CN114899243A - 一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件 - Google Patents

一种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，该太阳能电池包括：半导体衬底，位于半导体衬底表面的第一掺杂结构和第二掺杂结构；第一掺杂结构包括依次设置在半导体衬底表面的电介质层和掺杂多晶硅层；第二掺杂结构包括第一硅掺杂层；覆盖第一掺杂结构和第二掺杂结构的钝化层，穿过钝化层与所述掺杂多晶硅层形成电连接的电极。本申请太阳能电池通过设置不同类型的第一掺杂结构和第二掺杂结构，第一掺杂结构的区域允许多数载流子通过而阻碍少数载流子通过，具有较好的金属接触和较低的金属区复合，第二掺杂结构的硅掺杂层避免了第二掺杂结构形成载流子复合中心，降低太阳能电池对光的吸收，从而提高太阳能电池的转换效率。

Description

一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件
技术领域
本申请涉及光伏电池技术领域，具体地讲，涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件。
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，现有钝化接触电池的转换效率有待提高，且不易量产。
因此，为了降低太阳能电池的金属接触区域的复合损失，有必要研究一种可以量产且提高转换效率的太阳能电池。
发明内容
鉴于此，本申请提出一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，该太阳能电池具有较好的金属接触和较低的金属区复合，同时光学吸收较少，能够有效提高太阳能电池的转化效率。
第一方面，本申请提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：
半导体衬底，
位于所述半导体衬底表面的第一掺杂结构和第二掺杂结构；
所述第一掺杂结构包括依次设置在所述半导体衬底表面的电介质层和掺杂多晶硅层；
所述第二掺杂结构包括第一硅掺杂层；
覆盖所述第一掺杂结构和第二掺杂结构的钝化层，穿过所述钝化层与所述掺杂多晶硅层形成电连接的电极。
第二方面，本申请提供一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
提供半导体衬底；
在所述半导体衬底表面形成第一掺杂结构和第二掺杂结构，其中，所述第一掺杂结构包括依次设置在半导体衬底表面的电介质层和掺杂多晶硅层，所述第二掺杂结构包括第一硅掺杂层；
在所述第一掺杂结构和第二掺杂结构表面形成钝化层；
在与所述第一掺杂结构对应的所述钝化层表面形成电极。
第三方面，本申请提供一种光伏组件，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第一方面所述的太阳能电池或根据第二方面所述的制备方法制得的太阳能电池。
本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：
本申请太阳能电池包括第一掺杂结构和第二掺杂结构，第一掺杂结构为电介质层和掺杂多晶硅层，电介质层和掺杂多晶硅层形成钝化接触结构，使得第一掺杂结构允许多数载流子通过而阻碍少数载流子通过，具有较好的金属接触和较低的金属区复合；第二掺杂结构包括第一硅掺杂层，第一硅掺杂层结构所处区域不会形成载流子复合中心，能够降低太阳能电池对光的吸收，本申请通过在半导体衬底表面设置不同类型的第一掺杂结构和第二掺杂结构，既能够具备较好的金属接触和较低的金属区复合，减少光学吸收，有效提高电池开路电压和短路电流，从而提高太阳能电池的转换效率。
