CN113838941B - 一种太阳能电池的选择性钝化接触结构和双面太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本申请适用于太阳能电池技术领域，提供了一种太阳能电池的选择性钝化接触结构和双面太阳能电池。太阳能电池的选择性钝化接触结构包括交替设置的第一钝化接触区和第二钝化接触区；第一钝化接触区包括依次层叠设置在硅衬底上的第一掺杂层、第一钝化层和第二掺杂层；第二钝化接触区包括依次层叠设置在硅衬底上的第二钝化层、第三掺杂层和第三钝化层；第二掺杂层的厚度大于第三掺杂层的厚度，第二掺杂层和第三掺杂层的掺杂极性相同。如此，由于第三掺杂层的厚度较小，故可以降低第二钝化接触区的寄生吸收，提高短路电流。同时，由于第二掺杂层的厚度较大，故可以防止导电层烧穿第二掺杂层，提高开路电压。这样，可最大化太阳能电池的光电转换效率。

Description

一种太阳能电池的选择性钝化接触结构和双面太阳能电池
技术领域
本申请属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池的选择性钝化接触结构和双面太阳能电池。
背景技术
太阳能电池发的电为一种可持续的清洁能源来源，太阳能电池利用半导体p-n结的光生伏特效应可以将太阳光转化成电能，故光电转换效率是衡量太阳能电池性能的重要指标。太阳能电池中，光电转换效率的损失包括电学损失和光学损失两个方面。电学损失主要包括金属-半导体接触引起的复合损失和电阻损失，而光学损失主要包括受光面金属栅线的遮挡和正面掺杂层的寄生吸收。
相关技术中的太阳能电池通过设置钝化接触结构，来具备显著的电学性能，可同时获得低接触电阻率和低表面复合。钝化接触结构通常包括钝化层和掺杂层。
然而，钝化接触结构中的掺杂层对光的吸收属于‘寄生性’吸收，对光生电流没有贡献，使得钝化接触区域存在严重的寄生吸收，导致太阳能电池的电流较低。基于此，如何减少太阳能电池的寄生吸收，成为了亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种太阳能电池的选择性钝化接触结构和双面太阳能电池，旨在解决如何减少太阳能电池的寄生吸收的问题。
本申请实施例的太阳能电池的选择性钝化接触结构，包括交替设置的第一钝化接触区和第二钝化接触区；所述第一钝化接触区包括依次层叠设置在硅衬底上的第一掺杂层、第一钝化层和第二掺杂层；所述第二钝化接触区包括依次层叠设置在硅衬底上的第二钝化层、第三掺杂层和第三钝化层；所述第二掺杂层的厚度大于所述第三掺杂层的厚度，所述第二掺杂层和所述第三掺杂层的掺杂极性相同。
更进一步地，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层的掺杂极性相同；所述第二钝化接触区还包括设于所述硅衬底和所述第二钝化层之间的第四掺杂层，所述第四掺杂层和所述第三掺杂层的掺杂极性相同。
更进一步地，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化层的孔洞区域中具有所述第四掺杂层和/或所述第三掺杂层，所述第三掺杂层与所述第四掺杂层之间通过掺杂的所述孔洞区域进行连接。
更进一步地，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一钝化层的孔洞区域中具有所述第一掺杂层和/或所述第二掺杂层，所述第二掺杂层与所述第一掺杂层之间通过掺杂的所述孔洞区域进行连接。
更进一步地，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一钝化层的孔洞的平均孔径小于1000nm；和/或，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化层的孔洞的平均孔径小于1000nm。
更进一步地，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一钝化层的孔洞通过热扩散冲击的方式制备形成；和/或，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化层的孔洞通过热扩散冲击的方式制备形成。
更进一步地，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一钝化层的孔洞区域的面积占所述第一钝化层的整体面积的比值小于20％；和/或，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化层的孔洞区域的面积占所述第二钝化层的整体面积的比值小于20％。
更进一步地，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一掺杂层离散式地局域分布在所述第一钝化层的各个孔洞区域；和/或，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化接触区还包括设于所述硅衬底和所述第二钝化层之间的第四掺杂层，所述第四掺杂层离散式地局域分布在所述第二钝化层的各个孔洞区域。
更进一步地，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一掺杂层完全连续地设置在所述硅衬底与所述第一钝化层之间；和/或，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化接触区还包括设于所述硅衬底和所述第二钝化层之间的第四掺杂层，所述第四掺杂层完全连续地设置在所述硅衬底与所述第二钝化层之间。
