CN113675289A - 光伏电池及其制备方法、光伏组件 - Google Patents

光伏电池及其制备方法、光伏组件 Download PDF

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Abstract

本申请实施例涉及太阳能领域，提供一种光伏电池及其制备方法、光伏组件，光伏电池包括：基底；位于基底一侧表面的发射极包括：至少两个相互间隔的第一掺杂区；第二掺杂区，位于相邻第一掺杂区之间，且第二掺杂区与相邻两个第一掺杂区之间具有间隙；过渡区，位于间隙中，第一掺杂区、过渡区和第二掺杂区中具有相同的掺杂元素，且掺杂元素在第一掺杂区中的浓度小于在第二掺杂区中的浓度；过渡区与第二掺杂区相接触处为参考面，掺杂元素在过渡区中的浓度随过渡区与参考面间的距离的减小而增大，沿垂直于参考面的方向上，第二掺杂区的宽度与过渡区的宽度的比值为3：1~1：1。本申请实施例至少有利于提高发射极中载流子的传输效率。

Description

光伏电池及其制备方法、光伏组件
技术领域
本申请实施例涉及太阳能领域，特别涉及一种光伏电池及其制备方法、光伏组件。
背景技术
光伏电池是一种将太阳能转化为电能的半导体器件。由于需要兼备电极与发射极之间的良好的欧姆接触，以及提高在太阳光入射部位的短波段的光谱响应，越来越多的厂家开始应用选择性发射极光伏电池。
选择性发射极光伏电池的主要特点是电极区域高掺杂浓度，光照区域低掺杂浓度，目的是在不降低电极与半导体材料的接触质量的前提下提高硅片表面钝化质量，减少硅片表面复合和发射极的复合，提高蓝光波段的量子响应和电池性能。
目前，选择性发射极光伏电池的核心是制作选择性掺杂结构。但是，由于掺杂工艺的影响，发射极中掺杂元素的浓度存在突变现象，使得掺杂元素浓度高的区域到掺杂元素浓度低的区域之间的电势差突变，阻碍发射极中载流子的传输。
发明内容
本申请实施例提供一种光伏电池及其制备方法、光伏组件，至少有利于提高发射极中载流子的传输效率，以提高光伏电池的光电转换效率。
根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种光伏电池，包括：基底；发射极，位于所述基底一侧的表面，所述发射极包括：至少两个相互间隔的第一掺杂区；第二掺杂区，位于相邻所述第一掺杂区之间，且所述第二掺杂区与相邻两个所述第一掺杂区之间具有间隙；过渡区，位于所述间隙中，且所述过渡区侧壁与所述第一掺杂区侧壁和所述第二掺杂区侧壁相接触，所述第一掺杂区、所述过渡区以及所述第二掺杂区中具有相同的掺杂元素，所述掺杂元素为N型掺杂元素或P型掺杂元素，且所述掺杂元素在所述第一掺杂区中的浓度小于在所述第二掺杂区中的浓度；所述过渡区与所述第二掺杂区相接触处为参考面，所述掺杂元素在所述过渡区中的浓度随所述过渡区与所述参考面间的距离的减小而增大，沿垂直于所述参考面的方向上，所述第二掺杂区的宽度与所述过渡区的宽度的比值为3：1~1：1。
根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种光伏电池的制备方法，包括：提供基底；在所述基底一侧的表面形成至少两个相互间隔的第一掺杂区；在相邻所述第一掺杂区的间隔中形成第二掺杂区，且所述第二掺杂区与相邻两个所述第一掺杂区之间具有间隙；在所述间隙中形成过渡区，所述过渡区侧壁与所述第一掺杂区侧壁和所述第二掺杂区侧壁相接触，所述第一掺杂区、所述过渡区以及所述第二掺杂区中具有相同的掺杂元素，所述掺杂元素为N型掺杂元素或P型掺杂元素，且所述掺杂元素在所述第一掺杂区中的浓度小于在所述第二掺杂区中的浓度，所述第一掺杂区、所述过渡区以及所述第二掺杂区共同构成发射极；所述过渡区与所述第二掺杂区相接触处为参考面，所述掺杂元素在所述过渡区中的浓度随所述过渡区与所述参考面间的距离的减小而增大，沿垂直于所述参考面的方向上，所述第二掺杂区的宽度与所述过渡区的宽度的比值为3：1~1：1。
根据本申请一些实施例，本申请实施例又一方面还提供一种光伏组件，包括：电池串，由多个上述任一所述的光伏电池连接形成，或者由多个上述任一所述的光伏电池的制备方法制备的光伏电池连接形成；封装胶膜，用于覆盖所述电池串的表面；盖板，用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
