CN114843349A - 太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种太阳能电池，包括：基底；在基底上表面依次层叠的发射极、第一钝化膜、减反膜以及第一电极；在基底下表面依次层叠的隧穿层、阻滞层、场钝化层、第二钝化膜以及第二电极，阻滞层用于阻滞场钝化层中的掺杂离子向基底迁移，阻滞层包括与第二电极投影重合的第一阻滞层和投影错位的第二阻滞层，至少第二阻滞层为本征半导体；在垂直于基底表面的方向上，第一阻滞层的厚度小于第二阻滞层的厚度，第一阻滞层远离基底的表面平齐于第二阻滞层远离基底的表面，与第二电极投影重合的隧穿层的厚度大于与第二电极投影错位的隧穿层的厚度。本发明实施例有利于降低太阳能电池的复合损失以及提高太阳能电池的转换效率。

Description

太阳能电池
相关申请的交叉引用
本申请是申请日为2020年10月30日，申请号为202011192543.X，发明名称为“太阳能电池”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明实施例涉及光伏领域，特别涉及一种太阳能电池。
背景技术
随着太阳能电池技术的不断发展，金属接触区域的复合损失成为制约太阳能电池转换效率进一步提高的重要因素之一。为了提高太阳能电池的转换速率，常通过钝化接触来对太阳能电池进行钝化，以降低太阳能电池体内和表面的复合。常用的钝化接触电池有异质结(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer，HIT)电池和隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact，TOPCon)电池。
然而，现有的钝化接触电池存在着一定的复合损失隐患。
发明内容
本发明实施例提供一种太阳能电池，有利于降低太阳能电池的复合损失以及提高太阳能电池的转换效率。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种太阳能电池，包括：基底；在所述基底上表面依次层叠的发射极、第一钝化膜、减反膜以及第一电极；在所述基底下表面依次层叠的隧穿层、阻滞层、场钝化层、第二钝化膜以及第二电极，所述阻滞层用于阻滞所述场钝化层中的掺杂离子向所述基底迁移，所述阻滞层包括与所述第二电极投影重合的第一阻滞层和投影错位的第二阻滞层，至少所述第二阻滞层为本征半导体；在垂直于所述基底表面的方向上，所述第一阻滞层的厚度小于所述第二阻滞层的厚度，所述第一阻滞层远离所述基底的表面平齐于所述第二阻滞层远离所述基底的表面，与所述第二电极投影重合的所述隧穿层的厚度大于与所述第二电极投影错位的所述隧穿层的厚度。
在一些实施例中，与所述第二电极投影重合的所述隧穿层具有靠近所述基底的第一表面，与所述第二电极投影错位的所述隧穿层具有靠近所述基底的第二表面，所述第一表面与所述第二表面平齐。
在一些实施例中，所述太阳能电池还包括：结合材料，位于所述隧穿层和所述阻滞层之间。
在一些实施例中，所述第一阻滞层的材料类型与所述场钝化层的材料类型不同。
在一些实施例中，所述阻滞层的材料类型包括金属氧化物、硅化物、盐类、有机物或金属中的至少一种。
在一些实施例中，所述第二阻滞层的材料与所述场钝化层的材料为同一材料类型中的不同材料，或者，所述第二阻滞层的材料与所述场钝化层的材料相同。
在一些实施例中，所述阻滞层为多层结构，所述多层结构中的多个膜层在垂直于所述基底表面的方向上依次层叠，不同膜层的材料相同或不同。
在一些实施例中，所述第一阻滞层至少包括：朝向所述隧穿层的第一表层以及朝向所述场钝化层的第二表层，且所述第一表层的材料与所述第二表层的材料不同。
相应地，本发明实施例还提供一种太阳能电池，包括：基底；在所述基底上表面依次层叠的发射极、第一钝化膜、减反膜以及第一电极；在所述基底下表面依次层叠的隧穿层、阻滞层、场钝化层、第二钝化膜以及第二电极，所述阻滞层用于阻滞所述场钝化层中的掺杂离子向所述基底迁移，所述阻滞层包括与所述第二电极投影重合的第一阻滞层和投影错位的第二阻滞层，至少所述第二阻滞层为本征半导体；在垂直于所述基底表面的方向上，所述第一阻滞层的厚度小于所述第二阻滞层的厚度，所述第一阻滞层朝向所述基底的表面平齐于所述第二阻滞层朝向所述基底的表面，与所述第二电极投影重合的所述场钝化层的厚度等于与所述第二电极投影错位的所述场钝化的厚度。