本申请通过在半导体衬底表面形成第一掺杂结构和第二掺杂结构，第一掺杂结构为电极接触区域，第一掺杂结构包括电介质层和掺杂多晶硅层，第二掺杂结构为非电极接触区域，第二掺杂结构包括第一硅掺杂层，上述两种不同结构的掺杂层能够实现钝化接触结构的局域化，本申请的制备方法步骤简单，易于量产，能够减少光学吸收，具有较好的金属接触和较低的金属区复合，有效提高电池开路电压，进而提高电池的转换效率。
附图说明
为了更清楚的说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请太阳能电池的结构示意图一；
图2为本申请太阳能电池的结构示意图二；
图3为本申请太阳能电池的制备流程图；
图4为本申请在半导体衬底表面形成第一掺杂结构和第二掺杂结构的流程图；
图5为本申请在半导体衬底表面形成电介质层和非晶硅层后的结构示意图；
图6为本申请局部激光处理位置的结构示意图；
图7为本申请去除非预设区域的电介质层和非晶硅层后的结构示意图；
图8为本申请第一掺杂处理后的结构示意图一；
图9为本申请第一掺杂处理后的结构示意图二。
图中：100-半导体衬底；
200-电介质层；
300-非晶硅层；
400-多晶硅层；
500-掺杂多晶硅层；
600-第一硅掺杂层；
700-钝化层；
800-电极；
900-第二硅掺杂层。
具体实施方式
为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请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。
现有的太阳能电池中，钝化接触层中起场钝化作用的膜层可以是掺杂的多晶硅层（Poly-Si）或非晶硅层（Amorphous Silicon/a-Si），为了在金属电极覆盖区域，达到尽可能低的饱和复合电流密度，需要对Poly-Si进行重掺杂，以在衬底表面形成较明显的能带弯曲，对少数载流子实现场钝化，对多数载流子实现选择性传输，同时和金属电极之间形成良好的欧姆接触，保证多数载流子的有效传输。但是，重掺杂之后的Poly-Si吸光能力较强，会相应地减少进入太阳能电池体区的光子的总量，从而降低太阳能电池的短路电流和转换效率。
本申请提供一种太阳能电池，如图1所示，为本申请太阳能电池的结构示意图，包括半导体衬底100及半导体衬底100表面的第一掺杂结构和第二掺杂结构；
第一掺杂结构包括依次设置在半导体衬底100表面的电介质层200和掺杂多晶硅层500；
第二掺杂结构包括第一硅掺杂层600；
覆盖第一掺杂结构和第二掺杂结构的钝化层700，穿过钝化层700与掺杂多晶硅层500形成电连接的电极800。
在上述技术方案中，本申请太阳能电池包括第一掺杂结构和第二掺杂结构，第一掺杂结构包括电介质层200和掺杂多晶硅层500，电介质层200和掺杂多晶硅层500形成钝化接触结构，使得第一掺杂结构允许多数载流子通过而阻碍少数载流子通过，具有较好的金属接触和较低的金属区复合；第二掺杂结构包括第一硅掺杂层，第一硅掺杂层结构所处的区域不会形成载流子复合中心，能够降低电池对光的吸收，本申请通过在半导体衬底表面设置不同类型的第一掺杂结构和第二掺杂结构，既能够具备较好的金属接触和较低的金属区复合，又能够减少光学吸收，有效提高电池开路电压和短路电流，从而提高太阳能电池的转换效率。
在一些实施方式中，掺杂多晶硅层500包括第一掺杂元素，第一掺杂元素包括磷、硼和镓中的至少一种。
具体地，当第一掺杂元素为磷时，掺杂多晶硅层为掺磷多晶硅层，掺磷多晶硅层中磷的浓度为1e20 cm-3~1e21cm-3。掺磷多晶硅层中磷的浓度可以是1e20 cm-3、2e20 cm-3、5e20 cm-3、8e20 cm-3和1e21cm-3等，将掺磷多晶硅层中磷的浓度控制在上述范围内，有利于获得优异的钝化及金属接触性能，可以理解的是，掺磷多晶硅层中磷的浓度指的是掺磷多晶硅层中只占据硅晶格位置的掺杂元素磷的浓度。
