CN114649425A - 一种TopCon晶硅太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TopCon晶硅太阳能电池及其制备方法，应用于太阳能电池技术领域，使用纳米晶硅nc‑Si替换现有的多晶硅，由于纳米晶硅层比多晶硅具有更宽的带隙，可以减少电池背面对长波段存在的寄生吸收，增加钝化效果，提升短路电流Isc；同时由于纳米晶硅层的纵向导电性更强，从而可以降低电池背面接触电阻率，提升填充因子FF；由于纳米晶硅层中的纳米晶硅的粒子较小，可以硅镶嵌入隧穿氧化层使得纳米晶硅层与隧穿氧化层部分融合，从而降低隧穿氧化层以及纳米晶硅层的厚度，增加电池背面多数载流子浓度，从而增加电池的短路电流和填充因子，使得TopCon晶硅太阳能电池具有较高的短路电流以及填充因子。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种TopCon晶硅太阳能电池以及一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法。
背景技术
随着太阳能电池的不断发展，研发和制造出高效，稳定和低成本的太阳能电池是当下行业关注的重心，而相对P型晶硅电池，N型晶硅电池的少子寿命高，无光致衰减，弱光效应好，温度系数小，是晶硅太阳能电池迈向理论最高效率的希望。
N型TopCOn电池，其在结构上，基体为N型Si，正面通过B扩散的方式得到P+掺杂层，并在正面通过ALD（原子层沉积）或是PECVD（等离子体增强化学的气相沉积）的方式沉积对应的AlOx/SiNx钝化介质膜；在背面通过LPCVD（低压力化学气相沉积）的方式沉积隧穿氧化层和多晶硅，并通过原位P掺杂或是本征P扩散的方式得到N+掺杂层；正背面通常采用丝网印刷的方式得到对应的金属电极，其中正面使用银铝浆，背面使用银浆。
但是在现有技术中，太阳能电池的短路电流Isc以及填充因子FF为体现太阳能电池性能的重要参考依据，如何提高TopCOn电池的短路电流以及填充因子是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种TopCon晶硅太阳能电池，具有较高的短路电流以及填充因子；本发明的另一目的在于提供一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法，所制备而成的TopCon晶硅太阳能电池具有较高的短路电流以及填充因子。
为解决上述技术问题，本发明提供一种TopCon晶硅太阳能电池，包括：
硅片；
位于所述硅片背光侧表面的隧穿氧化层；
位于所述隧穿氧化层背向硅片一侧表面的纳米晶硅层；所述纳米晶硅层朝向所述隧穿氧化层一侧的纳米晶硅镶嵌入所述隧穿氧化层；
位于所述纳米晶硅层背向所述硅片一侧的背面钝化层以及背面栅线；
位于所述硅片受光侧表面的掺杂层；
位于所述掺杂层背向所述硅片一侧的正面钝化层以及正面栅线；
所述纳米晶硅层包括位于所述隧穿氧化层背向硅片的第一纳米晶硅层，以及位于所述第一纳米晶硅层背向硅片的第二纳米晶硅层；所述第二纳米晶硅层的掺杂浓度小于所述第一纳米晶硅层的掺杂浓度。
可选的，还包括：
位于所述纳米晶硅层背向所述硅片一侧表面的耐高温层。
可选的，所述背面钝化层位于所述耐高温层背向所述硅片一侧表面；所述背面钝化层设置有容纳所述背面栅线的背面开槽，所述背面栅线通过所述背面开槽与所述耐高温层相接触，所述耐高温层的功函数与所述背面栅线的功函数相匹配。
可选的，所述耐高温层的材质为金属或合金。
可选的，所述耐高温层为AZO层，所述背面栅线为以下任意一项或任意组合：
银电极、银铝电极、铜电极。
可选的，所述背面钝化层包括：