在一些实施例中，与所述第二电极投影重合的所述场钝化层具有靠近所述基底的第三表面，与所述第二电极投影错位的所述场钝化层具有靠近所述基底的第四表面，沿所述第二电极指向所述第一电极的方向上，所述第三表面高于所述第四表面。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：
上述技术方案中，阻滞层的设置有利于保证场钝化层与基底之间具有较大的势垒，使得场钝化层具有良好的能带弯曲效果，从而保持载流子的选择性传输，还有利于减小因掺杂离子迁移至基底表面而导致的复合损失；此外，在因为浓度差而发生自然扩散时，第二阻滞层可承载对应的场钝化层中的掺杂离子，从而稀释场钝化层对应部分的掺杂浓度，进而减弱场钝化层对应部分的光吸收能力，提高太阳能电池的光电转换效率；同时，扩散至第二阻滞层中的掺杂离子可增强能带弯曲效果，保持载流子的选择性传输。
此外，与第二电极投影重合的隧穿层的厚度大于与第二电极投影错位的隧穿层的厚度，有利于提高太阳能电池结构的稳定性。
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，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为一种太阳能电池的结构示意图；
图2为本发明一实施例中提供的太阳能电池的结构示意图；
图3为本发明另一实施例中提供的太阳能电池的结构示意图；
图4为本发明又一实施例中提供的太阳能电池的结构示意图；
图5至图8为本发明另一实施例中提供的太阳能电池的制备方法各步骤对应的结构示意图；
图9至图10为本发明又一实施例中提供的太阳能电池的制备方法各步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
参考图1，图1为TOPCon电池的结构示意图。
TOPCon电池包括基底10和覆盖基底10下表面的钝化接触结构，钝化接触结构通常包括依次层叠的隧穿层121和场钝化层122，隧穿层121主要用于对基底10表面进行化学钝化，减少界面态；场钝化层122主要用于在基底10表面形成能带弯曲，实现载流子的选择性传输，减少复合损失。场钝化层122通常为掺杂有掺杂离子的多晶硅层。
在制备钝化接触结构的过程中，以及在成品电池的后处理过程中，高温热处理为会场钝化层122中的掺杂离子提供热动力，进而导致掺杂离子穿透隧穿层121而迁移至基底10下表面，进而增大基底10下表面的表面复合，以及降低隧穿层121的界面钝化效果；同时，掺杂离子的迁移还会导致基底10与场钝化层122之间的势垒降低，从而减弱场钝化层122的场钝化效果，进而降低太阳能电池的转换效率。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种太阳能电池，阻滞层的设置有利于保证场钝化层与基底之间具有较大的势垒，使得场钝化层具有良好的能带弯曲效果，从而保持载流子的选择性传输，还有利于减小因掺杂离子迁移至基底表面而导致的复合损失；此外，在因为浓度差而发生自然扩散时，第二阻滞层可承载对应的场钝化层中的掺杂离子，从而稀释场钝化层对应部分的掺杂浓度，进而减弱场钝化层对应部分的光吸收能力，提高太阳能电池的光电转换效率；同时，扩散至第二阻滞层中的掺杂离子可增强能带弯曲效果，保持载流子的选择性传输。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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，在本发明各实施例中，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2为本发明一实施例中提供的太阳能电池的结构示意图。为了表达上的简化，以下将多数载流子称为多子，将少数载流子称为少子。
参考图2，太阳能电池包括：基底20；在基底20上表面依次层叠的发射极211、第一钝化膜212、减反膜213以及第一电极214；在基底20下表面依次层叠的隧穿层221、阻滞层222、场钝化层223、第二钝化膜224以及第二电极225，阻滞层222用于阻滞场钝化层223中的掺杂离子向基底20迁移，阻滞层222包括与第二电极225投影重合的第一阻滞层222a和投影错位的第二阻滞层222b，至少第二阻滞层222b为本征半导体；在垂直于基底20表面的方向上，第一阻滞层222a的厚度小于第二阻滞层222b的厚度，第一阻滞层222a远离基底20的表面平齐与第二阻滞层222b远离基底20的表面。