当第一掺杂元素为硼时，掺杂多晶硅层为掺硼多晶硅层，掺硼多晶硅层中硼的浓度为8 e 19 cm-3~1 e 20cm-3，掺硼多晶硅层中硼的浓度可以是8e19 cm-3、9e19 cm-3和1e20cm-3等，将掺硼多晶硅层中硼的浓度控制在上述范围内，有利于获得优异的钝化性能，同时保证与金属电极的接触。
当第一掺杂元素为镓时，掺杂多晶硅层为掺镓多晶硅层，掺镓多晶硅层中镓的浓度为8e19cm-3~1e20cm-3，掺镓多晶硅层中硼的浓度可以是8e19 cm-3、9e19 cm-3和1e20cm-3等，将掺镓多晶硅层中镓的浓度控制在上述范围内，有利于获得优异的钝化性能，同时保证与金属电极的接触。
在一些实施方式中，第一硅掺杂层600包含第二掺杂元素，第二掺杂元素包括磷、硼和镓中的至少一种。
具体地，当第二掺杂元素为磷时，第一硅掺杂层为磷掺杂层，磷掺杂层中磷的浓度为1e20 cm-3~1e21cm-3，磷掺杂层中磷的浓度可以是1e20 cm-3、2e20 cm-3、5e20 cm-3、8e20cm-3和1e21cm-3等，将磷掺杂层中磷的浓度控制在上述范围内，有利于在该区域获得较优异的钝化性能。
当第二掺杂元素为硼时，第一硅掺杂层600为硼掺杂层，硼掺杂层中硼的浓度为8e 18cm-3~1 e 20cm-3，硼掺杂层中硼的浓度可以是8 e 18cm-3、1 e 19cm-3、5 e 19cm-3、8 e19m-3和1 e 20cm-3等，将硼掺杂层中硼的浓度控制在上述范围内，具有优异的钝化性能。
可以理解的，当第一掺杂元素和第二掺杂元素均为硼元素时，第二掺杂结构中硼的浓度小于第一掺杂结构中硼的浓度，这是由于高浓度的掺杂有利于提高导电性，使得高浓度掺杂的第一掺杂结构与电极接触形成钝化金属接触结构，且能够保证第一掺杂结构与电极形成良好的接触，而第二掺杂结构能够保证载流子的横向运输即可，其掺杂元素的浓度低于第一掺杂结构。
当第二掺杂元素为镓时，第一硅掺杂层600为镓掺杂层，镓掺杂层中镓的浓度为8e18cm-3~1e20cm-3，镓掺杂层中镓的浓度可以是8e18 cm-3、1e19 cm-3、8e19 cm-3、9e19 cm-3和1e20cm-3等，将镓掺杂层中镓的浓度控制在上述范围内，有利于获得优异的钝化性能，同时保证与金属电极的接触。
在一些实施方式中，掺杂多晶硅层500还包含第三掺杂元素，第三掺杂元素还包括碳、氮和氧中的至少一种，加入上述元素使得掺杂多晶硅层500更耐化学腐蚀，增加多晶硅与非晶硅之间的化学腐蚀差异。
在一些实施方式中，掺杂多晶硅层500中第三掺杂元素的浓度为1e18cm-3~1e19cm-3，掺杂多晶硅层500中第三掺杂元素的浓度具体可以是1e18cm-3、2e18cm-3、3e18cm-3、4e18cm-3、5e18cm-3、6e18cm-3、7e18cm-3、8e18cm-3、9e18cm-3和1e19cm-3等，控制第三掺杂元素的浓度在上述范围内，有利于保证多晶硅的耐腐蚀性，同时又不影响后续掺杂。
在一些实施方式中，当第三掺杂元素为氧时，掺杂多晶硅层500中氧的浓度为1e18~5e18cm-3，掺杂多晶硅层500中氧的浓度具体可以是1e18 cm-3、2e18 cm-3、3e18 cm-3、4e18cm-3和5e18cm-3等，将掺杂多晶硅层500中氧的浓度控制在上述范围内，有利于增强多晶硅的耐腐蚀性。
在一些实施方式中，当第三掺杂元素为碳时，掺杂多晶硅层500中碳的浓度为1e18~1e19cm-3，掺杂多晶硅层500中碳的浓度具体可以是1e18 cm-3、3e18 cm-3、5e18 cm-3、7e18cm-3和1e19cm-3等，将掺杂多晶硅层500中碳的浓度控制在上述范围内，有利于改善多晶硅的性质，增加耐腐蚀性，同时不会增加硅片的复合。