位于所述耐高温层背向所述硅片一侧表面的背面氧化铝层；
位于所述背面氧化铝层背向所述硅片一侧表面的背面氮化硅层。
可选的，所述硅片为N型硅片，所述纳米晶硅层为N型纳米晶硅层，所述掺杂层为P型掺杂层。
可选的，所述正面钝化层包括：
位于所述掺杂层背向所述硅片一侧表面的正面氧化铝层；
位于所述正面氧化铝层背向所述硅片一侧表面的正面氮化硅层。
本发明还提供了一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法，包括：
在硅片受光侧表面进行扩散设置掺杂层；
在所述硅片背光侧表面设置隧穿氧化层；
在所述隧穿氧化层表面设置纳米晶硅层；所述纳米晶硅层朝向所述隧穿氧化层一侧的纳米晶硅镶嵌入所述隧穿氧化层；所述纳米晶硅层包括位于所述隧穿氧化层背向硅片的第一纳米晶硅层，以及位于所述第一纳米晶硅层背向硅片的第二纳米晶硅层；所述第二纳米晶硅层的掺杂浓度小于所述第一纳米晶硅层的掺杂浓度；
在所述掺杂层表面设置正面钝化层，以及在所述纳米晶硅层背向所述硅片一侧设置背面钝化层；
透过所述正面钝化层设置正面栅线，以及透过所述背面钝化层设置背面栅线，以制成所述TopCon晶硅太阳能电池。
可选的，所述在所述隧穿氧化层表面设置纳米晶硅层包括：
采用PECVD通入SiH4和PH3沉积得到掺杂非晶硅层；
对所述掺杂非晶硅层经过高温退火得到纳米晶硅层。
本发明所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池，包括：硅片；位于硅片背光侧表面的隧穿氧化层；位于隧穿氧化层背向硅片一侧表面的纳米晶硅层；纳米晶硅层朝向隧穿氧化层一侧的纳米晶硅镶嵌入隧穿氧化层；位于纳米晶硅层背向硅片一侧的背面钝化层以及背面栅线；位于硅片受光侧表面的掺杂层；位于掺杂层背向硅片一侧的正面钝化层以及正面栅线。
使用纳米晶硅nc-Si替换现有的多晶硅，由于纳米晶硅层比多晶硅具有更宽的带隙，可以减少电池背面对长波段存在的寄生吸收，增加钝化效果，提升短路电流Isc；同时由于纳米晶硅层的纵向导电性更强，从而可以降低电池背面接触电阻率，提升填充因子FF；由于纳米晶硅层中的纳米晶硅的粒子较小，可以硅镶嵌入隧穿氧化层使得纳米晶硅层与隧穿氧化层部分融合，从而降低隧穿氧化层以及纳米晶硅层的厚度，增加电池背面多数载流子浓度，从而增加电池的短路电流和填充因子，使得TopCon晶硅太阳能电池具有较高的短路电流以及填充因子。
本发明的另一目的在于提供一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法，所制备而成的TopCon晶硅太阳能电池同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的一种具体的TopCon晶硅太阳能电池的结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法的流程图。
图中：1.硅片、2.隧穿氧化层、3.纳米晶硅层、31.第一纳米晶硅层、32.第二纳米晶硅层、4.背面钝化层、5.背面栅线、6.掺杂层、7.正面钝化层、8.正面栅线、9.耐高温层。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种TopCon晶硅太阳能电池。在现有技术中，由于多晶硅和单晶硅基体之间存在相似的带隙，导致电池的背面对长波段存在更多的寄生吸收，从而会导致Isc（短路电流）降低；同时掺杂多晶硅为了保证背面有良好的接触，其掺杂浓度一般较高，这样会产生较大的自由载流子吸收。
