CN114709277B - 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 - Google Patents

太阳能电池及其制备方法、光伏组件 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的正面和背面；位于所述半导体衬底正面的发射极和正面钝化层；位于半导体衬底背面的隧穿层、掺杂导电层和背面钝化层，其中，掺杂导电层包括对应于背面金属化区域的第一掺杂导电层和对应于背面非金属化区域的第二掺杂导电层，第一掺杂导电层的氧含量小于第二掺杂导电层的氧含量；与发射极接触的正面电极以及与第一掺杂导电层接触的背面电极。本申请通过控制第一掺杂导电层的氧含量小于第二掺杂导电层的氧含量，能够降低金属复合中心，提高钝化效果，同时使得金属区域掺杂多晶硅具有更好的导电性，从而提高太阳能电池的转化效率。

Description

太阳能电池及其制备方法、光伏组件
技术领域
本申请涉及太阳能光伏组件技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件。
背景技术
TOPCon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触（Tunnel OxidePassivated Contact）太阳能电池技术，其电池结构为N型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，为电池转换效率进一步提升提供了更大的空间。
尽管TOPCon电池的转化效率较高，然而由于制备钝化接触结构使得TOPCon电池的制备工艺相对复杂，使得TOPCon电池的制备成本较高，且转化效率提升有限，因此，如何提高TOPCon电池的转化效率，这对制备太阳能电池的制备提出了更高的要求，也成为光伏产业急需解决的问题。
发明内容
为了克服上述缺陷，本申请提供一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，能够保证金属化区域的钝化性能，降低电池金属接触的同时保证开路电压，从而提高电池效率和性能。
第一方面，本申请实施例提供了一种太阳能电池，包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的正面和背面；
位于所述半导体衬底正面的发射极和正面钝化层；
位于所述半导体衬底背面的隧穿层、掺杂导电层和背面钝化层，其中，所述掺杂导电层包括对应于背面金属化区域的第一掺杂导电层和对应于所述背面非金属化区域的第二掺杂导电层，所述第一掺杂导电层的氧含量小于所述第二掺杂导电层的氧含量；
与所述发射极接触的正面电极以及与所述第一掺杂导电层接触的背面电极。
结合第一方面，所述隧穿层包括对应于背面金属化区域的第一隧穿层和对应于所述背面非金属化区域的第二隧穿层，所述第一隧穿层的氧含量大于所述第二隧穿层的氧含量。
结合第一方面，所述隧穿层包括对应于背面金属化区域的第一隧穿层和对应于所述背面非金属化区域的第二隧穿层，所述第一掺杂导电层与所述第一隧穿层的界面处的氧含量大于所述第二掺杂导电层与所述第二隧穿层的界面处的氧含量。
结合第一方面，所述第一掺杂导电层与所述背面钝化层的界面处的氧含量大于所述第二掺杂导电层与所述背面钝化层界面处的氧含量。
结合第一方面，所述第一掺杂导电层的氧含量小于所述第一隧穿层的氧含量。
结合第一方面，所述第一掺杂导电层中的氧元素的质量占比为19%~22%。
结合第一方面，所述第一隧穿层中的氧元素的质量占比为25%~30%。
结合第一方面，所述第一掺杂导电层的氮含量大于第二掺杂导电层的氮含量。
结合第一方面，所述第一掺杂导电层中的氮元素的质量占比为3%~5%。
结合第一方面，所述掺杂导电层包括碳化硅和多晶硅中的至少一种。
结合第一方面，所述第一掺杂导电层和所述第二掺杂导电层均为磷掺杂层，所述第一掺杂导电层中磷元素的浓度大于所述第二掺杂导电层中磷元素的浓度。
结合第一方面，所述第一掺杂导电层中磷元素的浓度为1E20 cm-3~1E21cm-3，所述第二掺杂导电层中磷元素的浓度为8E19 cm-3~5E20 cm-3；和/或所述第一掺杂导电层的方阻为30Ω/sq ~80Ω/sq，所述第二掺杂导电层的方阻为60Ω/sq ~400Ω/sq；和/或第一掺杂导电层的厚度为30 nm ~300nm，所述第二掺杂导电层的厚度为30 nm ~300nm。
第二方面，本申请提供一种太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
在制绒后的半导体衬底的正面形成发射极；
在所述半导体衬底的背面形成隧穿层和导电层，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理形成掺杂导电层，其中，所述掺杂导电层包括对应于背面金属化区域的第一掺杂导电层和对应于背面非金属化区域的第二掺杂导电层，所述第一掺杂导电层的氧含量小于所述第二掺杂导电层的氧含量；