基底20与发射极211形成PN结。具体地，如果基底20为P型，发射极211为N型；如果基底20为N型，发射极为P型。可选地，基底20的材料可包括单晶硅、多晶硅、类单晶硅、钙钛矿等半导体材料。
第一钝化膜212和第二钝化膜224的材料包括氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氧化钛、氧化铪、氧化铝等材料的一种或多种，减反膜213的材料可包括氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅等材料的一种或多种，第一电极214贯穿减反膜213和第一钝化膜212与发射极211连接，第二电极225贯穿第二钝化膜224与场钝化层223接触连接，第一电极214可以为银铝电极，第二电极225可以为银电极。
本实施例中，阻滞层222的阻滞能力由发生热扩散的掺杂离子在场钝化层223朝向基底20的方向上所能迁移的最长距离所定义，掺杂离子所能迁移的最长距离越短，阻滞层222的阻滞能力越强，掺杂离子所能迁移的最长距离越长，阻滞层222的阻滞能力越弱。
本实施例，基底20包括第一区域20a和第二区域20b，第一区域20a的场钝化层223用于与第二电极225接触，将第一区域20a的阻滞层222称为第一阻滞层222a，将第二区域20b的阻滞层222称为第二阻滞层222b。第一阻滞层222a与第二电极225投影重合指的是，在垂直于基底20表面的方向上，第二电极225的正投影与第一阻滞层222a的正投影重合，或者说，第一阻滞层222a的正投影位于第二电极225的正投影内，或者说，第二电极225的延伸与第一阻滞层222a相交；第二阻滞层222b与第二电极225的投影错位指的是，在垂直于基底20表面的方向上，第二阻滞层222b的正投影与第二电极225的正投影不重合，或者说，第二电极225的延伸不与第二阻滞层222b相交。
本实施例中，第二阻滞层222b的阻滞能力弱于第一阻滞层222a的阻滞能力。具体地，在场钝化层223中的掺杂离子发生热扩散时，受第二阻滞层222b阻滞的掺杂离子所能运动的最长距离大于受第一阻滞层222a阻滞的掺杂离子所能运动的最长距离。
阻滞层可通过两种形式实现其阻滞效果：第一，界面阻滞，即特定膜层中的掺杂离子无法或较难穿过该特定膜层与阻滞层之间的界面；第二，缓冲阻滞，即特定膜层中的掺杂离子可因为浓度差的驱动扩散至阻滞层中，但由于扩散会减小浓度梯度，最终掺杂离子会因为浓度梯度过小导致的扩散动力过小而无法继续扩散，从而实现阻滞效果。
本实施例中，在垂直于基底20表面的方向上，阻滞层222的厚度小于等于20nm，例如为5nm、10nm或15nm。如此，有利于避免阻滞层222自身厚度较大而对多子的传输产生较大的阻滞，保证多子能够有效传输；此外，还有利于避免因场钝化层223与基底20之间的距离增大而导致场钝化层223的能带弯曲效果减弱过多，从而保持载流子的选择性传输，提高太阳能电池的开路电压和转换效率。
本实施例中，至少第二阻滞层222b为本征半导体层，第二阻滞层222b通过缓冲阻滞实现阻滞效果。当第二阻滞层222b为本征半导体层，场钝化层223中的掺杂离子能够通过扩散的方式迁移至第二阻滞层222b内，由于第二阻滞层222b相对场钝化层223距离基底20较近，迁移至第二阻滞层222b内的掺杂离子能够弥补场钝化层223的能带弯曲效果，避免因场钝化层223与基底20之间的间距增加而导致场钝化层223的能带弯曲效果降低过多，有利于保持载流子的选择性传输；此外，掺杂离子的迁入能够保证第二阻滞层222b具有较高的电导率，有利于保证多子的有效传输；此外，场钝化层223中的掺杂离子向第二阻滞层222b中迁移，有利于降低第二区域20b的场钝化层223的离子掺杂浓度，进而减小第二区域20b的场钝化层223的光吸收系数，提高太阳能电池的转换效率。
其中，本征半导体层的材料可包括本征多晶硅、本征非晶硅或本征微晶硅，本征半导体层的材料可与场钝化层223的材料相同。需要说明的是，此处场钝化层223的材料指的是场钝化层223在未掺杂掺杂离子之前的本征材料，或者说是掺杂离子的基体材料。
本实施例中，第二阻滞层222b的材料可与场钝化层223的材料相同，如此，有利于减少太阳能电池的制造工艺步骤，以及保证多子的有效传输；在其他实施例中，第二阻滞层的材料与场钝化层的材料可属于同一材料类型中不同材料，例如场钝化层为多晶硅而第二阻滞层为非晶硅，如此，在保证多子有效传输的同时，可利用第二阻滞层与场钝化层之间界面削弱掺杂离子的热扩散能量，进而避免掺杂离子在扩散至第二阻滞层222b之后继续迁移，从而保证隧穿层221具有良好的界面钝化效果以及太阳能电池具有较小的复合损失。