更进一步地，所述第一钝化层为氧化层、氮化层、氮氧化层、碳化硅层、及非晶硅层中的一种或多种组合；和/或，所述第二钝化层为氧化层、氮化层、氮氧化层、碳化硅层、及非晶硅层中的一种或多种组合。
更进一步地，所述氧化层由氧化硅层、氧化铝层中的一层或多层组成。
更进一步地，所述第二钝化接触区还包括设于所述硅衬底和所述第二钝化层之间的第四掺杂层，所述第一掺杂层的掺杂浓度大于或等于所述第四掺杂层的掺杂浓度。
更进一步地，所述第三掺杂层的厚度为0-500nm。
本申请实施例双面太阳能电池，包括硅衬底、上述任一项的选择性钝化接触结构、及第一导电层，所述选择性钝化接触结构设于所述硅衬底的一面，所述第二掺杂层与所述第一导电层连接。
更进一步地，所述第一导电层的宽度大于所述第二掺杂层的宽度。
更进一步地，所述第二掺杂层上设有第四钝化层，所述第四钝化层形成有开口，所述第一导电层穿过所述开口与所述第二掺杂层连接。
更进一步地，所述选择性钝化接触结构设于所述双面太阳能电池的正面，所述第一掺杂层、所述第二掺杂层的掺杂极性与所述硅衬底的极性相同。
更进一步地，所述硅衬底的正面设有多个所述选择性钝化接触结构，多个所述选择性钝化接触结构之间设有非掺杂区。
更进一步地，所述双面太阳能电池包括背面钝化接触结构和第二导电层，所述背面钝化接触结构和所述第二导电层依次设于所述硅衬底的背面。
更进一步地，所述背面钝化接触结构与所述硅衬底的背面整面接触。
本申请实施例的太阳能电池的选择性钝化接触结构和双面太阳能电池，由于第三掺杂层的厚度较小，故可以降低第二钝化接触区的寄生吸收，提高短路电流。同时，由于第二掺杂层的厚度较大，故可以防止导电层烧穿第二掺杂层，提高开路电压。同时，可以具有极好的界面钝化性能和较低的接触电阻。这样，可以最大化太阳能电池的光电转换效率。
附图说明
图1-图4是本申请一实施例的太阳能电池的选择性钝化接触结构各种实施时的结构示意图；
图5-图9是本申请一实施例的双面太阳能电池各种实施时的结构示意图。
主要元件符号说明：
双面太阳能电池1000、选择性钝化接触结构100、硅衬底10、第一钝化接触区11、第一掺杂层111、第一钝化层112、第二掺杂层113、第四钝化层114、开口1141、第二钝化接触区12、第四掺杂层121、第二钝化层122、第三掺杂层123、第三钝化层124；非掺杂区200、第一导电层30、背面钝化接触结构40、第二导电层50、第二表面钝化层70。
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。
在本申请中，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申请中的具体含义。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。
本申请由于第三掺杂层的厚度较小，故可以降低第二钝化接触区的寄生吸收，提高电流。同时，由于第二掺杂层的厚度较大，故可以防止导电层烧穿第二掺杂层。同时，可以具有极好的界面钝化性能和较低的接触电阻。这样，可以最大化太阳能电池的光电转换效率。
实施例一
本申请实施例一提供一种太阳能电池的选择性钝化接触结构，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。
请参阅图1，本申请实施例提供的太阳能电池的选择性钝化接触结构100包括：交替设置的第一钝化接触区11和第二钝化接触区12；第一钝化接触区11包括依次层叠设置在硅衬底10上的第一掺杂层111、第一钝化层112和第二掺杂层113；第二钝化接触区12包括依次层叠设置在硅衬底10上的第二钝化层122、第三掺杂层123和第三钝化层124；第二掺杂层113的厚度大于第三掺杂层123的厚度，第二掺杂层113和第三掺杂层123的掺杂极性相同。
本申请实施例的太阳能电池的选择性钝化接触结构100，由于第三掺杂层123的厚度较小，故可以降低第二钝化接触区12的寄生吸收，提高短路电流。同时，由于第二掺杂层113的厚度较大，故可以防止导电层烧穿第二掺杂层113，提高开路电压。同时，可以具有极好的界面钝化性能和较低的接触电阻。这样，可以最大化太阳能电池的光电转换效率。
具体地，硅衬底10具有在正常工作期间面向太阳正面和背离太阳的背面。正面为太阳能电池的受光面，背面设于硅衬底10背离正面的另一侧。也即是说，正面与背面位于硅衬底10的相反两侧。在本实施例中，硅衬底10为N型的单晶硅片。可以理解，在其他的实施例中，硅衬底10也可以为多晶硅片或准单晶硅片等其他类型的硅片，硅衬底10还可为P型。如此，可根据实际使用需要对硅衬底10进行设置，在此不对硅衬底10的具体形式进行限定。
具体地，硅衬底10的正面可形成有减反射结构。例如，随机金字塔结构、倒金字塔结构、球冠结构、V型槽结构。减反射结构可通过在硅衬底10的正面制绒来形成。如此，可以减少正面对太阳光的反射，提高光电转换效率。
具体地，硅衬底10的背面可为抛光面。例如，碱抛光面、酸抛光面、机械抛光面等。
具体地，“第二掺杂层113和第三掺杂层123的掺杂极性相同”是指：第二掺杂层113和第三掺杂层123的掺杂极性均为N型；或，第二掺杂层113和第三掺杂层123的掺杂极性均为P型。
具体地，第一钝化接触区11和第二钝化接触区12可交替地设于硅衬底10的正面，也可交替地设于硅衬底10的背面。在此不对第一钝化接触区11和第二钝化接触区12在硅衬底10的具体位置进行限定。
具体地，第一钝化接触区11和第二钝化接触区12交替设置是指，在选择性钝化接触结构100中，一个第一钝化接触区11设于两个第二钝化接触区12之间。换言之，沿着交替设置的方向，第二钝化接触区12、第一钝化接触区11和第二钝化接触区12依次排列。