在设计发射极具有第一掺杂区和第二掺杂区的同时，还在第一掺杂区和第二掺杂区之间设计有过渡区，且沿垂直于过渡区与第二掺杂区相接触处的参考面的方向上，控制第二掺杂区的宽度与过渡区的宽度的比值为3：1~1：1，如此，有利于在利用掺杂元素在第一掺杂区和第二掺杂区中的浓度差形成势能差，以提高发射极对光生载流子的收集效率的同时，保证过渡区相较于第二掺杂区具有较大的宽度，在通过过渡区衔接第一掺杂区和第二掺杂区的过程中，有利于给发射极中掺杂元素的浓度提供更多的渐变空间，即使得掺杂元素在过渡区中的浓度平缓的变化，从而有利于在第一掺杂区和第二掺杂区之间形成平缓的势能台阶，降低载流子在过渡区中复合的概率，从而有利于降低载流子的复合损失，且有利于使得过渡区中的方阻平缓变化，降低载流子的传输阻力，以提高载流子从第一掺杂区传输至第二掺杂区的传输效率，从而提高光伏电池的光电转换效率。此外，由于过渡区对掺杂元素的浓度的缓冲作用，可以进一步增大掺杂元素在第一掺杂区中和第二掺杂区中的浓度差，以进一步提高第二掺杂区对光生载流子的收集效率，从而进一步提高光伏电池的光电转换效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请一实施例提供的光伏电池的一种结构示意图；
图2为本申请另一实施例提供的光伏电池的制备方法中在基底一侧的表面形成初始掺杂层的步骤对应的结构示意图；
图3为本申请另一实施例提供的光伏电池的制备方法中形成初始过渡区和第一掺杂区的步骤对应的结构示意图；
图4为本申请另一实施例提供的光伏电池的制备方法中在初始掺杂层远离基底的一侧形成扩散层的步骤对应的结构示意图；
图5为本申请又一实施例提供的光伏组件的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，光伏电池中发射极中载流子的传输效率有待提高。
经分析发现，为提高电池的光电转换效率，发射极会包括主要用于接受光照的第一掺杂区和用于与电极接触的第二掺杂区，且一方面需要掺杂元素在第一掺杂区中的浓度低，以减少第一掺杂区中载流子的俄歇复合和借助于复合中心的复合，来提高光伏电池对短波段的光谱响应，其中，复合中心往往是一些具有较深束缚能级的杂质或缺陷中心，其中，较深束缚能级多半处于禁带中央附近；另一方面需要掺杂元素在第二掺杂区中的浓度高，使第二掺杂区与电极之间形成欧姆接触，降低第二掺杂区与电极之间的接触电阻。
然而，由于掺杂元素在第一掺杂区和第二掺杂区之间的浓度差较大，且第一掺杂区和第二掺杂区紧密连接，即两者之间的距离几乎为零或者十分小，使得掺杂元素在第一掺杂区和第二掺杂区之间存在突变现象，发射极中掺杂元素从高浓度区域到低浓度区域之间不具备足够的缓冲空间，使得第一掺杂区和第二掺杂区之间的电势差突变，不仅载流子容易在第一掺杂区和第二掺杂区之间复合，还增大了载流子从第一掺杂区向第二掺杂区迁移的阻力，从而会降低载流子在发射极中的传输效率。
本申请实施提供一种光伏电池及其制备方法、光伏组件，光伏电池中，在第一掺杂区和第二掺杂区之间设计明显的过渡区，且沿垂直于参考面的方向上，控制第二掺杂区的宽度与过渡区的宽度的比值为3：1~1：1，保证过渡区相较于第二掺杂区具有较大的宽度，有利于给发射极中掺杂元素的浓度提供更多的渐变空间，从而避免第一掺杂区和第二掺杂区之间势能差的突变，以降低载流子在过渡区中复合的概率，从而有利于降低载流子的复合损失，且有利于使得过渡区中的方阻平缓变化，降低过渡区对载流子的传输阻力，以提高载流子从第一掺杂区传输至第二掺杂区的传输效率，从而提高光伏电池的光电转换效率。此外，可以进一步增大掺杂元素在第一掺杂区中和第二掺杂区中的浓度差，以进一步提高第二掺杂区对光生载流子的收集效率，从而进一步提高光伏电池的光电转换效率。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
图1为本申请一实施例提供的光伏电池的结构示意图。
参考图1，光伏电池包括：基底100；发射极101，位于基底100一侧的表面，发射极101包括：至少两个相互间隔的第一掺杂区111；第二掺杂区121，位于相邻第一掺杂区111之间，且第二掺杂区121与相邻两个第一掺杂区111之间具有间隙；过渡区131，位于间隙中，且过渡区131侧壁与第一掺杂区111侧壁和第二掺杂区121侧壁相接触，第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121中具有相同的掺杂元素，掺杂元素为N型掺杂元素或P型掺杂元素，且掺杂元素在第一掺杂区111中的浓度小于在第二掺杂区121中的浓度；过渡区131与第二掺杂区121相接触处为参考面a，掺杂元素在过渡区131中的浓度随过渡区131与参考面a间的距离的减小而增大，沿垂直于参考面a的方向X上，第二掺杂区121的宽度与过渡区131的宽度的比值为3：1~1：1。
其中，基底100具有相对的前表面和后表面，对于单面电池来说，前表面可以为受光面，后表面可以为背光面，对于双面电池来说，前表面和后表面都可以为受光面。在一些实施例中，形成有发射极101的基底100表面为前表面。