在一些实施方式中，当掺杂元素为氮时，掺杂多晶硅层500中氮的浓度为1e18~5e18cm-3，掺杂多晶硅层500中氮的浓度具体可以是1e18 cm-3、2e18 cm-3、3e18 cm-3、4e18cm-3和5e18cm-3等，将掺杂多晶硅层500中氮的浓度控制在上述范围内，有利于增加多晶硅的耐腐蚀性。
在一些实施方式中，掺杂多晶硅层500的方阻为80Ω~200Ω，掺杂多晶硅层500的方阻具体为80Ω、90Ω、100Ω、110Ω、120Ω、130Ω、140Ω、150Ω、16Ω、170Ω、180Ω、190Ω和200Ω等，掺杂多晶硅层500的方阻小于80Ω，会出现介质层被破坏情况，导致钝化性能较差，掺杂多晶硅层500的方阻大于200Ω，使得金属接触较差，进而影响电池性能。
在一些实施方式中，掺杂多晶硅层500的反向饱和电流密度小于10fA/cm2，掺杂多晶硅层500的反向饱和电流密度具体可以是5 fA/cm2、6 fA/cm2、7 fA/cm2、8 fA/cm2、和9fA/cm2等。
在一些实施方式中，钝化层700在第一掺杂结构表面的厚度与钝化层700在第二掺杂结构表面的厚度的差值小于等于400nm。
在一些实施方式中，如图2所示，钝化层700在第一掺杂结构表面的厚度与钝化层700在第二掺杂结构表面的厚度的差值为零，即在第一掺杂结构和第二掺杂结构表面形成的钝化层的厚度相同。
在一些实施方式中，如图1所示，钝化层700在第一掺杂结构表面的厚度与钝化层700在第二掺杂结构表面的厚度的差值为0~400nm（不包括0），钝化层700在第一掺杂结构表面的厚度与钝化层700在第二掺杂结构表面的厚度的差值具体可以是5 nm、10 nm、20 nm、50 nm、100 nm、200 nm、300 nm和400 nm等，即钝化层的上表面在任意位置均处于同一水平面，位于第一掺杂结构区域的钝化层的下表面与位于第二掺杂结构区域的钝化层的下表面不在同一水平面，其存在高度差。
在一些实施方式中，半导体衬底100与电介质层200之间还设有第二硅掺杂层900。
在一些实施方式中，第二硅掺杂层900包含第四掺杂元素，第四掺杂元素包括硼、镓和磷中的至少一种。
在一些实施方式中，第二硅掺杂层900的第四掺杂元素的浓度由第二掺杂结构指向第一掺杂结构的方向逐渐减小，即第二硅掺杂层900的第四掺杂元素的浓度由中心位置至边缘位置的方向逐渐增大。
在一些实施方式中，第二硅掺杂层900的中心位置不含有掺杂元素或掺杂元素的浓度很低，不含有掺杂元素或掺杂元素浓度很低的面积在第二硅掺杂层900中的面积占比为40%~60%，不含有掺杂元素的面积在第二硅掺杂层中的面积占比具体可以是40%、45%、50%、55%和60%等。
在一些实施方式中，第二硅掺杂层900中第四掺杂元素的浓度小于等于1e20cm-3，第二硅掺杂层900的第四掺杂元素的浓度具体可以是0、1cm-3、1e5cm-3、1e10cm-3、1e15cm-3、1e18cm-3、1e19cm-3和1e20cm-3等，将第二硅掺杂层900的第四掺杂元素的浓度控制在上述范围内，有利于电子的横向传输。可以理解的，上述不为0的浓度值主要指的是第二硅掺杂层900边缘位置的掺杂浓度。
第二方面，本申请实施例提供一种太阳能电池的制备方法，如图3所示，为本申请太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤S100、提供半导体衬底100；
步骤S200、在半导体衬底100表面形成第一掺杂结构和第二掺杂结构，其中，所述第一掺杂结构包括依次设置在半导体衬底100表面的电介质层200和掺杂多晶硅层500，第二掺杂结构包括第一硅掺杂层600；
步骤S300、在第一掺杂结构和第二掺杂结构表面形成钝化层700；
步骤S400、在与第一掺杂结构对应的钝化层700表面形成电极800。