而本发明所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池，包括：硅片；位于硅片背光侧表面的隧穿氧化层；位于隧穿氧化层背向硅片一侧表面的纳米晶硅层；纳米晶硅层朝向隧穿氧化层一侧的纳米晶硅镶嵌入隧穿氧化层；位于纳米晶硅层背向硅片一侧的背面钝化层以及背面栅线；位于硅片受光侧表面的掺杂层；位于掺杂层背向硅片一侧的正面钝化层以及正面栅线。
使用纳米晶硅nc-Si替换现有的多晶硅，由于纳米晶硅层比多晶硅具有更宽的带隙，可以减少电池背面对长波段存在的寄生吸收，增加钝化效果，提升短路电流Isc；同时由于纳米晶硅层的纵向导电性更强，从而可以降低电池背面接触电阻率，提升填充因子FF；由于纳米晶硅层中的纳米晶硅的粒子较小，可以硅镶嵌入隧穿氧化层使得纳米晶硅层与隧穿氧化层部分融合，从而降低隧穿氧化层以及纳米晶硅层的厚度，增加电池背面多数载流子浓度，从而增加电池的短路电流和填充因子，使得TopCon晶硅太阳能电池具有较高的短路电流以及填充因子。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池的结构示意图。
参见图1，在本发明实施例中，TopCon晶硅太阳能电池包括：硅片1；位于所述硅片1背光侧表面的隧穿氧化层2；位于所述隧穿氧化层2背向硅片1一侧表面的纳米晶硅层3；所述纳米晶硅层3朝向所述隧穿氧化层2一侧的纳米晶硅镶嵌入所述隧穿氧化层2；位于所述纳米晶硅层3背向所述硅片1一侧的背面钝化层4以及背面栅线5；位于所述硅片1受光侧表面的掺杂层6；位于所述掺杂层6背向所述硅片1一侧的正面钝化层7以及正面栅线8。
上述硅片1通常为经过掺杂的单晶硅片1，作为太阳能电池的基板使用。当然，对于硅片1的具体种类在本发明实施例中不做具体限定，只要可以作为太阳能电池的基板使用即可。
上述硅片1的正面，即受光侧表面设置有掺杂层6，该掺杂层6的掺杂种类需要与上述硅片1的掺杂种类相反。通常情况下上述硅片1为N型硅片n-c-Si，则上述掺杂层6通常为在硅片1正面进行硼扩散（B扩散）所形成的P+掺杂层6，即P型掺杂层6。而在上述掺杂层6背向硅片1一侧表面，即掺杂层6的受光侧表面设置有正面钝化层7，以及透过所述正面钝化层7与上述掺杂层6相接触的正面栅线8。
上述正面钝化层7通常包括：位于所述掺杂层6背向所述硅片1一侧表面的正面氧化铝层；位于所述正面氧化铝层背向所述硅片1一侧表面的正面氮化硅层。即上述正面钝化层7通常为AlOx/SiNx钝化结构，其中正面氧化铝层AlOx与掺杂层6相接触。上述正面栅线8通常需要通过正面钝化层7与扩散层直接接触，以将太阳能电池产生的电流导出。上述正面栅线8具体为银电极、银铝电极、铜电极等均可，在此不做具体限定。上述正面栅线8通常包括副栅线，即细栅线，以及与细栅线相接触的主栅线。
上述硅片1的背面，即背光侧表面设置有隧穿氧化层2，从而在太阳能电池背面形成Si/SiOx界面。该隧穿氧化层2通常为氧化硅膜层，其通常为厚度通常在1nm-2nm的超薄氧化层。有关TopCon晶硅太阳能电池中隧穿氧化层2的具体结构参数可以参考现有技术，在此不再进行赘述。
上述纳米晶硅层nc-Si位于隧穿氧化层2背向硅片1一侧表面，该纳米晶硅层3具体有纳米晶硅构成，纳米晶硅（nc-Si）同非晶硅（a-Si）一样是硅的一种同素异型体。和非晶硅的区别在于，纳米晶硅具有小的无定形态的硅晶粒。相比之下，多晶硅完全由晶界相隔的硅晶体颗粒构成。纳米晶硅有时也被称为微晶硅，差别只在于晶粒的颗粒大小。需要说明的是，上述纳米晶硅层3具体需要为经过掺杂的纳米晶硅层3，通常情况下该纳米晶硅层3的掺杂种类需要与硅片1的相同。当硅片1为N型硅片1时，该纳米晶硅层3通常为n+纳米晶硅层3，即N型纳米晶硅层3。