在所述第一掺杂导电层和第二掺杂导电层的表面形成背面钝化层及在所述发射极的表面形成正面钝化层；
穿透所述背面钝化层与所述第一掺杂导电层形成接触的背面电极及穿透所述正面钝化层与所述发射极形成接触的正面电极。
结合第二方面，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理后，所述隧穿层包括对应于背面金属化区域的第一隧穿层和对应于背面非金属化区域的第二隧穿层，其中，所述第一隧穿层的氧含量大于所述第二隧穿层的氧含量。
结合第二方面，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理后，所述隧穿层包括对应于背面金属化区域的第一隧穿层和对应于背面非金属化区域的第二隧穿层，其中，所述第一掺杂导电层与所述第一隧穿层的界面处的氧含量大于所述第二掺杂导电层与所述第二隧穿层的界面处的氧含量。
结合第二方面，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理后，所述第一掺杂导电层与所述背面钝化层的界面处的氧含量大于所述第二掺杂导电层与所述背面钝化层的界面处的氧含量。
结合第二方面，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理后，所述隧穿层包括对应于背面金属化区域的第一隧穿层和对应于背面非金属化区域的第二隧穿层，其中，所述第一掺杂导电层中的氧含量小于所述第一隧穿层中的氧含量。
结合第二方面，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理后，所述第一掺杂导电层的氮含量大于所述第二掺杂导电层的氮含量。
结合第二方面，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理的掺杂源为磷源，所述第一掺杂导电层中磷元素的浓度大于所述第二掺杂导电层中磷元素的浓度。
第三方面，本申请实施例提供一种光伏组件，所述光伏组件包括盖板、封装材料层、太阳能电池串，所述太阳能电池串包括多个第一方面所述的太阳能电池。
与现有技术相比，本申请具备如下进步：
本申请通过控制第一掺杂导电层的氧含量小于第二掺杂导电层的氧含量，使得太阳能电池背面的掺杂导电层为选择性结构，第二掺杂导电层较大的氧含量能够降低金属复合中心，提高钝化效果，第一掺杂导电层较小的氧含量也使得金属区域掺杂多晶硅具有更好的导电性，从而能够降低金属接触的同时保证开路电压，提高太阳能电池的电池性能和转化效率。
本申请实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点在说明书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请太阳能电池的结构示意图；
图2为本申请太阳能电池的制备流程图；
图3为本申请制备发射极后的结构示意图；
图4为本申请对导电层进行掺杂处理和局部激光处理后的结构示意图；
图5为本申请对在半导体衬底正面和背面形成正面钝化层和背面钝化层的结构示意图；
图6为本申请光伏组件的结构示意图。
附图标记：
1-半导体衬底；
2-发射极；
3-隧穿层；
31-第一隧穿层；
32-第二隧穿层；
4-掺杂导电层；
41-第一掺杂导电层；
42-第二掺杂导电层；
5-正面钝化层；
6-背面钝化层；
7-正面电极；
8-背面电极；
1000-光伏组件；
100-太阳能电池；
200-第一盖板；
300-第一封装胶层；
400-第二封装胶层；
500-第二盖板。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是各实施例步骤的顺序并不限定于按照本说明书中排列的顺序依次进行，在某些情况下，也可以根据具体需要对实施步骤进行调整，以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
TOPCon电池依靠“隧穿效应”实现后表面钝化，现有的TOPCon电池后表面结构从内向外依次为半导体衬底，隧穿氧化层，掺杂多晶硅层，后表面钝化层和后表面金属电极，其中，金属电极与半导体形成欧姆接触，隧穿氧化层和掺杂多晶硅层形成隧穿氧化层钝化接触结构，为了进一步提高太阳能电池的转化效率和性能，如何降低金属化区域的接触电阻成为光伏产业急需解决的问题。
进一步地，人们开始对太阳能电池的制备工艺进行改进，主要通过激光掺杂的方式在金属化区域形成重掺杂，从而降低金属化区域的接触电阻，提高太阳能电池的转化效率，然而，在激光处理的过程中不可避免对于电池膜层产生一定的损伤，导致电池的性能下降。
因此，为了提高太阳能电池的转化效率和电池性能，本申请提出一种太阳能电池，如图1所示，包括：
半导体衬底1，半导体衬底1包括相对设置的正面和背面；
位于半导体衬底1正面的发射极2和正面钝化层5；
位于半导体衬底1背面的隧穿层3、掺杂导电层4和背面钝化层6，其中，掺杂导电层4包括对应于背面金属化区域的第一掺杂导电层41和对应于背面非金属化区域的第二掺杂导电层42，第一掺杂导电层41的氧含量小于第二掺杂导电层42的氧含量；