具体地，第一钝化接触区11和第二钝化接触区12交替设置的方向与硅衬底10的厚度方向垂直。第一钝化接触区11和第二钝化接触区12交替设置的方向可与硅衬底10的长度方向平行，也可与硅衬底10的长度方向垂直，还可与硅衬底的长度方向成锐角或钝角。
请参阅图1，可选地，第一掺杂层111的厚度范围为50nm-2000nm。例如为50nm、51nm、60nm、100nm、500nm、1000nm、1500nm、1900nm、2000nm。如此，可以降低接触电阻并提供场钝化效应。
请注意，在其他的实施例中，第一掺杂层111的厚度可为0nm。换言之，第一掺杂层111可以省去，第一钝化接触区11包括依次层叠设置在硅衬底10上的第一钝化层112和第二掺杂层113。
请参阅图1，可选地，第一掺杂层111为掺杂单晶硅层。进一步地，可通过扩散、离子注入、涂源扩散或其他工艺形成第一掺杂层111；也可在制备第二掺杂层113时，使得掺杂源直接穿过第一钝化层112或穿过多孔结构中的孔洞从而在硅衬底10中形成第一掺杂层111。
请参阅图1，可选地，第一掺杂层111的掺杂浓度小于第二掺杂层113的掺杂浓度。如此，通过轻掺杂，可以提高载流子横向传输。
请参阅图1，可选地，第一钝化层112的厚度为0.5nm-20nm。例如为0.5nm、0.6nm、1nm、1.5nm、5nm、10nm、12nm、15nm、18nm、20nm。
请参阅图1，可选地，第一钝化层112包括氧化层、氮化层、氮氧化层、碳化硅层、非晶硅层中的一种或多种。进一步地，氧化层包括氧化硅层、氧化铝层中的一种或多种。如此，可以提供极好的界面钝化效果。
进一步地，碳化硅层包括氢化碳化硅层。如此，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，可以中和硅衬底10背面的悬挂键，钝化硅衬底10的缺陷，从而减少禁带中的缺陷能级，提高载流子通过第一钝化层112进入第二掺杂层113的几率。
请参阅图2，可选地，第一钝化层112为多孔结构，第一钝化层112的孔洞区域中具有第一掺杂层111和/或第二掺杂层113，第二掺杂层113与第一掺杂层111之间通过掺杂的孔洞区域进行连接。具体地，第二掺杂层113与硅衬底10之间通过掺杂的孔洞区域及第一掺杂层111进行连接。如此，在第一钝化层112的孔洞区域中形成导电通道，从而使得第一钝化层112形成良好的电阻率，降低了第一钝化层112的厚度对电阻影响的敏感性，从而降低了对于第一钝化层112的厚度的控制要求。同时，硅衬底10及第一钝化层112之间设置的第一掺杂层111可形成增强表面电子空穴的分离电场，从而提高场钝化效果。同时，由于第一掺杂层111与硅衬底10的费米能级不同，第一掺杂层111改变了费米能级，增加了杂质(过渡族金属)的固浓度，可以形成额外的吸杂效果。同时，在多孔结构上第二掺杂层113与硅衬底10之间通过掺杂的孔洞区域及第一掺杂层111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。
在一个例子中，孔洞区域中具有第一掺杂层111，不具有第二掺杂层113；在另一个例子中，孔洞区域中具有第二掺杂层113，不具有第一掺杂层111；在又一个例子中，孔洞区域中具有第一掺杂层111和第二掺杂层113。另外，第一掺杂层111和/或第二掺杂层113可填满一个或多个孔洞，也可填充一个的部分或多个孔洞的部分，还可有部分孔洞未填入第一掺杂层111和第二掺杂层113。在此不对孔洞区域的具体掺杂形式进行限定。
可以理解，在其他的实施例中，第一钝化层112也可为完全连续的结构。换言之，第一钝化层112也可不包括孔洞。
请参阅图2，可选地，第一钝化层112为多孔结构，第一钝化层112的孔洞的平均孔径小于1000nm。例如为4nm、10nm、16nm、50nm、480nm、830nm、960nm、999nm。如此，多孔结构的平均孔径为纳米级，使得第二掺杂层113与硅衬底10的总体接触面积大量减少，可以减少复合损失。更进一步地，多孔结构的平均孔径小于500nm。如此，进一步减少第二掺杂层113与硅衬底10的总体接触面积，从而进一步减少复合损失。更进一步地，可90％的通孔的平均孔径小于1000nm。如此，给出了一定的浮动空间，在保证复合损失较小的情况下，可以保证产品良率，提高生产效率，而且不需要增加激光开孔等额外的工艺，制备工艺简单。
请参阅图2，可选地，第一钝化层112为多孔结构，第一钝化层112的孔洞通过热扩散冲击的方式制备形成。具体地，热扩散冲击的温度范围为500℃-1200℃。例如为500℃、510℃、550℃、600℃、700℃、800℃、820℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃。优选地，热扩散冲击温度为800℃-1100℃。例如为800℃、820℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃。如此，使得形成的多孔结构孔洞更小，实现平均孔径小于1000nm，有利于减少复合损失。而且，使得孔洞面密度更高，可达到106-108/cm2，可以减少横向运输距离，消除电流挤涌效应，减少电阻损失，使得降低电阻的效果更好。可以理解，在其他的实施例中，多孔结构也可通过化学腐蚀、干法刻蚀或其他方式制备形成。
请参阅图2，可选地，第一钝化层112为多孔结构，第一钝化层112的孔洞区域的面积占第一钝化层112的整体面积的比值小于20％。如此，通过孔洞区域的面积的占比来控制孔洞区域的总面积，可以使得第二掺杂层113与硅衬底10的总体接触面积较小，在保证低接触电阻的情况下，减少复合损失。