需要说明的是，相邻膜层之间的界面对掺杂离子的阻滞能力与该界面的界面能有关，界面能越大阻滞能力越强，界面能越小阻滞能力越弱；而界面能的大小与相邻膜层的材料有关，同一类型中的不同材料之间的界面能较小，例如多晶硅和微晶硅，不同类型材料之间的界面能较强，例如多晶硅和金属化合物、多晶硅和盐类以及多晶硅和有机物。
本实施例中，场钝化层223朝向阻滞层222的表层的平均掺杂浓度为1E+19/cm3～1E+21/cm3，例如为5E+19/cm3、1E+20/cm3或5E+20/cm3，第二阻滞层222b的厚度为0.5nm～20nm，例如为1nm、5nm或10nm。如此，在高温热处理时长较为短暂时，场钝化层223中的掺杂离子没有足够的热动力以及扩散动力迁移至基底20表面，有利于减小基底20表面的复合损失。
其中，场钝化层223的掺杂离子类型与基底20的掺杂离子类型相同。具体地，基底20为N型硅片时，场钝化层223为N型掺杂，掺杂离子包括磷离子；基底20为P型硅片时，场钝化层223为P型掺杂，掺杂离子包括硼离子。
本实施例中，场钝化层223朝向远离阻滞层222的表面的表面掺杂浓度为1E+20/cm3～1E+22/cm3，例如为5E+20/cm3、1E+21/cm3或5E+21/cm3，在垂直于基底20表面的方向上，场钝化层223的厚度与第二阻滞层222b的厚度的比值为5～100，例如为10、20、50或70。由于第二电极225通常与场钝化层223远离基底20的表面接触，采用上述表面掺杂浓度，有利于保证场钝化层223与第二电极225之间形成良好的欧姆接触，减少多子的传输损耗；与此同时，采用上述厚度比值，有利于保证场钝化层223表面的掺杂离子在发生完全热扩散时，场钝化层223与第二阻滞层222b中能够形成较小的浓度梯度，即第二阻滞层222b靠近基底20的表层具有较低的掺杂浓度，如此，掺杂离子在失去浓度差形成的扩散动力之后不容易进一步扩散至基底20表面，有利于减小基底20表面的复合损失以及保证隧穿层221的界面钝化效果，从而提高太阳能电池的转换效率。
本实施例中，第一阻滞层222a的材料类型与场钝化层223的材料类型不同。通过控制第一阻滞层222a的材料类型与场钝化层223的材料类型不同，有利于使得第一阻滞层222a实现界面阻滞，保证第一区域20a的场钝化层223具有较高的平均掺杂浓度，以及保证第一区域20a的场钝化层223远离基底20的表面具有较高的表面掺杂浓度，从而使得第一区域20a的场钝化层223与第二电极225形成良好的欧姆接触，进而使得多子能够有效传输，即太阳能电池具有较高的转换效率。
其中，第一阻滞层222a的材料类型包括金属氧化物、硅化物、盐类、有机物或金属中的至少一种。具体地，金属氧化物包括TiOx、MoOx、Vox、Wox或MgOx，硅化物包括SiC、SiNx、SiOxNy或SiOxNyCz，盐类包括MgFx、CsFx或LiFx，有机物包括聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(Poly(3，4-ethylenedioxythiophene/poly(styrenesulfonate)，PEDOT/PSS)，金属包括Mg、Ca或Al。需要说明的是，金属的选用与基底20的掺杂类型和掺杂浓度有关，即第一阻滞层222a可根据基底20的掺杂类型和掺杂浓度匹配对应的功函数。
本实施例中，第一阻滞层222a为多层结构，多层结构中的多个膜层在垂直于基底20表面的方向上层叠，不同膜层的材料相同或不同。进一步地，单一膜层可由单一材料构成，单一材料包括金属氧化物、硅化物、盐类、有机物或金属；单一膜层也可以由多种材料构成，从而实现可控性更好或者性能更优的阻滞效果。其中，可控性指的是阻滞效果的可调整范围大以及调整精度高。
具体地，第一阻滞层222a可包括至少两层膜层，且每一膜层由单一材料组成。进一步地，两层膜层包括第一阻滞层222a朝向隧穿层221的第一表层，以及第一阻滞层222a朝向场钝化层223的第二表层，第一表层的材料与第二表层的材料不同，如此，有利于使得第一阻滞层222a与相邻任膜层之间的界面的性能满足预设要求。需要说明的是，相邻膜层之间的界面的性能与相邻膜层朝向该界面的表层的材料有关。