与发射极2接触的正面电极7以及与第一掺杂导电层41接触的背面电极8。
在上述方案中，本申请通过控制第一掺杂导电层41的氧含量小于第二掺杂导电层42的氧含量，使得太阳能电池背面的掺杂导电层4为选择性结构，第二掺杂导电层42较大的氧含量能够降低金属复合中心、提高钝化效果，第一掺杂导电层41较小的氧含量也使得金属区域掺杂多晶硅具有更好的导电性，从而能够降低金属接触的同时保证开路电压，提高太阳能电池的电池性能和转化效率。
这里，半导体衬底1的正面为面向太阳的表面（即受光面），半导体衬底1的背面为背对太阳的表面（即背光面）。在一些实施方式中，半导体衬底1为N型N半导体衬底，N型半导体衬底可以为晶体硅衬底(硅衬底)，例如为多晶硅衬底、单晶硅衬底、微晶硅衬底或碳化硅衬底中的一种，本申请实施例对于半导体衬底的具体类型不作限定。半导体衬底的掺杂元素可以是磷、氮等。
在一些实施方式中，N型半导体衬底为N型晶体硅衬底(或硅片)，N型半导体衬底的厚度为60μm～240μm，具体可以是60μm、80μm、90μm、100μm、120μm、150μm、200μm或240μm等，在此不做限定。
在一些实施方式中，发射极2为P型发射极，P型发射极为掺硼扩散层。掺硼扩散层是利用硼源通过扩散工艺使硼原子扩散到前表面一定深度而形成的P型发射极(即，P+层)。例如，硼源可以是液态三溴化硼或三氯化硼。
在一些实施方式中，隧穿层3为薄氧化物层，例如，可以是氧化硅或金属氧化物，并且可以含有其它额外的元素，例如氮。示例性地，隧穿层3可以是氧化硅层、氧化铝层、氮氧化硅层、氧化钼层、氧化铪层中的一种或多种层叠结构。在其他实施例中，隧穿层3也可以是含氧氮化硅层、含氧碳化硅层等。该隧穿层在实际效果上可以不具备完美的隧道势垒，因为例如含有诸如针孔的缺陷，这可以导致其它电荷载流子传输机制(例如漂移、扩散)相对于隧道效应占主导。
在一些实施方式中，隧穿层3的厚度为0.8nm～2nm。具体地，隧穿层3的厚度为0.8nm、0.9nm、1.0nm、1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm或2nm等。隧穿层3的厚度是指隧穿层相对于形成面上的厚度。隧穿层3的厚度过大，不利于降低隧穿层的接触电阻。通过控制隧穿层的厚度，可以抑制接触电阻引起的填充因子的降低。本申请通过在半导体衬底1的背面形成隧穿层，能够改进太阳能电池的开路电压，增强太阳能电池的效率。在一些实施方式中，第一掺杂导电层41中氧元素的含量为19%~22%，具体地，第一掺杂导电层41中氧元素的含量例如可以是19%、19.5%、19.7%、20.5%、20.8%、21%、21.3%、21.5%、21.8%和22%；第二掺杂导电层42中氧元素的含量为27%~28%，具体地，第二掺杂导电层42中氧元素的含量例如可以是27%、27.02%、27.5%、27.85%和28%等。
在一些实施方式中，隧穿层3包括对应于背面金属化区域的第一隧穿层31和对应于背面非金属化区域的第二隧穿层32，第一隧穿层31的氧含量大于第二隧穿层32的氧含量，第一隧穿层31中的氧元素的含量为25%~30%，第一隧穿层31中氧元素的含量例如可以是25%、26%、27%、28%、29%和30%，第二隧穿层32中氧元素的含量例如可以是17%、17.5%、18%、18.3%和19%。本申请通过控制第一隧穿层31的氧含量大于第二隧穿层32的氧含量，即第一隧穿层31中桥键氧的数目较多，使得第一隧穿层31的致密性增加，避免了隧穿层中存在孔洞，同时较低氧含量的第二隧穿层32保证了隧穿效应，从而提升了电池的钝化效果。
在一些实施方式中，第一掺杂导电层41与第一隧穿层31的界面处的氧含量大于第二掺杂导电层42与第二隧穿层32的界面处的氧含量，通过控制掺杂导电层4和隧穿层3界面处的氧含量，能够改善金属化区域的隧穿层3的膜层质量，能够进一步提升电池的钝化效果。
在一些实施方式中，第一掺杂导电层41与背面钝化层6的界面处的氧含量大于第二掺杂导电层42与背面钝化层6界面处的氧含量。本申请通过控制掺杂导电层4和背面钝化层6界面处的氧含量，能够改善金属化区域的隧穿层的膜层质量，能够进一步提升电池的钝化效果。
在一些实施方式中，第一掺杂导电层41的氧含量小于第一隧穿层31的氧含量，第一隧穿层31较高的氧含量，使得第一隧穿层31的致密性增加，提高了半导体衬底1和第一隧穿层31的使用安全性。
在一些实施方式中，第一掺杂导电层41的氮含量大于第二掺杂导电层42的氮含量。
在一些实施方式中，第一掺杂导电层41中的氮元素的质量占比为3%~5%，具体地，第一掺杂导电层41中氮元素的质量占比例如可以是3%、3.5%、4%、4.5%和5%。
在一些实施方式中，第二掺杂导电层42中氮元素的质量占比为1%~2%，具体地，第二掺杂导电层42中氮元素的质量占比例如可以是1%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%和2%。