请参阅图2，可选地，第一钝化层112为多孔结构，第一掺杂层111离散式地局域分布在第一钝化层112的各个孔洞区域。如此，在第一掺杂层111离散分布地情况下，也能保证钝化层的孔洞在硅衬底10的正投影被第一掺杂层111在硅衬底10的正投影覆盖，从而保证第二掺杂层113无法直接接触硅衬底10，避免了第二掺杂层113直接接触硅衬底10导致的严重复合。
请参阅图2，可选地，第一钝化层112为多孔结构，第一掺杂层111完全连续地设置在硅衬底10与第一钝化层112之间。如此，由于第一掺杂层111完全连续地设置，故钝化层的孔洞在硅衬底10的正投影必然被第一掺杂层111在硅衬底10的正投影覆盖，第二掺杂层113必然无法直接接触硅衬底10，避免了第二掺杂层113直接接触硅衬底10导致的严重复合。
进一步地，第一掺杂层111分布的情况可通过掺杂的时长进行控制。掺杂的时间越长，掺杂的量越多，第一掺杂层111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111。更进一步地，第一掺杂层111的结深小于1.5um。如此，可以降低接触电阻，提高场效应钝化。
具体地，第二掺杂层113的厚度范围为0nm-500nm。例如为0.1nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm。如此，第二掺杂层113的厚度范围较广，可以适应实际生产时不同的需求。
优选地，第二掺杂层113的厚度范围为100nm-500nm。例如为100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm。如此，较厚的第二掺杂层113可以防止导电层烧穿第二掺杂层113，降低接触复合，提高开路电压，同时提高工艺宽度，可以保证产品良率。
具体地，第二掺杂层113包括掺杂多晶硅层、掺杂碳化硅层或掺杂非晶硅层。优选地，第二掺杂层113包括掺杂碳化硅层。如此，由于碳化硅材料的光学带隙宽及吸收系数低，故可以降低寄生吸收，有效提高短路电流密度。进一步地，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，各层掺杂碳化硅膜的折射率由硅衬底10向外依次降低。如此，可形成折射率梯度，形成梯度消光的效果。更进一步地，第二掺杂层113中的掺杂碳化硅层包括掺杂氢化碳化硅层，掺杂氢化碳化硅层的电导率大于0.01S·cm，厚度大于10nm。如此，可以满足第二掺杂层113的电导性要求，且具有更低的寄生吸收，提高短路电流。
请参阅图3，可选地，第一掺杂层111和第二掺杂层113的掺杂极性相同；第二钝化接触区12还包括设于硅衬底10和第二钝化层122之间的第四掺杂层121，第四掺杂层121和第三掺杂层123的掺杂极性相同。如此，可以形成有效的场钝化，并降低接触电阻。
可以理解，如前所述，第二掺杂层113和第三掺杂层123的掺杂极性相同，所以，第一掺杂层111、第二掺杂层113、第三掺杂层123和第四掺杂层121的掺杂极性均相同。即：第一掺杂层111、第二掺杂层113、第三掺杂层123和第四掺杂层121的掺杂极性均为N型；或，第一掺杂层111、第二掺杂层113、第三掺杂层123和第四掺杂层121的掺杂极性均为P型。
请参阅图4，可选地，第二钝化接触区12还包括设于硅衬底10和第二钝化层122之间的第四掺杂层121，第一掺杂层111的掺杂浓度大于或等于第四掺杂层121的掺杂浓度。如此，可以增加载流子的传输，有利于提高光电转换效率。
具体地，第一掺杂层111的峰值掺杂浓度的范围为1017/cm3～1020/cm3，第四掺杂层121的峰值掺杂浓度的范围为1017/cm3～1020/cm3。
请参阅图4，可选地，第四掺杂层121的掺杂浓度小于第三掺杂层123的掺杂浓度。如此，通过第四掺杂层121的轻掺杂，可以提高载流子横向传输。
请参阅图4，可选地，第二钝化层122为多孔结构，第二钝化层122的孔洞区域中具有第四掺杂层121和/或第三掺杂层123，第三掺杂层123与第四掺杂层121之间通过掺杂的孔洞区域进行连接。具体地，第三掺杂层123与硅衬底10之间通过掺杂的孔洞区域及第四掺杂层121进行连接。可选地，第二钝化层122为多孔结构，第二钝化层122的孔洞的平均孔径小于1000nm。可选地，第二钝化层122为多孔结构，第二钝化层122通过热扩散冲击的方式制备形成。可选地，第二钝化层122为多孔结构，第二钝化层122的孔洞区域的面积占第二钝化层122的整体面积的比值小于20％。可选地，第二钝化层122为多孔结构，第二钝化接触区12还包括设于硅衬底10和第二钝化层122之间的第四掺杂层121，第四掺杂层121离散式地局域分布在第二钝化层122的各个孔洞区域。可选地，第二钝化层122为多孔结构，第二钝化接触区12还包括设于硅衬底10和第二钝化层122之间的第四掺杂层121，第四掺杂层121完全连续地设置在硅衬底10与第二钝化层122之间。可选地，第一钝化层112为氧化层、氮化层、氮氧化层、碳化硅层、及非晶硅层中的一种或多种组合。可选地，第二钝化层122为氧化层、氮化层、氮氧化层、碳化硅层、及非晶硅层中的一种或多种组合。可选地，氧化层由氧化硅层、氧化铝层中的一层或多层组成。
请注意，关于该部分的解释和说明可参照前文关于第一钝化层112为多孔结构的部分，为避免冗余，在此不再赘述。