在本发明实施例中，所述纳米晶硅层3朝向所述隧穿氧化层2一侧的纳米晶硅镶嵌入所述隧穿氧化层2。由于纳米晶硅层3中的晶粒尺寸很小，且隧穿氧化层2的厚度很薄，该纳米晶硅层3中晶粒尺寸会与隧穿氧化层2的厚度处于同一量级。因此在形成该纳米晶硅层3时，会有部分纳米晶硅镶嵌入隧穿氧化层2使得纳米晶硅层3与隧穿氧化层2部分融合，从而实现增加在太阳能电池背面Si/SiOx界面处的多数载流子浓度，以此增加太阳能电池的短路电流Isc以及填充因子FF。
上述纳米晶硅层3背向硅片1一侧设置有背面钝化层4以及背面栅线5。与上述正面钝化层7以及正面栅线8相类似，上述背面栅线5通常需要透过背面钝化层4与纳米晶硅层3电连接。具体的，上述背面钝化层4通常包括：朝向硅片1一侧的背面氧化铝层；位于所述背面氧化铝层背向所述硅片1一侧表面的背面氮化硅层。即上述背面钝化层4通常为AlOx/SiNx钝化结构。上述背面栅线5通常需要通过背面钝化层4与纳米晶硅层3电连接，以将太阳能电池产生的电流导出。上述背面栅线5具体为银电极、银铝电极、铜电极等均可，在此不做具体限定。通常情况下，上述背面栅线5通常包括副栅线，即细栅线，以及与细栅线相接触的主栅线。
本发明实施例所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池，使用纳米晶硅nc-Si替换现有的多晶硅，由于纳米晶硅层3比多晶硅具有更宽的带隙，可以减少电池背面对长波段存在的寄生吸收，增加钝化效果，提升短路电流Isc；同时由于纳米晶硅层3的纵向导电性更强，从而可以降低电池背面接触电阻率，提升填充因子FF；由于纳米晶硅层3中的纳米晶硅的粒子较小，可以硅镶嵌入隧穿氧化层2使得纳米晶硅层3与隧穿氧化层2部分融合，从而降低隧穿氧化层2以及纳米晶硅层3的厚度，增加电池背面多数载流子浓度，从而增加电池的短路电流和填充因子，使得TopCon晶硅太阳能电池具有较高的短路电流以及填充因子。
有关本发明所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池的具体结构将在下述发明实施例中做详细介绍。
请参考图2，图2为本发明实施例所提供的一种具体的TopCon晶硅太阳能电池的结构示意图。
区别于上述发明实施例，本发明实施例是在上述发明实施例的基础上，进一步的对TopCon晶硅太阳能电池的背面结构进行限定。其余内容已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。
参见图2，在本发明实施例中，TopCon晶硅太阳能电池中所述纳米晶硅层3包括位于所述隧穿氧化层2背向硅片1的第一纳米晶硅层31，以及位于所述第一纳米晶硅层31背向硅片1的第二纳米晶硅层32；所述第二纳米晶硅层32的掺杂浓度小于所述第一纳米晶硅层31的掺杂浓度。
即上述纳米晶硅层3具体为双层结构，其一为直接与氧化隧穿层直接接触的第一纳米晶硅层31；其二为位于第一纳米晶硅层31背向氧化隧穿层一侧表面的第二纳米晶硅层32。上述第二纳米晶硅层32的掺杂浓度需要小于第一纳米晶硅层31的掺杂浓度，即上述呈双层结构的纳米晶硅层3沿从硅片1指向背光侧的方向，纳米晶硅层3的掺杂浓度逐渐减少。由于第二纳米晶硅层32的掺杂浓度小于第一纳米晶硅层31的掺杂浓度，通过设置第二层掺杂浓度更低的N型nc-Si，降低第二纳米晶硅层32的掺杂浓度，一方面可以降低电池背面自由载流子吸收，提升短路电流Isc；另一方面可以降低Auger复合（俄歇复合），提升开路电压Voc。
需要说明的是，上述第一纳米晶硅层31以及第二纳米晶硅层32在制备时通常需要通过原位P掺杂或是本征P扩散的方式形成对应掺杂浓度的纳米晶硅层3，其具体工艺可以参考现有技术，在此不再进行赘述。