在一些实施例中，基底100为硅基底材料，硅基底材料可以包括单晶硅、多晶硅、非晶硅或微晶硅中的一种或多种；在其他实施例中，基底的材料还可以为碳单质、有机材料或多元化合物。多元化合物可以包括但不限于钙钛矿、砷化镓、碲化镉、铜铟硒等材料。此外，基底100的前表面可以设置为金字塔绒面，以降低前表面的光反射，增加对光线的吸收利用率，提升太阳能电池的转换效率。
在一些实施例中，第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121中具有相同的半导体元素。第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121可以利用同一膜层结构形成，该膜层结构由半导体元素构成，使得第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121为一体结构，共同构成发射极101，从而有利于改善第一掺杂区111和过渡区131之间以及过渡区131和第二掺杂区121之间的界面态缺陷，因而在载流子通过过渡区131从第一掺杂区111迁移至第二掺杂区121的过程中，有利于降低载流子因界面处缺陷复合的概率，从而提高第二掺杂区121对载流子的收集效率，以提高光伏电池的光电转换效率。
由于掺杂元素在第一掺杂区111中的浓度小于在第二掺杂区121中的浓度，即本申请一实施例中提供的光伏电池一方面可以保证第一掺杂区111中的掺杂元素浓度较低，以减少第一掺杂区111中载流子的俄歇复合和借助于复合中心的复合，和提高光伏电池对短波段的光谱响应，从而有利于提高第一掺杂区111对光生载流子的收集效率；另一方面，保证第二掺杂区121中的掺杂元素浓度较高，提高第二掺杂区121的导电性，以使得位于第二掺杂区121远离基底100一侧的电极（图中未示出）与第二掺杂区121之间形成良好的欧姆接触，降低电极与第二掺杂区121之间的接触电阻，和降低载流子在电极与第二掺杂区131相接触处的复合损失，从而有利于使更多的载流子传输至光伏电池的电极中，以提高光伏电池的光电转换效率。
此外，利用掺杂元素在第一掺杂区111和第二掺杂区121中的浓度差形成势能差，以形成选择性发射极，有利于驱使第一掺杂区111中的载流子向第二掺杂区121中迁移，从而有利于提高第二掺杂区121对载流子的收集效率，以进一步提高光伏电池的光电转换效率。
在一些实施例中，P型掺杂元素可以包括硼元素、铝元素、镓元素、铟元素或铊元素等，N型掺杂元素可以包括磷元素、砷元素、锑元素或铋元素等。
在一些实施例中，基底100与发射极101之间可以形成PN结。例如，发射极101包括N型掺杂元素，则基底100包括P型掺杂元素；发射极101包括P型掺杂元素，则基底100包括N型掺杂元素。此外，发射极101的表面可以设置为金字塔绒面，以降低发射极101表面对光线的反射，增加对光线的吸收利用率，提升光伏电池的光电转换效率。
其中，在第一掺杂区111和第二掺杂区121之间设计明显的过渡区131，且沿垂直于参考面a的方向X上，设计第二掺杂区121的宽度与过渡区131的宽度的比值为3：1~1：1，例如2.5、2或1.5等，有利于保证相对于第二掺杂区121而言，发射极101中具有明显的过渡区131，即过渡区131具有较大的宽度，有利于给第一掺杂区111中掺杂元素的浓度过渡到第二掺杂区121中掺杂元素的浓度提供充足的渐变空间，从而有利于在第一掺杂区111和第二掺杂区121之间形成平缓的势能台阶，避免第一掺杂区111和第二掺杂区121之间势能差的突变，以降低载流子在过渡区131中复合的概率，从而有利于降低载流子的复合损失，且有利于使得过渡区131中的方阻平缓变化，降低过渡区131对载流子的传输阻力，以提高载流子从第一掺杂区111传输至第二掺杂区121的传输效率，从而提高光伏电池的光电转换效率。
此外，由于在第一掺杂区111和第二掺杂区121之间设置有足够空间的过渡区131，因而可以进一步增大掺杂元素在第一掺杂区111中和第二掺杂区121中的浓度差，以提高第一掺杂区111和第二掺杂区121之间的势能差，且不会引起第一掺杂区111和第二掺杂区121之间势能的突变，从而有利于进一步提高第二掺杂区121对光生载流子的收集效率，以提高光伏电池的光电转换效率。
在一些实施例中，沿垂直于参考面a的方向X上，过渡区131的宽度为30um~50um，例如35um、40um或45um等。其中，若过渡区131的宽度低于30um，允许发射极101中掺杂元素浓度实现渐变的空间不足，不利于在第一掺杂区111和第二掺杂区121之间形成平缓的势能台阶；若过渡区131的宽度高于50um，会导致过渡区131在整个发射极101中的占比过大，则用于高效吸收光生载流子的第一掺杂区111在整个发射极101中的占比会减小，即会降低发射极101中接受光照的区域的面积，不利于提高光伏电池整体的光电转换效率。