具体地，可根据场钝化层223的材料调整第二表层的材料，以使第一阻滞层222a具有良好的界面阻滞效果；同时，可根据隧穿层221的材料调整第一表层的材料，以保证多子可有效穿过第一阻滞层222a与隧穿层221之间的界面。
举例来说，第一表层的材料可与隧穿层221的材料相同，具体为氧化物，第二表层的材料可以为金属氧化物，金属氧化物可阻滞掺杂离子。
此外，第二膜层的材料可由对第一膜层的材料进行预设处理工艺后得到。如此，有利于降低工艺难度，同时减少材料浪费。
举例来说，第一表层的材料可以为特定金属，第二表层的材料可以为由特定金属反应生成的金属化合物，金属化合物包括对金属进行氧化得到的金属氧化物，以及对金属进行氮轰击得到的金属氮化物等等。
需要说明的是，氧化以及氮轰击等工艺并非要等到第一金属材料沉积在隧穿层221表面之后才能进行，还可以在沉积过程中进行，即在进行沉积工艺预设时间后同时进行另一工艺，以对正在沉积的金属材料进行处理。
阻滞层222可采用化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺、原子层沉积、溅射、蒸发、化学镀、电镀、印刷、溶胶-凝胶法等方法进行制备。
阻滞层222的形成工艺的具体选用与阻滞层222的厚度、形成位置的形貌特征以及阻滞层222的工艺时间要求有关。具体地，阻滞层222的厚度较薄时，可选用原子层沉积工艺，使得阻滞层222具有良好的致密性，保证阻滞层222具有良好的界面阻滞效果；阻滞层222的厚度较厚时，可选用低压化学气相沉积工艺或等离子体增强化学气相沉积工艺，使得阻滞层222具有较短的工艺时间，且避免阻滞层222在形成过程中受到杂质的污染，保证阻滞层222具有预设性能。
需要说明的是，阻滞层222可通过两种及以上类型的工艺形成。具体来说，阻滞层222的形成位置具有阶梯形貌时，可先采用原子层沉积工艺形成覆盖阶梯形貌的第一子膜层，使得表面形貌由阶梯形貌变化为平滑表面；再采用化学气相沉积工艺形成第二子膜层，以构成阻滞层222。
本实施例中，通过在第一区域20a和第二区域20b设置不同的材料以实现阻滞能力的不同；在其他实施例中，通过在第一区域和第二区域设置厚度不同的相同材料以实现阻滞能力的不同。
具体地，参考图3，阻滞层322为本征半导体层，在垂直于基底30表面的方向上，第一阻滞层322a的厚度小于第二阻滞层322b的厚度，且第一阻滞层322a远离基底30的表面与第二阻滞层322b远离基底30的表面平齐。如此，由于阻滞层322与隧穿层321之间的界面的阻滞作用，在自由热扩散的条件下，掺杂离子在第一阻滞层322a中迁移的最大距离小于在第二阻滞层322b中迁移的最大距离。
换句话说，在掺杂离子因为隧穿层321与阻滞层322的界面阻隔而无法继续扩散时，可认为第二阻滞层322b的阻滞能力弱于第一阻滞层322a的阻滞能力。
此外，在图3所示太阳能电池结构中，隧穿层321的结构与阻滞层322的结构互补，即第一区域30a的隧穿层321的厚度大于第二区域30b的隧穿层321的厚度，以提高太阳能电池结构的稳定性；在其他结构中，也可以在阻滞层322和隧穿层321之间添加其他材料，例如结合材料，从而增强阻滞层322和隧穿层321的结合性能，保证太阳能电池结构的稳定性。
其中，第一区域30a的隧穿层321的厚度大于第二区域30b的隧穿层321的厚度，即为与第二电极325投影重合的隧穿层321的厚度大于与第二电极325投影错位的隧穿层321的厚度。需要说明的是，与第二电极325投影重合的隧穿层321指的是，在垂直于基底30表面的方向上，隧穿层321的正投影与第二电极325的正投影重合的该部分隧穿层321，或者说，该部分隧穿层321的正投影位于第二电极325的正投影内；与第二电极325投影错位的隧穿层321指的是，在垂直于基底30表面的方向上，隧穿层321的正投影与第二电极325的正投影不重合的该部分隧穿层321。
在一些实施例中，继续参考图3，与第二电极325投影重合的隧穿层321具有靠近基底30的第一表面，与第二电极325投影错位的隧穿层321具有靠近基底30的第二表面，第一表面与第二表面平齐。
本实施例中，阻滞层的设置有利于保证场钝化层与基底之间具有较大的势垒，使得场钝化层具有良好的能带弯曲效果，从而保持载流子的选择性传输，还有利于减小因掺杂离子迁移至基底表面而导致的复合损失；此外，在因为浓度差而发生自然扩散时，第二阻滞层可承载对应的场钝化层中的掺杂离子，从而稀释场钝化层对应部分的掺杂浓度，进而减弱场钝化层对应部分的光吸收能力，提高太阳能电池的光电转换效率；同时，扩散至第二阻滞层中的掺杂离子可增强能带弯曲效果，保持载流子的选择性传输。