在一些实施方式中，掺杂导电层4包括碳化硅和多晶硅中的至少一种，即掺杂导电层4可以是掺杂多晶硅层，还可以是碳化硅层，还可以是掺杂多晶硅层和碳化硅层的复合层。具体地，第一掺杂导电层41和第二掺杂导电层的掺杂物是n型掺杂物，n型掺杂物例如可以是V族元素（包括P、As、Bi和Sb等）的n型杂质。
在一些实施方式中，当掺杂导电层4掺杂多晶硅层时，掺杂多晶硅层4中的掺杂元素为磷元素，即第一掺杂导电层41和第二掺杂导电层42均为掺磷多晶硅层，第一掺杂导电层41中磷元素的浓度大于第二掺杂导电层42中磷元素的浓度，使得第一掺杂导电层41在金属化区域为重掺杂区，提高金属化区域的钝化效果。
在一些实施方式中，第一掺杂导电层41中磷元素的浓度为1E20 cm-3~1E21cm-3，具体地，第一掺杂导电层41中磷元素的浓度例如可以是1E20 cm-3、2 E20 cm-3、3E20 cm-3、4E20 cm-3、5 E20 cm-3、6 E20 cm-3、7 E20 cm-3、8 E20 cm-3、9 E20 cm-3和1E21cm-3。
在一些实施方式中，第二掺杂导电层42中磷元素的浓度为8E19 cm-3~5E20 cm-3，具体地，第二掺杂导电层42中磷元素的浓度例如可以是8E19 cm-3、9 E19cm-3、1E20 cm-3、2E20 cm-3、3E20 cm-3、4 E20 cm-3和5 E20 cm-3。
可以理解地，将第一掺杂导电层41和第二掺杂导电层42中磷元素的浓度控制在上述范围内，使得太阳能电池的背面形成选择性结构，即位于金属化区域的第一掺杂导电层41为n++重掺杂区，位于非金属化区域的第二掺杂导电层42为n+多晶硅层，从而降低金属化区域的接触电阻，提高电池的填充因子，进而提高电池性能。
在一些实施方式中，第一掺杂导电层41的方阻为30Ω/sq~80Ω/sq，具体地，第一掺杂导电层41的方阻例如可以是30Ω/sq、40Ω/sq、50Ω/sq、60Ω/sq、70Ω/sq和80Ω/sq。
在一些实施方式中，第二掺杂导电层42的方阻为60Ω/sq ~400Ω/sq，具体地，第二掺杂导电层42的方阻例如可以是60Ω/sq、80Ω/sq、100Ω/sq、150Ω/sq、200Ω/sq、300Ω/sq和400Ω/sq。
在一些实施方式中，第一掺杂导电层41的厚度为30 nm ~300nm，具体地，第一掺杂导电层41的厚度例如可以是30 nm、50 nm、70 nm、90 nm、110 nm、150 nm、200 nm、250 nm和300 nm。
在一些实施方式中，第二掺杂导电层42的厚度为30 nm ~300nm，具体地，第二掺杂导电层42的厚度例如可以是30 nm、50 nm、70 nm、90 nm、110 nm、150 nm、200 nm、250 nm和300 nm。
可以理解地，第一掺杂导电层41和第二掺杂导电层42的厚度可以是相同的，即本申请仅仅通过改变第一掺杂导电层41和第二掺杂导电层42重元素的分布，能够提高电池的钝化效果，提高导电性和填充因子，从而提高太阳能电池的电池性能。
在一些实施方式中，正面钝化层5可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等至少一种或者其任意组合，正面钝化层5能够对半导体衬底1产生良好的钝化效果，有助于提高电池的转换效率。需要说明的是，正面钝化层5也可以起到减少入射光反射的作用，在某些实例中，也可称之为减反射层 。
在一些实施方式中，正面钝化层5的厚度范围为10nm~120nm，具体可以是10nm、20nm、30nm、42nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm或120nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，背面钝化层6可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等至少一种或者其任意组合。当背面钝化层6为层叠设置的氮化硅层与氧化硅层或层叠设置的氮化硅层与氮氧化硅层时，氮化硅层位于掺杂导电层4的表面，氧化硅层或氮氧化硅层位于氮化硅层的表面。
在一些实施方式中，背面钝化层6的厚度范围为70nm~120nm，具体可以是70nm、80nm、90nm、100nm或120nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，正面电极7和背面电极8均为金属栅线电极， 金属栅线电极的材质包括铜、银、铝、镍中的至少一种。当金属栅线电极的材质为铜、银、铝、镍时，均比较容易被腐蚀。
金属栅线电极包括主栅线与副栅线，副栅线与主栅线连接，副栅线用于汇聚太阳能电池产生的电流，主栅线用于收集副栅线上的电流。
作为本申请可选的技术方案，多条主栅线呈等间距分布，使得每一根主栅线收集的电流更加均匀。
本申请还提供上述太阳能电池的制备方法，请参阅图2，为本申请太阳能电池的制备方法的流程图，包括如下步骤：
在制绒后的半导体衬底1的正面形成发射极2；