请参阅图1，可选地，第三掺杂层123的厚度范围为0nm-500nm。例如为0nm、0.01nm、0.8nm、1nm、5nm、10nm、35nm、50nm、80nm、100nm、120nm、150nm、198nm、200nm、250nm、300nm、450nm、500nm。如此，可以减少寄生吸收并保证载流子的横向传输。可以理解，第三掺杂层123的厚度为0，也即是说，第三掺杂层123可省略。
进一步地，第三掺杂层123的厚度范围为0nm-120nm。例如为0nm、0.01nm、0.8nm、1nm、5nm、10nm、35nm、50nm、80nm、100nm、120nm。如此，可以兼顾最小化寄生吸收和保证载流子的横向传输。可以理解，在第三掺杂层123的厚度为0的情况下，寄生吸收最少；在第三掺杂层123的厚度为120nm的情况下，可保证横向传输，同时，寄生吸收也小于第二掺杂层113处的寄生吸收。
优选地，第三掺杂层123的厚度范围为20nm-120nm。例如为20nm、22nm、35nm、50nm、80nm、100nm、120nm。如此，在兼顾寄生吸收和保证载流子的横向传输的情况下，电池的整体性能最好。
请参阅图1，可选地，第三钝化层124包括氧化铝层、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。如此，可以减反射并降低表面复合速率。进一步地，第三钝化层124可由不同折射率的至少一层钝化膜组成，各层钝化膜的折射率由硅衬底10向外依次降低。
可选地，选择性钝化接触结构100可包括设于第二钝化接触区12的保护层，保护层的顶面到硅衬底10的距离大于第二掺杂层的顶面到硅衬底的距离。如此，可以通过保护层保护第二掺杂层，避免第二掺杂层被划伤。具体地，保护层可设于第三钝化层124与第三掺杂层之间，也可设于第三钝化层124背离第三掺杂层123的一侧。具体地，保护层可包括绝缘层。如此，可以避免漏电。
本申请实施例的太阳能电池的选择性钝化接触结构100，由于第三掺杂层123的厚度较小，故可以降低第二钝化接触区12的寄生吸收，提高电流。同时，由于第二掺杂层113的厚度较大，故可以防止导电层烧穿第二掺杂层113。这样，可以最大化太阳能电池的光电转换效率。
实施例二
请参阅图5，本申请实施例二还提供一种双面太阳能电池1000，该双面太阳能电池1000包括硅衬底10、实施例一的选择性钝化接触结构100、及第一导电层30，选择性钝化接触结构100设于硅衬底10的一面，第二掺杂层113与第一导电层30连接。
本申请实施例二的双面太阳能电池1000，由于第三掺杂层123的厚度较小，故可以降低第二钝化接触区12的寄生吸收，提高短路电流。同时，由于第二掺杂层113的厚度较大，故可以防止第一导电层30烧穿第二掺杂层113，提高开路电压。同时，可以具有极好的界面钝化性能和较低的接触电阻。这样，可以最大化太阳能电池的光电转换效率。
关于该部分的其他解释和说明可参照前文，为避免冗余，在此不再赘述。
具体地，在本实施例中，第一导电层30与选择性钝化接触结构100的数量相同，一个第一导电层30连接一个第二掺杂层113。在其他的实施例中，也可第一导电层30的数量大于选择性钝化接触结构100的数量，部分的第一导电层30与第二掺杂层113一一对应地连接；还可第一导电层30的数量小于选择性钝化接触结构100的数量，部分的第二掺杂层113与第一导电层30一一对应地连接。在此不对第二掺杂层113与第一导电层30连接的具体形式进行限定。
具体地，第一导电层30为细栅。如此，将选择性钝化接触结构100限制在细栅下，可以减少遮挡的太阳光，提高光电转换效率。可以理解，在其他的实施例中，第一导电层30也可为主栅。
可选地，第一导电层30可包括透明导电氧化物(TCO)。如此，TCO能够有效收集双面太阳能电池1000的电流，保证了双面太阳能电池1000的正常工作。而且，TCO具有高透过性且可以减反射，可以让减少太阳光的损失。这样，有利于提高光电转换效率。
进一步地，TCO包括氟掺杂氧化锡(FTO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡(ITO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、铝掺氧化锡(ATO)、铟掺氧化镓(IGO)中的一种或多种。可以理解，第一导电层30也可包括银、金、铝、铜、钼、钨、镍、镁、锡、钽等金属。第一导电层30也可包括TCO和金属电极。
请参阅图5，可选地，硅衬底10的正面设有多个选择性钝化接触结构100，多个选择性钝化接触结构100之间设有非掺杂区200。
可以理解，非掺杂区200指未在硅衬底10上进行掺杂的区域。如此，通过非掺杂区200实现对相邻的两个选择性钝化接触结构100的间隔，无需在相邻的两个选择性钝化接触结构100之间设置凹槽、凸台、沟槽或绝缘件，有利于提高生产效率。
进一步地，可利用高温扩散形成多个选择性钝化接触结构100，在高温扩散之前，可在非掺杂区200制备氮化硅层等表面钝化层，这样可提高少子寿命。
具体地，请参阅图6，可硅衬底10的正面间隔设置多个凹槽，多个选择性钝化接触结构100设置在各个凹槽内，相邻的两个凹槽之间的区域形成凸台状的非掺杂区200。如此，可以实现对设置在相邻的两个凹槽内的选择性钝化接触结构100的间隔。进一步地，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。进一步地，凹槽可为矩形、圆弧形、梯形、或方形。多个凹槽的形状可以均相同、均不同、或部分相同且部分不同。
在其他的实施例中，请参阅图7，可硅衬底10的正面间隔设置有多个凹槽，相邻的两个凹槽之间的区域形成凸台，相邻的两个选择性钝化接触结构100中的一个设置在凹槽内，另一个设置在凸台上。如此，通过凹槽和凸台的高度差，实现对相邻的两个选择性钝化接触结构100的间隔。