在一些实施例中，掺杂元素在过渡区131与第一掺杂区111相接触处的浓度范围可以为1×1018atoms/cm3~7×1018atoms/cm3，掺杂元素在参考面a处的浓度范围可以为5×1019atoms/cm3~3×1020atoms/cm3。需要说明的是，掺杂元素在第一掺杂区111中的浓度范围也可以为1×1018atoms/cm3~7×1018atoms/cm3，且掺杂元素在第一掺杂区111中均匀分布，即掺杂元素在第一掺杂区111中各处的浓度没有差别或者差别较小；掺杂元素在第二掺杂区121中的浓度范围为5×1019atoms/cm3~3×1020atoms/cm3，且掺杂元素在第二掺杂区121中均匀分布，即掺杂元素在第二掺杂区121中各处的浓度没有差别或者差别较小。
其中，过渡区131的方阻随过渡区131与参考面a间的距离的减小而减小如此，当第一掺杂区111经受光照产生光生载流子，光生载流子由于第一掺杂区111和第二掺杂区121之间的势能差向第二掺杂区121迁移时，过渡区131对光生载流子的传输阻力逐渐减小，有利于提高光生载流子在过渡区131中的传输效率。此外，由于过渡区131中的方阻逐渐减小，则过渡区131中相邻区域间的势能差较小，有利于降低载流子由于外界势能的突变引起的复合，从而有利于使得更多的载流子能够穿过过渡区131，被第二掺杂区121收集。
在一些实施例中，过渡区131与第一掺杂区111相接触处的方阻为170ohm/sq~500ohm/sq，例如200ohm/sq、300ohm/sq或400ohm/sq；参考面a处的方阻为50ohm/sq~100ohm/sq，例如60ohm/sq、70ohm/sq、80ohm/sq或90ohm/sq等。
在一些实施例中，过渡区131的方阻随过渡区131与参考面a间的距离的减小而线性减小。
对某一过渡区131而言，沿该过渡区131靠近与该过渡区131接触的第二掺杂区121的方向上，该过渡区131的方阻呈线性变化的趋势，有利于提高过渡区131的方阻变化的平稳性，进一步降低过渡区131中势能差突变的概率，从而有利于进一步降低载流子由于外界势能的突变引起的复合，以使得更多的载流子能够穿过过渡区131，被第二掺杂区121收集。
在一些实施例中，沿第一掺杂区111指向基底100的方向上，掺杂元素在第一掺杂区111中的掺杂深度、在过渡区131中的掺杂深度以及在第二掺杂区121中的掺杂深度依次增大。如此，掺杂元素在第一掺杂区111中的掺杂体积、在过渡区131中的掺杂体积以及在第二掺杂区121中的掺杂体积依次增大，则在载流子通过过渡区131从第一掺杂区111迁移至第二掺杂区121的过程中，用于传输载流子的区域越来越多，从而有利于提高第二掺杂区121对载流子的收集效率。
此外，沿第一掺杂区111指向基底100的方向上，掺杂元素在过渡区131中的掺杂深度可以逐渐增大，即掺杂元素在过渡区131中的掺杂体积可以逐渐增大，有利于提高载流子在过渡区131中的传输效率。
综上所述，设计明显的过渡区131以衔接第一掺杂区111和第二掺杂区121，且沿垂直于参考面a的方向X上，设计第二掺杂区121的宽度与过渡区131的宽度的比值为3~1，有利于保证过渡区131具有较大的宽度，有利于给发射极101中掺杂元素的浓度提供充足的渐变空间，从而有利于在第一掺杂区111和第二掺杂区121之间形成平缓的势能台阶，以降低载流子在过渡区131中复合的概率，从而有利于降低载流子的复合损失，而且，有利于使得过渡区131中的方阻平缓变化，降低过渡区131对载流子的传输阻力，以提高载流子从第一掺杂区111传输至第二掺杂区121的传输效率，从而提高光伏电池的光电转换效率。
本申请另一实施例还提供一种光伏电池的制备方法，图1至图4为本申请另一实施例提供的光伏电池的制备方法各步骤对应的结构示意图。
参考图1以及图2至图4，提供基底100；在基底100一侧的表面形成至少两个相互间隔的第一掺杂区111；在相邻第一掺杂区111的间隔中形成第二掺杂区121，且第二掺杂区121与相邻两个第一掺杂区111之间具有间隙；在间隙中形成过渡区131，过渡区131侧壁与第一掺杂区111侧壁和第二掺杂区121侧壁相接触。