在上述步骤中，本申请通过在半导体衬底100表面形成第一掺杂结构和第二掺杂结构，第一掺杂结构为电极接触区域，第一掺杂结构包括电介质层200和掺杂多晶硅层500，第二掺杂结构为非电极接触区域，第二掺杂结构包括第一硅掺杂层，上述两种不同结构的掺杂层能够实现钝化接触结构的局域化，本申请的制备方法步骤简单，易于量产，能够减少光学吸收，具有较好的金属接触和较低的金属区复合，有效提高电池开路电压，进而提高电池的转换效率。
在一些实施方式中，半导体衬底100表面指的是正面和/或背面，具体地，半导体衬底100的正面为面向太阳的表面，背面即为背对太阳的表面，电介质层200和非晶硅层300即可以形成在半导体衬底100的正面，还可以形成于半导体衬底100的背面，还可以在半导体衬底100的正面和背面均有设置，具体地，本申请不做限制。
下面，以半导体衬底100的正面为例，将结合本发明实施例中的附图，对本申请太阳能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、提供半导体衬底100。
在一些实施方式中，本申请的半导体衬底100可以是N型衬底，也可以是P型衬底。
在一些实施方式中，半导体衬底100的厚度为110um~250um，具体地，半导体衬底100的厚度可以是110 um、120 um、140 um、150 um、160 um、170 um、180 um、180 um、190um、200 um、210 um、220 um、230 um、240 um、250 um等，本申请实施例对于半导体衬底100的厚度不作限定。
步骤S200、在半导体衬底正面100形成第一掺杂结构和第二掺杂结构，其中，第一掺杂结构包括依次设置在半导体衬底100表面的电介质层200和掺杂多晶硅层500，第二掺杂结构包括第一硅掺杂层600。
具体地，如图4所示，为半导体衬底100表面形成第一掺杂结构和第二掺杂结构的流程图，在半导体衬底100正面形成第一掺杂结构和第二掺杂结构的方法包括：
步骤S201、在半导体衬底100的表面依次形成电介质层200和非晶硅层300，如图5所示，为在半导体衬底100正面形成电介质层和非晶硅层后的结构示意图。
在一些实施方式中，电介质层200包括氧化硅、氧化铪、氧化钛、氮化硅、氮氧化硅或氧化铝中的至少一种或多种的组合。
在一些实施方式中，电介质层200的制备方法不做限制，包括但不限于化学气相沉积法（CVD）、物理气相沉积法（PVD)、湿化学氧化法和高温热氧法中的至少一种。
在一些实施方式中，电介质层200的制备温度为200℃~700℃，电介质层200的生长温度具体可以是200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃和700℃等。
在一些实施方式中，电介质层200的厚度为0.5 nm~1.5nm，电介质层200的厚度具体可以是0.5 nm、0.6 nm、0.7 nm、0.8 nm、0.9 nm、1.0 nm、1.1 nm、1.2 nm、1.3 nm、1.4 nm和1.5 nm等。
在一些实施方式中，非晶硅层300采用低压力化学气相沉积法（LPCVD）、低压力化学气相沉积（PECVD）和物理气相沉积（PVD）中的至少一种。
在一些实施方式中，非晶硅层300的厚度为30nm~300nm，非晶硅层300的厚度具体可以是30 nm、40nm、50nm、60 nm、70 nm、80 nm、90 nm、100 nm、150 nm、200 nm、250 nm和300 nm等。
在一些实施方式中，非晶硅层300的折射率为4.1~4.4，非晶硅层300的折射率具体可以是4.1、4.2、4.3和4.4等。
步骤S202、在非晶硅层300表面进行局部激光处理形成与预设区域对应的多晶硅层400。