在其他的实施例中，请参阅图8，可硅衬底10的正面间隔设置有多个凹槽，相邻的两个凹槽之间的区域形成凸台，多个选择性钝化接触结构100设置在各个凸台上。如此，通过凸台间的凹槽，实现对相邻的两个选择性钝化接触结构100的间隔。
在其他的实施例中，可在相邻的两个选择性钝化接触结构100之间设置沟槽。如此，通过沟槽实现对相邻的两个选择性钝化接触结构100的间隔。
在其他的实施例中，可在相邻的两个选择性钝化接触结构100之间设置绝缘件。如此，通过绝缘件实现对相邻的两个选择性钝化接触结构100的间隔。进一步地，绝缘件包括EPE(珍珠棉)、EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer，乙烯-醋酸乙烯共聚物)、PET(polyethylene glycol terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)中的至少一种。如此，能在绝缘的同时起到缓冲作用，有利于保护电池。
具体地，选择性钝化接触结构100的数量可为2个、3个、4个、5个或其他数值，在此不对选择性钝化接触结构100的具体数量进行限定。
具体地，请参阅图5，在本实施例中，选择性钝化接触结构100在硅衬底10的正投影覆盖并超出第一导电层30在硅衬底10的正投影。在其他的实施例中，也可以是选择性钝化接触结构100在硅衬底10的正投影与第一导电层30在硅衬底10的正投影完全重叠；还可以是选择性钝化接触结构100在硅衬底10的正投影位于第一导电层30在硅衬底10的正投影内。在此不对选择性钝化接触结构100和第一导电层30的具体位置关系进行限定。另外，多个选择性钝化接触结构100与对应的第一导电层30的关系，可以均相同，可以均不同，也可以部分相同。
具体地，请参阅图5，在本实施例中，多个选择性钝化接触结构100的长度、宽度和厚度均相同，多个选择性钝化接触结构100中的第一掺杂层111的长度、宽度和厚度均相同，多个选择性钝化接触结构100中的第一钝化层112的长度、宽度和厚度均相同，多个选择性钝化接触结构100中的第二掺杂层113的长度、宽度和厚度均相同，多个选择性钝化接触结构100中的第二钝化层122的长度、宽度和厚度均相同，多个选择性钝化接触结构100中的第三掺杂层123的长度、宽度和厚度均相同，多个选择性钝化接触结构100中的第三钝化层124的长度、宽度和厚度均相同。即，多个选择性钝化接触结构100的尺寸相同，多个选择性钝化接触结构的内部各结构的尺寸对应相同。
在其他的实施例中，可多个选择性钝化接触结构100的长度均不同或部分相同；可多个选择性钝化接触结构100的宽度均不同或部分相同；可多个选择性钝化接触结构100的厚度均不同或部分相同。类似地，多个选择性钝化接触结构100的内部各结构的尺寸也可均对应相同、均对应不同、部分对应相同。在此不对多个选择性钝化接触结构100的具体尺寸关系进行限定。
在本实施例中，相邻的两个选择性钝化接触结构100之间的间距为0.1mm-10mm。例如为0.1mm、0.11mm、0.15mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm、8mm、10mm。
可选地，双面太阳能电池1000包括背面钝化接触结构40和第二导电层50，背面钝化接触结构40和第二导电层50依次设于硅衬底10的背面。如此，可在硅衬底10的背面进行钝化。
请注意，第二导电层50的解释和说明可参照第一导电层30的解释和说明，为避免冗余，在此不再赘述。
可选地，背面钝化接触结构40与硅衬底10的背面整面接触。如此，为硅衬底10的背面提供了良好的钝化效果。
具体地，背面钝化接触结构40包括依次设于硅衬底10的第一背面钝化层和第一背面掺杂层。进一步地，第一背面钝化层包括隧穿氧化层、本征碳化硅层、及本征非晶硅层中的一种或多种。进一步地，第一背面掺杂层包括掺杂碳化硅层、掺杂非晶硅层中的一种或多种。如此，第一背面钝化层设于硅衬底10和第一背面掺杂层之间，当做隧穿结构使用，第一背面钝化层使得一种载流子通过隧穿原理实现选择性传输，而另一种载流子则由于势垒以及第一背面掺杂层场效应的存在使得难以隧穿通过第一背面钝化层。这样，第一背面钝化层可使一种载流子隧穿进入第一背面掺杂层并阻挡另一种载流子通过，可以显著降低界面的复合，使得双面太阳能电池1000具有较高的开路电压、短路电流，从而提高光电转换效率。
在其他的实施例中，背面钝化接触结构40可包括依次设于硅衬底10的第二背面掺杂层、第二背面钝化层和第三背面掺杂层。
在其他的实施例中，背面钝化接触结构40可替换为同质结接触结构。换言之，双面太阳能电池1000包括同质结接触结构和第二导电层50，同质结接触结构和第二导电层50依次设于硅衬底10的背面。具体地，同质结接触结构包括第四背面掺杂层。
请参阅图5，可选地，第一导电层30的宽度大于第二掺杂层113的宽度。如此，与第一导电层30接触的第二掺杂层113的厚度较大，具有更低的接触电阻，可以作为有效的阻挡层，阻挡第一导电层30与第二掺杂层113接触的部分接触硅衬底10，使得金属接触复合更低。同时，第三掺杂层123和第三钝化层124可以作为有效的阻挡层，阻挡第一导电层30未与第二掺杂层113接触的部分接触硅衬底10，使得复合更低。
具体地，可采用电镀的工艺制作第一导电层30。如此，使得第一导电层30的附着力较强，与第二掺杂层113的接触更加紧靠，不易脱落。