本发明又一实施例还提供一种太阳能电池，与前一实施例不同的是，本实施例中，第一阻滞层朝向基底的表面与第二阻滞层朝向基底的表面平齐。以下将结合图4进行详细说明，图4为本发明又一实施例提供的太阳能电池的结构示意图。与上一实施例相同或者相应的部分，可参考上一实施例的相应说明，以下不做赘述。参考图4，阻滞层422为本征半导体层，在垂直于基底40表面的方向上，第一阻滞层422a的厚度小于第二阻滞层422b的厚度，且第一阻滞层422a朝向基底40的表面与第二阻滞层422b朝向基底40的表面平齐。
此外，场钝化层423与阻滞层422互补，且在垂直于基底40表面的方向上，第一区域40a的场钝化层423的厚度与第二区域40b的场钝化层423的厚度相等。
其中，第一区域40a的场钝化层423的厚度等于第二区域40b的场钝化层423的厚度，即为与第二电极425投影重合的场钝化层423的厚度等于与第二电极425投影错位的场钝化层423的厚度。需要说明的是，与第二电极425投影重合的场钝化层423指的是，在垂直于基底40表面的方向上，场钝化层423的正投影与第二电极425的正投影重合的该部分场钝化层423，或者说，该部分场钝化层423的正投影位于第二电极425的正投影内；与第二电极425投影错位的场钝化层423指的是，在垂直于基底40表面的方向上，场钝化层423的正投影与第二电极425的正投影不重合的该部分场钝化层423。
在一些实施例中，继续参考图4，与第二电极425投影重合的场钝化层423具有靠近基底40的第三表面，与第二电极425投影错位的场钝化层423具有靠近基底40的第四表面，沿第二电极425指向第一电极414的方向上，第三表面高于第四表面。
本实施例中，第一区域40a的场钝化层423朝向基底40的表面的表面掺杂浓度与第二区域40b的场钝化层423朝向基底40的表面的表面掺杂浓度相同。在相同的热处理工艺下，由于第一区域40a的场钝化层423的厚度较薄，在掺杂离子的完全热扩散之后，第一阻滞层422a朝向基底40的表面的表面掺杂浓度较大，第二阻滞层422b可容纳更多的掺杂离子，如此，第一区域40a的场钝化层423和阻滞层422具有良好的场钝化效果，第二区域40b的场钝化层423具有较低的光吸收系数，从而保证太阳能电池具有较高的转换速率。
此外，第一区域40a的场钝化层423远离基底40的表面的表面掺杂浓度与第二区域40b的场钝化层423远离基底40的表面的表面掺杂浓度相同。
本实施例中，第一阻滞层422a的材料与第二阻滞层422b的材料相同，仅通过厚度不同来实现阻滞能力的差异；在其他实施例中，第二阻滞层的材料为本征半导体，第一阻滞层的材料与第二阻滞层的材料不同，通过厚度不同以及材料不同来实现阻滞能力的差异。
本实施例中，阻滞层的设置有利于保证场钝化层与基底之间具有较大的势垒，使得场钝化层具有良好的能带弯曲效果，从而保持载流子的选择性传输，还有利于减小因掺杂离子迁移至基底表面而导致的复合损失；此外，在因为浓度差而发生自然扩散时，第二阻滞层可承载对应的场钝化层中的掺杂离子，从而稀释场钝化层对应部分的掺杂浓度，进而减弱场钝化层对应部分的光吸收能力，提高太阳能电池的光电转换效率；同时，扩散至第二阻滞层中的掺杂离子可增强能带弯曲效果，保持载流子的选择性传输；并且，在中间膜层最小厚度不变的情况下，第一区域的场钝化层距离基底更近，有利于进一步保证场钝化层的场钝化效果。
相应地，本发明另一实施例还提供一种太阳能电池的制备方法，用于制备上述太阳能电池。
图5至图8为本发明另一实施例中提供的太阳能电池的制备方法各步骤对应的结构示意图。参考图5至图8，太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
参考图5，提供基底30，且在基底30背面形成隧穿膜321a。
本实施例中，基底30为N型硅片，基底30包括第一区域30a和第二区域30b，后续形成的第二电极位于第一区域30a；在形成隧穿膜321a之前，先在基底30正面进行P型掺杂离子的扩散，以形成发射极311，掺杂离子包括硼离子。
在扩散之后，需要对基底的背面和边缘进行刻蚀，以去除多余的PN结，但是保留基底30正面的经掺杂离子扩散而形成的硼硅玻璃；在其他实施例中，基底为P型硅片，采用N型掺杂离子进行扩散掺杂，掺杂离子包括磷离子，基底正面在掺杂离子扩散之后形成有磷硅玻璃。