在半导体衬底1的背面形成隧穿层3和导电层，对导电层进行掺杂处理和局部激光处理形成掺杂导电层4，其中，掺杂导电层4包括对应于背面金属化区域的第一掺杂导电层41和对应于背面非金属化区域的第二掺杂导电层42，第一掺杂导电层41的氧含量小于第二掺杂导电层42的氧含量；
在第一掺杂导电层41和第二掺杂导电层42的表面形成背面钝化层6及在发射极2的表面形成正面钝化层5；
穿透背面钝化层6与第一掺杂导电层41形成接触的背面电极8及穿透正面钝化层5与发射极2形成接触的正面电极7。
在一些实施方式中，半导体衬底1的正面为面向太阳的表面（即受光面），半导体衬底1的背面为背对太阳的表面（即背光面）。
具体地，本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法，可以用于制作N型太阳能电池，进一步可以用于制作N型TOPCon电池，下面，将结合本发明实施例中的附图，对本申请N型TOPCon电池的制备方法进行清楚、完整地描述，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。
步骤S100、请参阅图3，在制绒后的半导体衬底1的正面形成发射极2；
在一些实施方式中，半导体衬底1为N型半导体衬底，N型半导体衬底可以为晶体硅衬底(硅衬底)，例如为多晶硅衬底、单晶硅衬底、微晶硅衬底或碳化硅衬底中的一种，本申请实施例对于半导体衬底的具体类型不作限定。半导体衬底的掺杂元素可以是磷、氮等。
在一些实施方式中，可以对半导体衬底1的前表面和后表面进行制绒处理，以形成绒面或表面纹理结构（例如金字塔结构）。制绒处理的方式可以是化学刻蚀、激光刻蚀、机械法和等离子刻蚀等等，在此不做限定。示例性地，可以使用NaOH溶液对半导体衬底1的前表面和后表面进行制绒处理，由于NaOH溶液的腐蚀具有各向异性，从而可以制备得到金字塔绒面结构。
可以理解的，通过制绒处理使半导体衬底1的表面具有绒面结构，产生陷光效果，增加太阳能电池对光线的吸收数量，从而提高太阳能电池的转换效率。
在一些实施方式中，在制绒处理之前，还可以包括对N型半导体衬底1进行清洗的步骤，以去除表面的金属和有机污染物。
在一些实施方式中，可通过高温扩散、浆料掺杂或者离子注入中的任意一种或多种方法在半导体衬底1的正面形成发射极2。具体地，通过硼源来扩散硼原子形成发射极2。在一些实施例中，发射极2设计为选择性发射极结构。硼源例如可以采用三溴化硼进行扩散处理，使得晶体硅的微晶硅相转变为多晶硅相。由于半导体衬底1表面具有较高浓度的硼，通常会形成硼硅玻璃层（BSG），这层硼硅玻璃层具有金属吸杂作用，会影响太阳能电池的正常工作，需要后续去除。
步骤200、请参阅图4，在半导体衬底1的背面形成隧穿层3和导电层，对导电层进行掺杂处理和局部激光处理形成掺杂导电层4，其中，掺杂导电层4包括对应于背面金属化区域的第一掺杂导电层41和对应于背面非金属化区域的第二掺杂导电层42，第一掺杂导电层41的氧含量小于第二掺杂导电层42的氧含量。
在一些实施方式中，可以先在半导体衬底1的背面形成隧穿层3，再在隧穿层3的表面形成掺杂导电层4。
在一些实施方式中，本申请实施例对于形成氧化层的具体操作方式的不作限定。示例性地，可以采用臭氧氧化法、高温热氧化法和硝酸氧化法中的任意一种对半导体衬底1的后表面进行氧化。
在一些实施方式中，本申请实施例对于形成导电层的具体操作方式的不作限定。示例性地，可以采用低压化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法和常压化学气相淀积中的任意一种方法在隧穿层的表面沉积导电层，用于对氧化层起保护作用，其次，对导电层进行掺杂形成高低结（n/n+-Si），能够有效降低载流子在电池背面的复合速率，进一步提高太阳能电池的转化效率。
在一些实施方式中，可以在沉积导电层的同时进行原位掺杂处理形成掺杂导电层4，掺杂导电层4包括碳化硅和多晶硅中的至少一种，即掺杂导电层4可以是掺杂多晶硅层，还可以是碳化硅层，还可以是掺杂多晶硅层和碳化硅层的复合层。
在一些实施方式中，当掺杂导电层4为掺磷多晶硅层时，磷掺杂源可以通过高温扩散、浆料掺杂或者离子注入中的任意一种或多种方法制备。
在一些实施方式中，金属化区域指的是背面电极8穿透背面钝化层6与掺杂导电层形成接触的区域，非金属化区域指的是掺杂导电层上其他的区域。可以理解的，掺杂导电层4由间隔设置的第一掺杂导电层41和第二掺杂导电层42组成。
在一些实施方式中，当掺杂导电层4为磷掺杂多晶硅层时，局部激光处理的掺杂源为掺杂多晶硅层表面的磷硅玻璃及多晶硅层中未激活的磷，采用激光的方式将这些磷激活形成更高磷浓度的重掺杂多晶硅层。
在一些实施方式中，局部激光处理的激光包括波长为532nm的绿光，当然还可以是其他波长范围的激光，在此不作限制。
在一些实施方式中，局部激光处理的脉冲宽度为15 ns ~40 ns，具体地，局部激光处理的脉冲宽度例如可以是15 ns、18 ns、20 ns、25 ns、26 ns、29 ns、30 ns、32 ns、35 ns和40 ns。