进一步的，在本发明实施例中，TopCon晶硅太阳能电池还包括：位于所述纳米晶硅层3背向所述硅片1一侧表面的耐高温层9。上述耐高温层9通常需要具有良好的耐高温性能，结合相比于多晶硅，纳米晶硅层3在掺杂时可以具有更高掺杂浓度的特性，相比于传统的设置多晶硅，在本发明实施例中设置纳米晶硅层3可以在其厚度较薄的同时，保证纳米晶硅层3具有足够的掺杂浓度。同时在减薄纳米晶硅层3厚度时所带来的耐高温性能减弱的问题，在本发明实施例中可以通过在纳米晶硅层3背向硅片1一侧表面的耐高温层9，通过该耐高温层9提升太阳能电池背面的耐高温性能，解决在减薄纳米晶硅层3厚度所带来的耐高温性能减弱的问题。需要说明的是，上述背面钝化层4以及背面栅线5则具体需要在上述耐高温层9背向硅片1一侧表面设置。
具体的，在本发明实施例中，所述背面钝化层4位于所述耐高温层9背向所述硅片1一侧表面；所述背面钝化层4设置有容纳所述背面栅线5的背面开槽，所述背面栅线5通过所述背面开槽与所述耐高温层9相接触，所述耐高温层9的功函数与所述背面栅线5的功函数相匹配。
即背面栅线5具体可以通过背面钝化层4直接与上述耐高温层9相接触，相应该耐高温层9不仅仅需要具有较高的耐高温性能，还需要具有一定的导电性能，其功函数还需要与背面栅线5的功函数相匹配，从而减少耐高温层9与背面电极之间的接触电阻，使得传输损失更小，提升填充因子FF。
具体的，在本发明实施例中，所述耐高温层9的成分包括至少一种金属。即该耐高温层9的材质通常为金属或合金，从而保证该耐高温层9在具有较高耐高温性能的同时，可以与背面栅线5之间具有匹配的功函数。
具体的，在本发明实施例中，所述耐高温层9为AZO层，所述背面栅线5为以下任意一项或任意组合：银电极、银铝电极、铜电极。AZO层可耐受温度可以达到900℃，且AZO层与银电极、银铝电极、铜电极等常规的背面栅线5均具有相匹配的功函数，使得该AZO层可以在起到增加电池背面耐高温性能，减薄纳米晶硅层3的同时，有效减少与背面栅线5之间的接触电阻。
此时，在本发明实施例中背面钝化层4会位于耐高温层9背向硅片1一侧表面，通常情况下背面钝化层4包括位于所述耐高温层9背向所述硅片1一侧表面的背面氧化铝层；位于所述背面氧化铝层背向所述硅片1一侧表面的背面氮化硅层。即该背面钝化层4通常也呈AlOx/SiNx钝化结构。具体的，上述背面电极会透过背面钝化层4直接与上述耐高温层9，即AZO层相接触，从耐高温层9导出电流。
本发明实施例所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池，通过上述背面结构可以提升电池的Voc，Isc和FF，从而提高光电转换效率。
下面对本发明实施例所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法进行介绍，下文描述的制备方法与上文描述的TopCon晶硅太阳能电池可相互对应参照。
请参考图3，图3为本发明实施例所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法的流程图。
参见图3，在本发明实施例中，TopCon晶硅太阳能电池的制备方法包括：
S101：在硅片受光侧表面进行扩散设置掺杂层。
在本步骤之前，通常需要在硅片1表面进行制绒。当硅片1为N型硅片1时，在本步骤通常需要在硅片1受光侧表面进行B扩散从而设置p+掺杂层6。有关上述扩散工艺的具体内容可以参考现有技术，在此不再进行赘述。
S102：在硅片背光侧表面设置隧穿氧化层。
在本步骤中，通常会通过LPCVD的方式沉积隧穿氧化层2。
S103：在隧穿氧化层表面设置纳米晶硅层。
在本发明实施例中，所述纳米晶硅层包括位于所述隧穿氧化层背向硅片的第一纳米晶硅层，以及位于所述第一纳米晶硅层背向硅片的第二纳米晶硅层；所述第二纳米晶硅层的掺杂浓度小于所述第一纳米晶硅层的掺杂浓度。