本实施例中，隧穿膜321a的材料包括二氧化硅，隧穿膜321a可采用热氧化工艺形成。具体地，在形成发射极311之后，采用热氧化等工艺在基底30背面以及发射极311背离基底30的表面分别形成氧化层，背面的氧化层作为隧穿膜321a。
参考图6，刻蚀隧穿膜321a(参考图5)，形成隧穿层321。
本实施例中，刻蚀隧穿膜321a，以使隧穿层321在第一区域30a的厚度大于在第二区域30b的厚度，换句话说，在基底30朝向隧穿层321的方向上，第二区域30b的隧穿层321的顶面低于第一区域30a的隧穿层321的顶面。
参考图7，形成阻滞层322。
本实施例中，在形成隧穿层321之后，采用化学气相沉积等工艺在基底30正面和背面形成阻滞膜，且对位于基底30背面的阻滞膜进行平坦化工艺，以形成位于基底30背面的阻滞层322，阻滞层322远离基底30的表面的平齐表面。
其中，阻滞层322与隧穿层321互补，在垂直于基底30表面的方向上，第一区域30a的阻滞层322的厚度小于第二区域30b的阻滞层322的厚度。
参考图8，形成场钝化层323。
本实施例中，在形成阻滞层322之后，采用化学气相沉积工艺在基底30正面和背面形成多晶硅层，且对位于基底30背面的多晶硅层进行离子注入工艺，以形成位于基底30背面的场钝化层323。
本实施例中，在垂直于基底30表面的方向上，场钝化层323具有均匀厚度，且均匀覆盖在阻滞层322远离基底30的表面；此外，第一区域30a的场钝化层323朝向基底30的表面的表面掺杂浓度与第二区域30b的场钝化层323朝向基底30的表面的表面掺杂浓度相同，或者，第一区域30a的场钝化层323远离基底30的表层的平均掺杂浓度与第二区域30b的场钝化层323远离基底30的表层的平均掺杂浓度相同。
需要说明的是，在对多晶硅层进行离子注入时，为了降低注入能量以及降低注入损伤，一般选择对多晶硅层远离基底30的表层进行重掺杂，在进行重掺杂之后，位于表层的掺杂离子会因为浓度差的存在向其他区域扩散，进行分布于整个多晶硅层内。在不同区域的场钝化层323远离基底30的表层的平均掺杂浓度相同，且扩散条件以及扩散路径长度相同的情况下，不同区域的场钝化层323朝向基底30的表面的表面掺杂浓度相同。
在形成场钝化层323之后，去除位于基底30正面的氧化层、阻滞膜以及多晶硅层，并在基底30正面形成依次层叠的第一钝化膜、减反膜以及第一电极，在基底30背面形成第二钝化膜以及第二电极。第一钝化膜的材料可与第二钝化膜的材料相同，且两者可在同一形成工艺中形成。
本实施例中，由于第二阻滞层322b的厚度较厚，第二阻滞层322b可容纳更多的掺杂离子，第二阻滞层322b可以更为有效地阻滞掺杂离子的迁移；同时，第二阻滞层322b可有效稀释第二区域30b的场钝化层323的掺杂浓度，进而降低第二区域30b的场钝化层323的光吸收能力，提高太阳能电池的转换效率。
本发明又一实施例还提供一种太阳能电池的制备方法，与前一实施例不同的是，本实施例中，第一区域的阻滞层朝向基底的表面齐平于第二区域的阻滞层朝向基底的表面。以下将结合图9至图10进行详细说明，图9至图10为本发明又一实施例中提供的太阳能电池的制备方法各步骤对应的结构示意图。与上一实施例相同或者相应的部分，可参考上一实施例的相应说明，以下不做赘述。
参考图9，在形成隧穿层421之后，形成阻滞层422。
本实施例中，在垂直于基底40背面的方向上，隧穿层421具有均匀厚度；在形成隧穿层421之后，形成厚度均匀且均匀覆盖在隧穿层421表面的阻滞膜，并对阻滞膜进行图案化刻蚀，以使第一区域40a的阻滞膜的厚度小于第二区域40b的阻滞膜的厚度，剩余阻滞膜作为阻滞层422。
参考图10，形成场钝化层423。
本实施例中，在基底40朝向阻滞层422的方向上，第一区域40a的阻滞层422的顶面低于第二区域40b的阻滞层422的顶面；第一区域40a的场钝化层423的厚度等于第二区域40b的场钝化层423的厚度。
本实施例中，形成场钝化层423的具体工艺步骤包括：形成覆盖阻滞层422表面的多晶硅层，且对多晶硅层进行平坦化工艺，以使多晶硅层具有远离基底40的平齐表面；利用掩膜对多晶硅层进行刻蚀，以使第一区域40a的多晶硅层的厚度与第二区域40b的多晶硅层的厚度相同；对多晶硅层远离基底40的表层进行离子注入工艺。
在其他实施例中，还可以直接进行沉积工艺，形成不同区域厚度相同的场钝化层。