在一些实施方式中，局部激光处理的激光频率为100 KHz ~400KHz，具体地，局部激光处理的激光频率例如可以是100 KHz、150 KHz、200 KHz、250 KHz、300 KHz、350 KHz和400 KHz。
在一些实施方式中，局部激光处理的综合激光能量为0.1 J*cm-2~0.2J*cm-2，具体地，局部激光处理的综合激光能量例如可以是0.1 J*cm-2、0.13J*cm-2、0.15 J*cm-2、0.18J*cm-2和0.2 J*cm-2。
申请人发现：将局部激光处理的脉冲宽度、激光频率和综合激光能量控制在上述限定范围内，能够保证在金属化区域形成重掺杂区。
在一些实施方式中，对导电层进行掺杂处理，掺杂处理后得到的掺杂导电层4的浓度为8E19 cm-3~5E20 cm-3，再通过对金属化区域的掺杂导电层4进行局部激光处理，在局部激光处理的过程中，激光作用于掺杂导电层4，使得金属化区域的多晶硅发生熔融并再结晶，此过程中，更多的磷元素占据硅晶格，使得金属化区域的掺杂导电层（即第一掺杂导电层41）中磷元素的浓度增加从而形成重掺杂区，第一掺杂导电层41中磷元素的浓度为1E20cm-3~1E21cm-3，具体地，第一掺杂导电层41中磷元素的浓度例如可以是1E20 cm-3、2 E20cm-3、3E20 cm-3、4 E20 cm-3、5 E20 cm-3、6 E20 cm-3、7 E20 cm-3、8 E20 cm-3、9 E20 cm-3和1E21cm-3。而非金属化区域的掺杂导电层（即第二掺杂导电层42）中磷元素的浓度依然保持原浓度，即第二掺杂导电层42中磷元素的浓度为8E19 cm-3~5E20 cm-3，具体地，第二掺杂导电层42中磷元素的浓度例如可以是8E19 cm-3、9 E19cm-3、1E20 cm-3、2 E20 cm-3、3E20 cm-3、4 E20 cm-3和5 E20 cm-3。
在一些实施方式中，由于对金属化区域的掺杂导电层进行激光重掺杂，使得金属化区域的掺杂导电层中的膜层元素发生变化，其中，位于金属化区域的掺杂导电层中的氮元素增加，即第一掺杂导电层41的氮含量大于第二掺杂导电层42的氮含量，具体地，第一掺杂导电层41中的氮元素的质量占比为3%~5%，第二掺杂导电层42中氮元素的质量占比为1%~2%。位于金属化区域的掺杂导电层中的氧元素含量降低，第一掺杂导电层41的氧含量小于第二掺杂导电层42的氧含量，第一掺杂导电层41中氧元素的含量为19%~22%，第二掺杂导电层42中氧元素的含量为27%~28%。本申请通过控制第一掺杂导电层41的氧含量小于第二掺杂导电层42的氧含量，能够减少太阳能电池背面的复合中心，弥补由于金属化区域进行激光处理带来的机械损伤，同时控制第一掺杂导电层41的氮含量大于第二掺杂导电层42的氮含量，使得制备的太阳能电池的具有优良的钝化效果的同时具有较好的导电性，从而提高太阳能电池的电池性能。
在一些实施方式中，由于对金属化区域的掺杂导电层进行激光重掺杂，使得金属化区域的隧穿层3的氧元素含量增加，即第一隧穿层31的氧含量大于第二隧穿层32的氧含量，使得隧穿层3中的桥键氧的数目增加，从而增加隧穿层3的密度，从而保证隧穿层3隧穿效应的同时有效改善激光带来的隧穿层孔洞增加问题，保证激光重掺区的钝化性能，在降低电池金属接触的同时保证开路电压，提高电池效率。
在一些实施方式中，由于对金属化区域的掺杂导电层进行激光重掺杂，使得金属化区域内掺杂导电层和隧穿层3的界面处的氧元素含量增加，即第一掺杂导电层41与第一隧穿层31的界面处的氧含量大于第二掺杂导电层42与第二隧穿层32的界面处的氧含量，金属化区域内掺杂导电层和隧穿层3的界面处的氧元素含量的增加，能够改善金属化区域的隧穿层3的膜层质量，能够进一步提升电池的钝化效果。
步骤S300、请参阅图5，在第一掺杂导电层41和第二掺杂导电层42的表面形成背面钝化层6及在发射极2的表面形成正面钝化层5。
在一些实施方式中，由于对金属化区域的掺杂导电层进行激光重掺杂，使得金属化区域内掺杂导电层和背面钝化层6的界面处的氧元素含量增加，即第一掺杂导电层41与背面钝化层6的界面处的氧含量大于第二掺杂导电层42与背面钝化层6的界面处的氧含量，金属化区域内掺杂导电层和背面钝化层6的界面处的氧元素含量的增加，能够改善金属化区域的背面钝化层6的膜层质量，能够进一步提升电池的钝化效果。
在一些实施方式中，在第一掺杂导电层41和第二掺杂导电层42的表面形成背面钝化层6。背面钝化层6可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等至少一种或者其任意组合。
例如，背面钝化层6由氮化硅组成，氮化硅薄膜层可以起到减反射膜的作用，且该氮化硅薄膜具有良好的绝缘性、致密性、稳定性和对杂质离子的掩蔽能力，氮化硅薄膜层能够对半导体衬底1产生钝化作用，明显改善太阳能电池的光电转换效率。