其中，第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121中具有相同的掺杂元素，掺杂元素为N型掺杂元素或P型掺杂元素，且掺杂元素在第一掺杂区111中的浓度小于在第二掺杂区121中的浓度，第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121共同构成发射极101；过渡区131与第二掺杂区121相接触处为参考面a，掺杂元素在过渡区131中的浓度随过渡区131与参考面a间的距离的减小而增大，沿垂直于参考面a的方向X上，第二掺杂区121的宽度与过渡区131的宽度的比值为3：1~1：1。
在一些实施例中，如图2所示，基底100的前表面可以设置为金字塔绒面，以降低前表面的光反射，增加对光线的吸收利用率，提升光伏电池的转换效率。
在一些实施例中，第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121由同一初始膜层形成，即由第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121构成的发射极101中没有明显的分层界线，第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121为一体结构，从而有利于改善第一掺杂区111和过渡区131之间以及过渡区131和第二掺杂区121之间的界面态缺陷，因而在载流子从第一掺杂区111迁移至第二掺杂区121的过程中，有利于降低载流子因界面处缺陷复合的概率，从而提高第二掺杂区121对载流子的收集效率，以提高光伏电池的光电转换效率。
在一些实施例中，形成第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121可以包括如下工艺步骤：
参考图2，在基底100一侧的表面形成初始掺杂层102，初始掺杂层102中具有掺杂元素。
在一些实施例中，形成金字塔绒面的基底100和初始掺杂层102可以包括如下步骤：
提供初始基底，对初始基底进行清洗，并采用湿法化学腐蚀的方式在初始基底的一侧的表面制备金字塔绒面，以形成基底100。金字塔绒面可以降低初始基底表面对光线的反射，从而增加初始基底对光线的吸收利用率，提升光伏电池的转换效率。此外，基底100可以为N型半导体或P型半导体，以下以基底100为P型半导体作为示例进行说明。
需要说明的是，本申请实施例中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进行制绒，当初始基底为P型单晶硅时，可以采用碱性溶液例如氢氧化纳溶液进行制绒，由于氢氧化纳溶液的腐蚀具有各向异性，有利于制备得到金字塔状微结构。金字塔状微结构可以是四面体、近似四面体、五面体或近似五面体等结构；此外，制绒工艺还可以是化学刻蚀、激光刻蚀、机械法或等离子刻蚀等，金字塔状微结构使得在丝网印刷金属浆料形成电极时，浆料可以更好地填充于该金字塔状微结构中，获得更优异的电极接触，能够有效降低电池串联电阻，提高填充因子。此外，通过控制金字塔状微结构的形貌，可使得光伏电池的整体折射率降低12%~15%。
然后，在基底100具有金字塔绒面的表面进行掺杂元素扩散处理，以形成初始掺杂层102。在一些实施例中，基底100为P型单晶硅，对基底100具有金字塔绒面的前表面进行磷扩散处理，形成N型发射极，即初始掺杂层102。需要说明的是，磷扩散处理还会同时在初始掺杂层102远离基底100的表面形成掺杂源层（未图示），掺杂源层的材料为磷硅玻璃。在另一些实施例中，基底100为N型单晶硅，对基底100具有金字塔绒面的前表面进行硼扩散处理，形成P型发射极，即初始掺杂层102。需要说明的是，硼扩散处理还会同时在初始掺杂层102远离基底100的表面形成掺杂源层（未图示），掺杂源层的材料为硼硅玻璃。
上述两种实施例中，后续都可以利用局部区域的掺杂源层对与该局部区域对应的初始掺杂层102进行第二次掺杂，以形成第二掺杂区121和过渡区131，然后去除剩余的掺杂源层。
继续参考图1以及图2至图4，对初始掺杂层102的局部区域进行处理，以形成过渡区131和第二掺杂区121，剩余初始掺杂层102作为第一掺杂区111。
以下通过两种具体的实施例对形成第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121的工艺步骤进行详细说明，需要注意的是，在其他实施例中，还可以通过其他方法形成第一掺杂区、过渡区以及第二掺杂区。
在一些实施例中，对初始掺杂层102的局部区域进行处理可以包括如下工艺步骤：
结合参考图2和图3，采用第一掺杂工艺对初始掺杂层102的局部区域进行掺杂，以形成初始过渡区103，剩余初始掺杂层102作为第一掺杂区111，且初始过渡区103位于相邻两个第一掺杂区111之间，沿垂直于参考面a（参考图1）的方向X（参考图1）上，掺杂元素在初始过渡区103中的浓度先逐渐增大再逐渐减小。