在本发明实施例中，所述纳米晶硅层3朝向所述隧穿氧化层2一侧的纳米晶硅镶嵌入所述隧穿氧化层2。在本步骤中，需要具体在隧穿氧化层2表面沉积掺杂纳米晶硅层3，具体可以通过原位两次掺杂设置上述第一纳米晶硅层31以及第二纳米晶硅层32。
具体的，本步骤可以具体包括：S1031：采用PECVD通入SiH4和PH3沉积得到掺杂非晶硅层；S1032：对所述掺杂非晶硅层经过高温退火得到纳米晶硅层。即在本步骤中首先可以通过PECVD（等离子体增强化学的气相沉积法）的方法，通过通入SiH4和PH3沉积先得到掺杂非晶硅层，在通过高温退火，通过调整高温退火时温度变化速率，可以进一步细化沉积的掺杂非晶硅层中的掺杂非晶硅颗粒，得到纳米级别的纳米晶硅颗粒，从而形成纳米晶硅层。而由于在本步骤中需要先后设置第一纳米晶硅层31以及第二纳米晶硅层32，因此可以通过先后执行两遍上述S1031以及S1032的方式，从而设置第一纳米晶硅层31以及第二纳米晶硅层32。而在设置第一纳米晶硅层31以及第二纳米晶硅层32时，具体可以通过调整SiH4和PH3的比例来调整，从而形成浓度不同，具体为第二纳米晶硅层32的掺杂浓度小于第一纳米晶硅层31的掺杂浓度的纳米晶硅层3。
S104：在掺杂层表面设置正面钝化层，以及在纳米晶硅层背向硅片一侧设置背面钝化层。
在本步骤具体可以通过沉积工艺设置上述正面钝化层7以及背面钝化层4。当需要设置上述耐高温层9时，具体可以先通过沉积工艺设置上述正面钝化层7，在再纳米晶硅层3表面沉积如AZO等耐高温层9，最后再在耐高温层9表面沉积背面钝化层4。
S105：透过正面钝化层设置正面栅线，以及透过背面钝化层设置背面栅线，以制成TopCon晶硅太阳能电池。
在本步骤中，具体可以通过丝网印刷等统一设置上述正面栅线8以及背面栅线5，最后通过光注入退火等工艺最终制成TopCon晶硅太阳能电池。有关上述丝网印刷、光注入退火等工艺可以参考现有技术，在此不再进行赘述。
具体的，在本发明实施例中，具体可以采用N型单晶硅片1为基底，N型硅片1的正表面依次通过B扩散形成P+掺杂层6、ALD或是PECVD的方式沉积AlOx膜层、PECVD的方式沉积SiNx膜层等钝化减反膜；在N型硅片1的背表面依次通过LPCVD的方式沉积SiOx隧穿氧化层2、采用PECVD分别沉积两层掺杂nc-Si形成纳米晶硅层3、采用PVD沉积AZO形成耐高温层9、采用PECVD分别沉积AlOX和SiNx等钝化减反膜；其中正面AlOx膜呈厚为2nm-15nm，SiNxHy（氮化硅）膜厚为50nm-100nm；背面SiOx隧穿氧化层2厚度为1nm～8nm；第一掺杂nc-Si，即第一纳米晶硅层31的厚度为15nm-100nm，其掺杂浓度为3×1020 atoms/cm3-6×1020atoms/cm3；第二层掺杂nc-Si，即第二纳米晶硅层32的厚度为15nm-80nm，掺杂浓度为5×1019atoms/cm3-4×1020atoms/cm3；AZO膜层，即耐高温层9的厚度为30nm-120nm；背面AlOx的厚度为5nm-25nm，背面SiNx的厚度为20nm-100nm。
具体的，在本发明实施例中可以在电池的正表面使用银铝印刷烧结形成H型金属栅线电极；其中细栅根数为106-122，其宽度为20μm～40μm，其高度为10μm-25μm；主栅根数为5～12；在电池的背表面使用银浆印刷烧结形成H型金属栅线电极，其中细栅根数为110-160，其宽度为30μm-50μm，其高度为10μm-25μm，主栅根数为5～12。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池以及一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，包括：