在一些实施方式中，背面钝化层6的厚度范围为70nm~120nm，具体可以是70nm、80nm、90nm、100nm或120nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，当背面钝化层6为层叠设置的氮化硅层与氧化硅层或层叠设置的氮化硅层与氮氧化硅层时，氮化硅层位于掺杂导电层4的表面，氧化硅层或氮氧化硅层位于氮化硅层的表面。
在一些实施方式中，正面钝化层5可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等至少一种或者其任意组合。所述正面钝化层5能够对半导体衬底1产生良好的钝化效果，有助于提高电池的转换效率。需要说明的是，所述正面钝化层5也可以起到减少入射光反射的作用，在某些实例中，也可称之为减反射层 。
在一些实施方式中，正面钝化层5的厚度范围为10nm~120nm，具体可以是10nm、20nm、30nm、42nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm或120nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
步骤S400、请参阅图1，穿透背面钝化层6与第一掺杂导电层41形成接触的背面电极8及穿透正面钝化层5与发射极2形成接触的正面电极7。
在一些实施方式中，在半导体衬底1的正面使用浆料印刷正面主栅和正面副栅，并进行烘干形成对应的正面电极7，在半导体衬底1的背面使用浆料印刷背面主栅和背面副栅，并进行烘干形成对应的背面电极8，最后将烘干后的电池片进行烧结，制得太阳能电池。
本发明实施例中不限定正面电极7和背面电极8的具体材质。例如，正面电极7为银电极或银/铝电极，背面电极8为银电极或银/铝电极。
需要说明的是，本申请中，除非另有说明，各个操作步骤可以顺序进行，也可以不按照顺序进行。本申请实施例对于制备太阳能电池的步骤顺序不作限定，可以根据实际生产工艺进行调整。
第三方面，一种光伏组件1000，包括如前述太阳能电池通过电连接形成的电池串。
具体地，请参阅图6，光伏组件1000包括第一盖板200、第一封装胶层300、太阳能电池串、第二封装胶层400和第二盖板500。
在一些实施方式中，太阳能电池串包括通过导电带连接的多个如前所述的太阳能电池100，太阳能电池100之间的连接方式可以是部分层叠，也可以是拼接。
在一些实施方式中，
第一盖板200、第二盖板500可以为透明或不透明的盖板，例如玻璃盖板、塑料盖板。
第一封装胶层300的两侧分别与第一盖板200、电池串接触贴合，第二封装胶层400的两侧分别与第二盖板500、电池串接触贴合。其中，第一封装胶层300、第二封装胶层400分别可以乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体（POE）胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）胶膜。
光伏组件1000还可以采用侧边全包围式封装，即采用封装胶带对光伏组件1000的侧边完全包覆封装，以防止光伏组件1000在层压过程中发生层压偏移的现象。
光伏组件1000还包括封边部件，该封边部件固定封装于光伏组件1000的部分边缘。该封边部件可以固定封装于光伏组件1000上的靠近拐角处的边缘。该封边部件可以为耐高温胶带。该耐高温胶带具有较优异的耐高温特性，在层压过程中不会发生分解或脱落，能够保证对光伏组件1000的可靠封装。其中，耐高温胶带的两端分别固定于第二盖板500和第一盖板200。该耐高温胶带的两端可以分别与第二盖板500和第一盖板200粘接，而其中部能够实现对光伏组件1000的侧边的限位，防止光伏组件1000在层压过程中发生层压偏移。
在一些实施方式中，光伏组件1000还包括边框（边框在图6中未示出），边框可以采用铝合金材质或不锈钢材质，边框选用铝合金材质时，边框的强度、耐腐蚀性都非常好。边框可以起到支撑和保护整个电池板的作用。光伏组件还可以通过边框连接到外部的光伏支架上面，多个光伏组件可以相互连接共同组成光伏电站。
以上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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (18)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的正面和背面；
位于所述半导体衬底正面的发射极和正面钝化层；
位于所述半导体衬底背面的隧穿层、掺杂导电层和背面钝化层，其中，所述掺杂导电层包括对应于背面金属化区域的第一掺杂导电层和对应于背面非金属化区域的第二掺杂导电层，所述第一掺杂导电层的氧含量小于所述第二掺杂导电层的氧含量；所述隧穿层包括对应于背面金属化区域的第一隧穿层和对应于背面非金属化区域的第二隧穿层，所述第一掺杂导电层与所述第一隧穿层的界面处的氧含量大于所述第二掺杂导电层与所述第二隧穿层的界面处的氧含量；