需要说明的是，在一些实施例中，在采用第一掺杂工艺之前，还包括去除位于初始掺杂层102远离基底100的表面的掺杂源层的步骤。
结合参考图3和图1，采用第二掺杂工艺对初始过渡区103的中心区域进行掺杂，以形成第二掺杂区121，剩余初始过渡区103作为过渡区131，第二掺杂区121位于相邻两个过渡区131之间。
在另一些实施例中，第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121在同一工艺步骤中形成。如此，既有利于通过同一初始膜层形成第一掺杂区111、过渡区131以及第二掺杂区121，以改善第一掺杂区111和过渡区131之间以及过渡区131和第二掺杂区121之间的界面态缺陷，又有利于简化制备光伏电池的工艺步骤，以提高光伏电池的制备效率。
其中，对初始掺杂层102的局部区域进行处理可以包括如下工艺步骤：
结合参考图2和图4，在初始掺杂层102远离基底100的一侧形成扩散层104，扩散层104和初始掺杂层102具有相同的掺杂元素。
需要说明的是，在一些实施例中，在形成初始掺杂层102的同时，还会在初始掺杂层102远离基底100的表面形成掺杂源层，则掺杂源层即可作为扩散层104；在另一些实施例中，在形成初始掺杂层102后，初始掺杂层102远离基底100的表面暴露在外，可以通过额外的形成工艺，例如沉积工艺，形成扩散层104。
此外，在一些实施例中，如图4所示，扩散层104可以是整面覆盖初始掺杂层102远离基底100的表面；在其他实施例中，扩散层也可以是在与后续形成的过渡区和第二掺杂区正对的初始掺杂层表面形成。
结合参考图4和图1，采用激光对扩散层104的至少部分区域进行处理，以在与至少部分区域对应的初始掺杂层102中形成过渡区131和第二掺杂区121，且用于形成过渡区131的激光的能量密度随过渡区131与参考面a间的距离的减小而增大，用于形成第二掺杂区121的激光的能量密度不低于用于形成过渡区131的激光的能量密度。
利用激光能量密度高的特点，将激光照射区域中的扩散层104中的掺杂元素激活，从而使更多掺杂元素处于电活性，且使得激光照射区域的温度迅速提升，促进处于电活性状态的掺杂元素的扩散，从而提高过渡区131和第二掺杂区121中掺杂元素的浓度，以降低过渡区131的方阻和第二掺杂区121的方阻，以降低第一掺杂区111中的载流子迁移至第二掺杂区121中的阻力，从而达到提高载流子在发射极101中传输效率的效果。
此外，由于用于形成过渡区131的激光的能量密度随过渡区131与参考面a间的距离的减小而增大，且用于形成第二掺杂区121的激光的能量密度不低于用于形成过渡区131的激光的能量密度，因此，有利于保证掺杂元素在过渡区131中的浓度低于在第二掺杂区121中的浓度，以及保证掺杂元素在过渡区131中的浓度随过渡区131与参考面a间的距离的减小而增大，从而有利于保证掺杂元素在第一掺杂区111和第二掺杂区121中较高的浓度差的同时，给过渡区131中掺杂元素的浓度提供充足的渐变空间，从而有利于在第一掺杂区111和第二掺杂区121之间形成平缓的势能台阶。
在其他实施例中，在对过渡区进行掺杂处理的过程中，可以通过控制过渡区的不同区域的温度不同也可以实现掺杂元素在过渡区中的浓度变化。
在其他实施例中，可以分别对与过渡区对应的扩散层以及与第二掺杂区对应的扩散层进行激光处理，在对与过渡区对应的扩散层进行激光处理的步骤中，控制激光光斑只位于与过渡区对应的扩散层表面，且该激光的能量密度随过渡区和与该过渡区相接触的第二掺杂区间的距离的减小而增大，以保证掺杂元素在过渡区中的浓度随与该过渡区相接触的第二掺杂区间的距离的减小而增大；在对与第二掺杂区对应的扩散层进行激光处理的步骤中，控制激光光斑只位于与第二掺杂区对应的扩散层表面，且该激光在各区域的能量密度几乎不变。
综上所述，通过对初始掺杂层102的局部区域进行分批掺杂处理或者进行激光处理，并调整不同区域对应的激光的能量密度，形成第二掺杂区121以及衔接第一掺杂区111和第二掺杂区121的过渡区131，有利于在第一掺杂区111和第二掺杂区121之间形成平缓的势能台阶，以降低载流子在过渡区131中复合的概率，从而有利于降低载流子的复合损失，而且，有利于使得过渡区131中的方阻平缓变化，降低过渡区131对载流子的传输阻力，以提高载流子从第一掺杂区111传输至第二掺杂区121的传输效率，从而提高光伏电池的光电转换效率。
本申请又一实施例还提供一种光伏组件，光伏组件用于将接收的光能转化为电能。图5为本申请又一实施例提供的光伏组件的结构示意图。
