介质层，其完全覆盖所述硅基底的第二表面；
在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成选择性载流子传输层，所述选择性载流子传输层掺杂有n型的掺杂粒子；以及
在所述选择性载流子传输层的背向所述硅基底的表面形成第二钝化层。
技术方案10、根据技术方案9所述的方法，其中，
在所述硅基底的第一表面中形成第一掺杂层包括：
在所述硅基底的第一表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层；以及
对形成所述第一掺杂源层的所述硅基底进行高温退火处理，激活p型的掺杂粒子以在所述硅基底的所述第一表面中形成第一掺杂层。
技术方案11、根据技术方案10所述的方法，其中，
通过物理气相沉积在所述硅基底的第一表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层。
技术方案12、根据技术方案9或10所述的方法，其中，
在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成选择性载流子传输层包括：
在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成：
具有n型的掺杂粒子的选择性载流子传输前置层，或者
本征的选择性载流子传输前置层和具有n型的掺杂粒子的第二掺杂源层的叠层；以及
对形成所述选择性载流子传输前置层的所述硅基底进行高温退火处理，激活n型的掺杂粒子并使选择性载流子传输前置层晶化以形成所述选择性载流子传输层。
技术方案13、根据技术方案12所述的方法，其中，
通过物理气相沉积在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成具有n型的掺杂粒子的选择性载流子传输前置层，或者本征的选择性载流子传输前置层和具有n型的掺杂粒子的第二掺杂源层的叠层。
技术方案14、根据技术方案12所述的方法，其中，
对形成所述第一掺杂源层和所述选择性载流子传输前置层的所述硅基底进行高温退火处理，激活p型的掺杂粒子以在所述硅基底的所述第一表面中形成第一掺杂层，同时激活n型的掺杂粒子并使选择性载流子传输前置层晶化以形成所述选择性载流子传输层。
技术方案15、根据技术方案11所述的方法，其中，
在同一设备中，通过物理气相沉积在所述硅基底的第一表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层，并且通过物理气相沉积在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成具有n型的掺杂粒子的选择性载流子传输前置层，或者本征的选择性载流子传输前置层和具有n型的掺杂粒子的第二掺杂源层的叠层。
技术方案16、根据技术方案9所述的方法，其中，
通过以下中的任一种形成所述钝化介质层：炉管氧化工艺、硝酸氧化工艺、臭氧氧化工艺、原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺和快速等离子体沉积工艺。
技术方案17、根据技术方案9所述的方法，其中，
通过管式等离子体增强化学气相沉积或原子层沉积形成所述第一钝化层和第二钝化层。
技术方案18、根据技术方案9所述的方法，还包括：
通过丝网印刷分别在所述第一钝化层和所述第二钝化层的背向所述硅基底的表面上印刷金属接触浆料，再通过烧结得到所述第一接触电极和所述第二接触电极，
其中，所述多个第一接触电极穿过所述第一钝化层与所述第一掺杂层欧姆接触，所述多个第二接触电极穿过所述第二钝化层与所述选择性载流子传输层欧姆接触。
技术方案19、根据技术方案10所述的方法，其中，
通过以下中的任一种形成所述第一掺杂源层：离子注入、印刷为浆料的第一掺杂源层、化学气相沉积和物理气相沉积。
本公开的范围并非由上述描述的实施方式来限定，而是由所附的权利要求书及其等同范围来限定。

Claims (10)

1.一种硅基太阳能电池单元，包括：
p型硅基底，所述硅基底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
第一掺杂层，其完全覆盖所述硅基底的第一表面，所述第一掺杂层掺杂有p型的掺杂粒子；
第一钝化层，其设在所述第一掺杂层的背向所述硅基底的表面；
钝化介质层，其完全覆盖所述硅基底的第二表面；
选择性载流子传输层，其设在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面，所述选择性载流子传输层掺杂有n型的掺杂粒子；以及
第二钝化层，其设在所述选择性载流子传输层的背向所述硅基底的表面。
2.根据权利要求1所述的电池单元，其中，
所述硅基底和所述第一掺杂层为单晶硅或多晶硅。
3.根据权利要求1所述的电池单元，其中，
所述选择性载流子传输层包括微晶硅、非晶硅和多晶硅中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的电池单元，其中，
所述第一钝化层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、硅层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
5.根据权利要求1所述的电池单元，其中，
所述第二钝化层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、硅层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
6.根据权利要求1所述的电池单元，其中，
所述钝化介质层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
7.根据权利要求1所述的电池单元，其中，
所述钝化介质层的厚度在0.1nm-10.0nm的范围内。
8.根据权利要求1所述的电池单元，还包括
多个第一接触电极，所述多个第一接触电极穿过所述第一钝化层与所述第一掺杂层欧姆接触；以及
多个第二接触电极，所述多个第二接触电极穿过所述第二钝化层与所述选择性载流子传输层欧姆接触。
9.一种制造硅基太阳能电池单元的方法，其中，所述方法包括：
提供p型硅基底，所述硅基底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
在所述硅基底的第一表面中形成第一掺杂层，其完全覆盖所述硅基底的第一表面并且掺杂有p型的掺杂粒子；
在所述第一掺杂层的背向所述硅基底的表面形成第一钝化层；
在所述硅基底的第一表面上形成钝化介质层，其完全覆盖所述硅基底的第二表面；
在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成选择性载流子传输层，所述选择性载流子传输层掺杂有n型的掺杂粒子；以及
在所述选择性载流子传输层的背向所述硅基底的表面形成第二钝化层。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，
在所述硅基底的第一表面中形成第一掺杂层包括：
在所述硅基底的第一表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层；以及
对形成所述第一掺杂源层的所述硅基底进行高温退火处理，激活p型的掺杂粒子以在所述硅基底的所述第一表面中形成第一掺杂层。
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