请参阅图9，可选地，第二掺杂层113上设有第四钝化层114，第四钝化层114形成有开口1141，第一导电层30穿过开口1141与第二掺杂层113连接。如此，可以防止漏电。同时，第一导电层30的宽度较小，可以降低第一导电层30的材料消耗，还可以降低遮光面积，有利于提高光电转换效率。
具体地，可采用丝网印刷的工艺在第四钝化层114上制作第一导电层30。如此，第一导电层30可以直接烧穿第四钝化层114来接触第二掺杂层113，有利于提高生产效率。同时，第二掺杂层113的宽度可以为丝网印刷的对位提供容错度，有利于提高电池良率。
具体地，第四钝化层114包括氧化铝层、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。
具体地，第四钝化层114可由不同折射率的至少一层钝化膜组成，各层钝化膜的折射率由硅衬底10向外依次降低。如此，可形成折射率梯度，形成梯度消光的效果。
请参阅图5、图6、图7、图8和图9，可选地，双面太阳能电池1000还可包括第一表面钝化层60，第一表面钝化层60设于多个第一导电层30之间。如此，可以减反射并降低表面复合速率。
具体地，在图5、图6、图7和图8的示例中，第一导电层30在硅衬底10的正投影覆盖并超出第二掺杂层113在硅衬底10的正投影。
第一表面钝化层60在硅衬底10的正投影位于第二掺杂层113在硅衬底10的正投影之外，且，第一表面钝化层60和第二掺杂层113在硅衬底10的正投影覆盖硅衬底10全部区域。
如此，除第一导电层30的导电接触区域之外，电池正面全部被第一表面钝化层60覆盖，可以充分避免漏电，并降低表面复合速率。请注意，第一导电层30的导电接触区域是指第一导电层30和第二掺杂层113接触的区域。
可以理解，第三钝化层124为第一表面钝化层60的部分结构，覆盖第三掺杂层123。第三钝化层124与第一表面钝化层60除第三钝化层124之外的部分，可以材料相同，也可以材料不同。在本实施例中，第三钝化层124以及第一表面钝化层60除第三钝化层124之外的部分，采用同种材料同时制成。如此，可以提高生产效率。
请注意，第一表面钝化层60填充第一导电层30、第二掺杂层113和第三掺杂层123之间的缝隙。如此，可以避免漏电。
具体地，第一表面钝化层60包括氧化铝层、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。
具体地，第一表面钝化层60可由不同折射率的至少一层钝化膜组成，各层钝化膜的折射率由硅衬底10向外依次降低。如此，可形成折射率梯度，形成梯度消光的效果。
具体地，在图9的示例中，第一导电层30在硅衬底10的正投影位于第二掺杂层113在硅衬底10的正投影内。第一表面钝化层60在硅衬底10的正投影位于第一导电层30在硅衬底10的正投影之外，且，第一表面钝化层60和第一导电层30在硅衬底10的正投影覆盖硅衬底10全部区域。
如此，除第一导电层30的导电接触区域之外，电池正面全部被第一表面钝化层60覆盖，可以充分避免漏电，并降低表面复合速率。
可以理解，第三钝化层124为第一表面钝化层60的部分结构，覆盖第三掺杂层123。第四钝化层114为第一表面钝化层60的部分结构，覆盖第二掺杂层113未与第一导电层30接触的区域。第三钝化层124、第四钝化层114、以及第一表面钝化层60除第三钝化层124和第四钝化层114之外的部分，可以材料相同，也可以材料不同。在本实施例中，第三钝化层124、第四钝化层114、以及第一表面钝化层60除第三钝化层124和第四钝化层114之外的部分，采用同种材料同时制成。如此，可以提高生产效率。
请参阅图5、图6、图7、图8和图9，双面太阳能电池1000还可包括第二表面钝化层70，第二表面钝化层70设于多个第二导电层50之间。如此，可以减反射并降低表面复合速率。
具体地，第二表面钝化层70包括氧化铝层、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。
具体地，第二表面钝化层70可由不同折射率的至少一层钝化膜组成，各层钝化膜的折射率由硅衬底10向外依次降低。如此，可形成折射率梯度，形成梯度消光的效果。
具体地，第二表面钝化层70的结构可与第一表面钝化层相同的情况下，可通过同一工艺分别对硅衬底10进行正反面进行制备。如此，有利于提高生产效率。可以理解，第二表面钝化层70的结构也可与第一表面钝化层不同。
可选地，选择性钝化接触结构100设于双面太阳能电池1000的正面，第一掺杂层111、第二掺杂层113的掺杂极性与硅衬底10的掺杂极性相同。如此，多数载流子可通过硅衬底10的体区传输到选择性钝化接触结构100，故选择性钝化接触结构100无需与硅衬底10整面接触，从而可以减少采用扩散工艺制备全面积表面场带来的俄歇复合，或可以减少采用钝化接触结构作为全面积前表面场带来的寄生吸收。同时，这样可以适应硅衬底10的质量越来越高的趋势，利用硅衬底10质量高的优点，使得硅衬底10的体区更加充分地输运载流子，有利于简化工艺流程和提高转换效率。
具体地，“第一掺杂层111、第二掺杂层113的掺杂极性与硅衬底10的掺杂极性相同”是指：在硅衬底10的极性为N型的情况下，第一掺杂层111和第二掺杂层113的掺杂极性也为N型；在硅衬底10的极性为P型的情况下，第一掺杂层111和第二掺杂层113的掺杂极性也为P型。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，包括交替设置的第一钝化接触区和第二钝化接触区；所述第一钝化接触区包括依次层叠设置在硅衬底上的第一掺杂层、第一钝化层和第二掺杂层；所述第二钝化接触区包括依次层叠设置在硅衬底上的第二钝化层、第三掺杂层和第三钝化层；所述第二掺杂层的厚度大于所述第三掺杂层的厚度，所述第二掺杂层和所述第三掺杂层的掺杂极性相同。