硅片；
位于所述硅片背光侧表面的隧穿氧化层；
位于所述隧穿氧化层背向硅片一侧表面的纳米晶硅层；所述纳米晶硅层朝向所述隧穿氧化层一侧的纳米晶硅镶嵌入所述隧穿氧化层；
位于所述纳米晶硅层背向所述硅片一侧的背面钝化层以及背面栅线；
位于所述硅片受光侧表面的掺杂层；
位于所述掺杂层背向所述硅片一侧的正面钝化层以及正面栅线；
所述纳米晶硅层包括位于所述隧穿氧化层背向硅片的第一纳米晶硅层，以及位于所述第一纳米晶硅层背向硅片的第二纳米晶硅层；所述第二纳米晶硅层的掺杂浓度小于所述第一纳米晶硅层的掺杂浓度。
2.根据权利要求1所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，还包括：
位于所述纳米晶硅层背向所述硅片一侧表面的耐高温层。
3.根据权利要求2所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，所述背面钝化层位于所述耐高温层背向所述硅片一侧表面；所述背面钝化层设置有容纳所述背面栅线的背面开槽，所述背面栅线通过所述背面开槽与所述耐高温层相接触，所述耐高温层的功函数与所述背面栅线的功函数相匹配。
4.根据权利要求3所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，所述耐高温层的材质为金属或合金。
5.根据权利要求4所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，所述耐高温层为AZO层，所述背面栅线为以下任意一项或任意组合：
银电极、银铝电极、铜电极。
6.根据权利要求5所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，所述背面钝化层包括：
位于所述耐高温层背向所述硅片一侧表面的背面氧化铝层；
位于所述背面氧化铝层背向所述硅片一侧表面的背面氮化硅层。
7.根据权利要求1所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，所述硅片为N型硅片，所述纳米晶硅层为N型纳米晶硅层，所述掺杂层为P型掺杂层。
8.根据权利要求7所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，所述正面钝化层包括：
位于所述掺杂层背向所述硅片一侧表面的正面氧化铝层；
位于所述正面氧化铝层背向所述硅片一侧表面的正面氮化硅层。
9.一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
在硅片受光侧表面进行扩散设置掺杂层；
在所述硅片背光侧表面设置隧穿氧化层；
在所述隧穿氧化层表面设置纳米晶硅层；所述纳米晶硅层朝向所述隧穿氧化层一侧的纳米晶硅镶嵌入所述隧穿氧化层；所述纳米晶硅层包括位于所述隧穿氧化层背向硅片的第一纳米晶硅层，以及位于所述第一纳米晶硅层背向硅片的第二纳米晶硅层；所述第二纳米晶硅层的掺杂浓度小于所述第一纳米晶硅层的掺杂浓度；
在所述掺杂层表面设置正面钝化层，以及在所述纳米晶硅层背向所述硅片一侧设置背面钝化层；
透过所述正面钝化层设置正面栅线，以及透过所述背面钝化层设置背面栅线，以制成所述TopCon晶硅太阳能电池。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在所述隧穿氧化层表面设置纳米晶硅层包括：
采用PECVD通入SiH4和PH3沉积得到掺杂非晶硅层；
对所述掺杂非晶硅层经过高温退火得到纳米晶硅层。
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