参考图5，光伏组件包括电池串（未标示）、封装胶膜140以及盖板150。其中，电池串由多个光伏电池130连接形成，由光伏电池130可以为前述的任一光伏电池（包括但不限于如图1所示的光伏电池），或者可以为前述的任一光伏电池的制备方法制备的光伏电池，相邻光伏电池130之间通过导电带（未图示）电连接，同时，相邻光伏电池130之间的位置关系既可以是部分层叠，也可以是相互拼接；封装胶膜140用于覆盖电池串的表面以密封，封装胶膜140可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA，ethylene-vinyl acetate copolymer）胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体（POE，polyolefin thermoplastic elastomer）胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，polyethylene glycol terephthalate）胶膜等有机封装胶膜；盖板150覆盖在封装胶膜140背离电池串的表面，盖板150可以为玻璃盖板或塑料盖板等透明或半透明盖板。
在一些实施例中，盖板150上设置有陷光结构以增加入射光的利用率，不同盖板150的陷光结构可以不同。光伏组件具有较高的电流收集能力和较低的载流子复合率，可实现较高的光电转换效率；在一些实施例中，光伏组件正面呈现暗蓝色甚至黑色，可应用于更多场景中。
在一些实施例中，封装胶膜140和盖板150仅位于光伏电池130的前表面，避免位于后表面的封装胶膜140和盖板150对较弱的光线造成进一步阻隔和削弱；同时，光伏组件还可以采用侧边全包围式封装，即采用封装胶膜140完全包覆光伏组件的侧边，以防止光伏组件在层压过程中发生层压偏移的现象，以及避免外部环境通过光伏组件的侧边影响光伏电池的性能，例如水汽侵入。
在一些实施例中，对本申请又一实施例提供的光伏组件的相关性能参数与现有的光伏组件的相关参数进行测试，得到如下表一，表一为本申请又一实施例提供的光伏组件相对于现有的光伏组件的相关性能参数的对比示意图。其中，Voc为光伏组件的开路电压，Jsc为光伏组件的短路电流，Rs为光伏组件的串联电阻，Rsh为光伏组件的并联电阻，FF为光伏组件的填充因子，Eta为光伏组件的光电转换效率。
Figure 612087DEST_PATH_IMAGE001
由表一可知，本申请又一实施例提供的光伏组件的开路电压、短路电流、并联电阻、填充因子以及光电转换效率分别大于现有光伏组件的开路电压、、短路电流、并联电阻、填充因子以及光电转换效率，本申请又一实施例提供的光伏组件的串联电阻小于现有光伏组件的串联电阻。可见，本申请又一实施例提供的光伏组件中的光伏电池具有明显的过渡区，有利于增大填充因子，因而有利于提高开路电压和短路电流，以达到提高光伏组件的光电转换效率的目的。此外，本申请又一实施例提供的光伏组件的填充因子的提高，有利于降低光伏电池的串联电阻；本申请又一实施例提供的光伏组件的并联电阻的提高，有利于降低光伏电池的漏电概率。
综上所述，由于光伏组件中的光伏电池130具有衔接第一掺杂区111和第二掺杂区121的过渡区131，有利于提高载流子从第一掺杂区111传输至第二掺杂区121的传输效率，从而提高光伏电池130的光电转换效率，从而有利于提高由多个光伏电池130连接形成的电池串的光电转换效率，以及有利于提高包括电池串的光伏组件的光电转换效率。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种光伏电池，其特征在于，包括：
基底；
发射极，位于所述基底一侧的表面，所述发射极包括：
至少两个相互间隔的第一掺杂区；
第二掺杂区，位于相邻所述第一掺杂区之间，且所述第二掺杂区与相邻两个所述第一掺杂区之间具有间隙；
过渡区，位于所述间隙中，且所述过渡区侧壁与所述第一掺杂区侧壁和所述第二掺杂区侧壁相接触，所述第一掺杂区、所述过渡区以及所述第二掺杂区中具有相同的掺杂元素，所述掺杂元素为N型掺杂元素或P型掺杂元素，且所述掺杂元素在所述第一掺杂区中的浓度小于在所述第二掺杂区中的浓度；
所述过渡区与所述第二掺杂区相接触处为参考面，所述掺杂元素在所述过渡区中的浓度随所述过渡区与所述参考面间的距离的减小而增大，沿垂直于所述参考面的方向上，所述第二掺杂区的宽度与所述过渡区的宽度的比值为3：1~1：1。
2.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，沿垂直于所述参考面的方向上，所述过渡区的宽度为30um~50um。