2.如权利要求1所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，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；所述第二钝化接触区还包括设于所述硅衬底和所述第二钝化层之间的第四掺杂层，所述第四掺杂层和所述第三掺杂层的掺杂极性相同。
3.如权利要求2所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化层的孔洞区域中具有所述第四掺杂层和/或所述第三掺杂层，所述第三掺杂层与所述第四掺杂层之间通过掺杂的所述孔洞区域进行连接。
4.如权利要求1所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一钝化层的孔洞区域中具有所述第一掺杂层和/或所述第二掺杂层，所述第二掺杂层与所述第一掺杂层之间通过掺杂的所述孔洞区域进行连接。
5.如权利要求1所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一钝化层的孔洞的平均孔径小于1000nm；
和/或，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化层的孔洞的平均孔径小于1000nm。
6.如权利要求1所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一钝化层的孔洞通过热扩散冲击的方式制备形成；
和/或，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化层的孔洞通过热扩散冲击的方式制备形成。
7.如权利要求1所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一钝化层的孔洞区域的面积占所述第一钝化层的整体面积的比值小于20％；
和/或，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化层的孔洞区域的面积占所述第二钝化层的整体面积的比值小于20％。
8.如权利要求1所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一掺杂层离散式地局域分布在所述第一钝化层的各个孔洞区域；
和/或，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化接触区还包括设于所述硅衬底和所述第二钝化层之间的第四掺杂层，所述第四掺杂层离散式地局域分布在所述第二钝化层的各个孔洞区域。
9.如权利要求1所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，所述第一钝化层为多孔结构，所述第一掺杂层完全连续地设置在所述硅衬底与所述第一钝化层之间；
和/或，所述第二钝化层为多孔结构，所述第二钝化接触区还包括设于所述硅衬底和所述第二钝化层之间的第四掺杂层，所述第四掺杂层完全连续地设置在所述硅衬底与所述第二钝化层之间。
10.如权利要求1所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，所述第一钝化层为氧化层、氮化层、氮氧化层、碳化硅层、及非晶硅层中的一种或多种组合；
和/或，所述第二钝化层为氧化层、氮化层、氮氧化层、碳化硅层、及非晶硅层中的一种或多种组合。
11.如权利要求10所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，所述氧化层由氧化硅层、氧化铝层中的一层或多层组成。
12.如权利要求1所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，所述第二钝化接触区还包括设于所述硅衬底和所述第二钝化层之间的第四掺杂层，所述第一掺杂层的掺杂浓度大于或等于所述第四掺杂层的掺杂浓度。
13.如权利要求1所述的太阳能电池的选择性钝化接触结构，其特征在于，所述第三掺杂层的厚度为0-500nm。
14.一种双面太阳能电池，其特征在于，包括硅衬底、权利要求1-13任一项所述的选择性钝化接触结构、及第一导电层，所述选择性钝化接触结构设于所述硅衬底的一面，所述第二掺杂层与所述第一导电层连接。
15.如权利要求14所述的双面太阳能电池，其特征在于，所述第一导电层的宽度大于所述第二掺杂层的宽度。
16.如权利要求14所述的双面太阳能电池，其特征在于，所述第二掺杂层上设有第四钝化层，所述第四钝化层形成有开口，所述第一导电层穿过所述开口与所述第二掺杂层连接。
17.如权利要求14所述的双面太阳能电池，其特征在于，所述选择性钝化接触结构设于所述双面太阳能电池的正面，所述第一掺杂层、所述第二掺杂层的掺杂极性与所述硅衬底的极性相同。
18.如权利要求17所述的双面太阳能电池，其特征在于，所述硅衬底的正面设有多个所述选择性钝化接触结构，多个所述选择性钝化接触结构之间设有非掺杂区。
19.如权利要求17所述的双面太阳能电池，其特征在于，所述双面太阳能电池包括背面钝化接触结构和第二导电层，所述背面钝化接触结构和所述第二导电层依次设于所述硅衬底的背面。
20.如权利要求19所述的双面太阳能电池，其特征在于，所述背面钝化接触结构与所述硅衬底的背面整面接触。
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