在进行离子注入工艺之后，在基底40朝向场钝化层423的方向上，第一区域40a的场钝化层423的顶层的平均掺杂浓度等于第二区域40b的场钝化层423的顶层的平均掺杂浓度；在进一步扩散之后，第一区域40a的场钝化层423的底面的表面掺杂浓度等于第二区域40b的场钝化层423的底面的表面掺杂浓度。
本实施例中，由于第一阻滞层422a较薄，在进行热处理工艺之后，第一阻滞层422a朝向基底40的表面的表面掺杂浓度较大，有利于保证第一阻滞层422a与基底40之间具有较大势垒，以及保证第一阻滞层422a和第一区域40a的场钝化层423具有较强的能带弯曲能力，进而保证载流子的有效传输以及保持载流子的选择性传输。
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发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
基底；
在所述基底上表面依次层叠的发射极、第一钝化膜、减反膜以及第一电极；在所述基底下表面依次层叠的隧穿层、阻滞层、场钝化层、第二钝化膜以及第二电极，所述阻滞层用于阻滞所述场钝化层中的掺杂离子向所述基底迁移，所述阻滞层包括与所述第二电极投影重合的第一阻滞层和投影错位的第二阻滞层，至少所述第二阻滞层为本征半导体；
在垂直于所述基底表面的方向上，所述第一阻滞层的厚度小于所述第二阻滞层的厚度，所述第一阻滞层远离所述基底的表面平齐于所述第二阻滞层远离所述基底的表面，与所述第二电极投影重合的所述隧穿层的厚度大于与所述第二电极投影错位的所述隧穿层的厚度。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，与所述第二电极投影重合的所述隧穿层具有靠近所述基底的第一表面，与所述第二电极投影错位的所述隧穿层具有靠近所述基底的第二表面，所述第一表面与所述第二表面平齐。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，还包括：结合材料，位于所述隧穿层和所述阻滞层之间。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一阻滞层的材料类型与所述场钝化层的材料类型不同。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述阻滞层的材料类型包括金属氧化物、硅化物、盐类、有机物或金属中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二阻滞层的材料与所述场钝化层的材料为同一材料类型中的不同材料，或者，所述第二阻滞层的材料与所述场钝化层的材料相同。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述阻滞层为多层结构，所述多层结构中的多个膜层在垂直于所述基底表面的方向上依次层叠，不同膜层的材料相同或不同。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一阻滞层至少包括：朝向所述隧穿层的第一表层以及朝向所述场钝化层的第二表层，且所述第一表层的材料与所述第二表层的材料不同。
9.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
基底；
在所述基底上表面依次层叠的发射极、第一钝化膜、减反膜以及第一电极；在所述基底下表面依次层叠的隧穿层、阻滞层、场钝化层、第二钝化膜以及第二电极，所述阻滞层用于阻滞所述场钝化层中的掺杂离子向所述基底迁移，所述阻滞层包括与所述第二电极投影重合的第一阻滞层和投影错位的第二阻滞层，至少所述第二阻滞层为本征半导体；
在垂直于所述基底表面的方向上，所述第一阻滞层的厚度小于所述第二阻滞层的厚度，所述第一阻滞层朝向所述基底的表面平齐于所述第二阻滞层朝向所述基底的表面，与所述第二电极投影重合的所述场钝化层的厚度等于与所述第二电极投影错位的所述场钝化的厚度。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，与所述第二电极投影重合的所述场钝化层具有靠近所述基底的第三表面，与所述第二电极投影错位的所述场钝化层具有靠近所述基底的第四表面，沿所述第二电极指向所述第一电极的方向上，所述第三表面高于所述第四表面。
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