3.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述掺杂元素在所述过渡区与所述第一掺杂区相接触处的浓度范围为1×1018atoms/cm3~7×1018atoms/cm3，所述掺杂元素在所述参考面处的浓度范围为5×1019atoms/cm3~3×1020atoms/cm3。
4.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述过渡区的方阻随所述过渡区与所述参考面间的距离的减小而减小。
5.如权利要求4所述的光伏电池，其特征在于，所述过渡区与所述第一掺杂区相接触处的方阻为170ohm/sq~500ohm/sq，所述参考面处的方阻为50ohm/sq~100ohm/sq。
6.如权利要求4所述的光伏电池，其特征在于，所述过渡区的方阻随所述过渡区与所述参考面间的距离的减小而线性减小。
7.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，沿所述第一掺杂区指向所述基底的方向上，所述掺杂元素在所述第一掺杂区中的掺杂深度、在所述过渡区中的掺杂深度以及在所述第二掺杂区中的掺杂深度依次增大。
8.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述第一掺杂区、所述过渡区以及所述第二掺杂区中具有相同的半导体元素。
9.一种光伏电池的制备方法，其特征在于，包括：
提供基底；
在所述基底一侧的表面形成至少两个相互间隔的第一掺杂区；
在相邻所述第一掺杂区的间隔中形成第二掺杂区，且所述第二掺杂区与相邻两个所述第一掺杂区之间具有间隙；
在所述间隙中形成过渡区，所述过渡区侧壁与所述第一掺杂区侧壁和所述第二掺杂区侧壁相接触，所述第一掺杂区、所述过渡区以及所述第二掺杂区中具有相同的掺杂元素，所述掺杂元素为N型掺杂元素或P型掺杂元素，且所述掺杂元素在所述第一掺杂区中的浓度小于在所述第二掺杂区中的浓度，所述第一掺杂区、所述过渡区以及所述第二掺杂区共同构成发射极；
所述过渡区与所述第二掺杂区相接触处为参考面，所述掺杂元素在所述过渡区中的浓度随所述过渡区与所述参考面间的距离的减小而增大，在垂直于所述参考面的方向上，所述第二掺杂区的宽度与所述过渡区的宽度的比值为3：1~1：1。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第一掺杂区、所述过渡区以及所述第二掺杂区由同一初始膜层形成。
11.如权利要求9或10所述的制备方法，其特征在于，形成所述第一掺杂区、所述过渡区以及所述第二掺杂区的工艺步骤包括：
在所述基底一侧的表面形成初始掺杂层，所述初始掺杂层中具有所述掺杂元素；
对所述初始掺杂层的局部区域进行处理，以形成所述过渡区和所述第二掺杂区，剩余所述初始掺杂层作为所述第一掺杂区。
12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，对所述初始掺杂层的局部区域进行处理的工艺步骤包括：
采用第一掺杂工艺对所述初始掺杂层的局部区域进行掺杂，以形成初始过渡区，剩余所述初始掺杂层作为所述第一掺杂区，且所述初始过渡区位于相邻两个所述第一掺杂区之间，沿垂直于所述参考面的方向上，所述掺杂元素在所述初始过渡区中的浓度先逐渐增大再逐渐减小；
采用第二掺杂工艺对所述初始过渡区的中心区域进行掺杂，以形成第二掺杂区，剩余所述初始过渡区作为所述过渡区，所述第二掺杂区位于相邻两个所述过渡区之间。
13.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一掺杂区、所述过渡区以及所述第二掺杂区在同一工艺步骤中形成。
14.如权利要求13所述的制备方法，其特征在于，对所述初始掺杂层的局部区域进行处理的工艺步骤包括：
在所述初始掺杂层远离所述基底的一侧形成扩散层，所述扩散层和所述初始掺杂层具有相同的掺杂元素；
采用激光对所述扩散层的至少部分区域进行处理，以在与所述至少部分区域对应的所述初始掺杂层中形成所述过渡区和所述第二掺杂区，且用于形成所述过渡区的所述激光的能量密度随所述过渡区与所述参考面间的距离的减小而增大，用于形成所述第二掺杂区的所述激光的能量密度不低于用于形成所述过渡区的所述激光的能量密度。
15.一种光伏组件，其特征在于，包括：
电池串，由多个权利要求1至8中任一项所述的光伏电池连接形成，或者由多个权利要求9至14中任一项所述的光伏电池的制备方法制备的光伏电池连接形成；
封装胶膜，用于覆盖所述电池串的表面；
盖板，用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。
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