与所述发射极接触的正面电极以及与所述第一掺杂导电层接触的背面电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一隧穿层的氧含量大于所述第二隧穿层的氧含量。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂导电层与所述背面钝化层的界面处的氧含量大于所述第二掺杂导电层与所述背面钝化层界面处的氧含量。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂导电层的氧含量小于所述第一隧穿层的氧含量。
5.根据权利要求1~4任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂导电层中的氧元素的质量占比为19%~22%。
6.根据权利要求2或4所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一隧穿层中的氧元素的质量占比为25%~30%。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂导电层的氮含量大于所述第二掺杂导电层的氮含量。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂导电层中的氮元素的质量占比为3%~5%。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂导电层包括碳化硅和多晶硅中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂导电层和所述第二掺杂导电层均为磷掺杂层，所述第一掺杂导电层中磷元素的浓度大于所述第二掺杂导电层中磷元素的浓度。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂导电层中磷元素的浓度为1E20 cm-3~1E21cm-3，所述第二掺杂导电层中磷元素的浓度为8E19 cm-3~5E20 cm-3；和/或所述第一掺杂导电层的方阻为30Ω/sq ~80Ω/sq，所述第二掺杂导电层的方阻为60Ω/sq ~400Ω/sq；和/或第一掺杂导电层的厚度为30 nm ~300nm，所述第二掺杂导电层的厚度为30 nm ~300nm。
12.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在制绒后的半导体衬底的正面形成发射极；
在所述半导体衬底的背面形成隧穿层和导电层，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理形成掺杂导电层，其中，所述掺杂导电层包括对应于背面金属化区域的第一掺杂导电层和对应于背面非金属化区域的第二掺杂导电层，所述第一掺杂导电层的氧含量小于所述第二掺杂导电层的氧含量；对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理后，所述隧穿层包括对应于背面金属化区域的第一隧穿层和对应于背面非金属化区域的第二隧穿层，其中，所述第一掺杂导电层与所述第一隧穿层的界面处的氧含量大于所述第二掺杂导电层与所述第二隧穿层的界面处的氧含量；
在所述第一掺杂导电层和第二掺杂导电层的表面形成背面钝化层及在所述发射极的表面形成正面钝化层；
穿透所述背面钝化层与所述第一掺杂导电层形成接触的背面电极及穿透所述正面钝化层与所述发射极形成接触的正面电极。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理后，所述第一隧穿层的氧含量大于所述第二隧穿层的氧含量。
14.根据权利要求12所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理后，所述第一掺杂导电层与所述背面钝化层的界面处的氧含量大于所述第二掺杂导电层与所述背面钝化层的界面处的氧含量。
15.根据权利要求12所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理后，所述第一掺杂导电层中的氧含量小于所述第一隧穿层中的氧含量。
16.根据权利要求12所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理后，所述第一掺杂导电层的氮含量大于所述第二掺杂导电层的氮含量。
17.根据权利要求12所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，对所述导电层进行掺杂处理和局部激光处理的掺杂源为磷源，所述第一掺杂导电层中磷元素的浓度大于所述第二掺杂导电层中磷元素的浓度。
18.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括盖板、封装材料层、太阳能电池串，所述太阳能电池串包括多个根据或权利要求1~11任一项所述的太阳能电池或权利要求12~17任一项所述的制备方法制备的太阳能电池。
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