在一些实施方式中，如图6所示，沿图6中箭头所指区域进行局部激光处理形成预设区域的多晶硅层400，上述预设区域为电极设置的区域，本申请利用非晶硅在激光作用下的热效应，在预设区域进行局部激光处理，激光处理的区域晶化形成多晶硅，即形成电极图形的多晶硅结构。局部激光处理相比于现有的掩膜版的处理方法，本申请的局部激光处理工艺简单，产能高，易量产。
在一些实施方式中，激光处理所采用的激光为准分子激光，准分子激光的波长为250nm~600nm，准分子激光的波长具体可以是250 nm、260 nm、270 nm、280 nm、290 nm、300nm、330 nm、350 nm、400 nm、480 nm、500 nm和600 nm等。
在一些实施方式中，激光处理的功率为150 mJ/cm2~500 mJ/cm2，激光处理的功率具体可以是150 mJ/cm2、170 mJ/cm2、200 mJ/cm2、250 mJ/cm2、280 mJ/cm2、300 mJ/cm2、330mJ/cm2、350 mJ/cm2、380 mJ/cm2、400 mJ/cm2、450 mJ/cm2和500 mJ/cm2等。
在一些实施方式中，激光处理的频率为0.5Hz~60 Hz，激光处理的频率具体可以是0.5 Hz、1 Hz、5 Hz、10 Hz、15 Hz、20 Hz、25 Hz、30 Hz、35 Hz、40 Hz、45 Hz、50 Hz、55 Hz和60 Hz等。
在一些实施方式中，激光处理的脉冲辐照数为1~300次，激光处理的脉冲辐照数具体可以是1次、10次、50次、100次、150次、200次、250次和300次等。
在一些实施方式中，激光处理形成的多晶硅层400的晶体化体积分数为10%~100%，多晶硅的晶体化体积分数指的是激光处理后非晶硅转换为多晶硅的晶化程度，即此状态下已结晶硅的含量占比，激光处理形成的多晶硅的晶体化体积分数具体可以是10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%等，在此范围内，有利于区分多晶硅与非晶硅的差异，有助于更好的选择性腐蚀。优选地，多晶硅的晶体化体积分数为50%~80%，更优选地，多晶硅的晶体化体积分数为60%。
在一些实施方式中，激光处理形成的多晶硅层400的折射率为3.6~3.8，激光处理形成的多晶硅层400的折射率具体可以是3.6、3.7和3.8等，将多晶硅层的折射率控制在上述范围内，多晶硅结晶程度较好，且不会出现很严重的吸光，具有较好的钝化性能。
在一些实施方式中，还包括对预设区域进行第二掺杂处理的步骤。
可以理解的，第二掺杂处理的顺序不作限制，第二掺杂处理既可以与局部激光处理同时进行，还可以在局部激光处理之后再进行。
在一些实施方式中，第二掺杂处理的掺杂源包括碳源、氮源、氧源、磷源和硼源中的至少一种。典型并非限制性的，碳源例如可以是CH4、C2H6和C3H8中的至少一种，氮源例如可以是NH4，氧源可以是O2和O3中的至少一种，磷源例如可以是PH3，硼源例如可以是BCl3、B2H4中的至少一种。
采用上述掺杂源对预设区域进行第二掺杂处理，使得多晶硅的性质发生改变，达到改性的目的，从而增大多晶硅和非晶硅在化学溶液中的腐蚀速度。
第二掺杂处理的通入流量是10 mL/min~1000 mL/min，第二掺杂处理的通入流量具体可以是10 mL/min、50mL/min、100mL/min、200mL/min、300mL/min、400mL/min、500mL/min、600mL/min、700mL/min、800mL/min、900mL/min和1000mL/min等。
第二掺杂处理的时间为1min~20min，第二掺杂处理的时间具体可以是1min、5min、10min、12min、15min、18min和20min等。
第二掺杂处理的温度为25℃~200℃，第二掺杂处理的温度具体可以是25℃、50℃、75℃、100℃、125℃、150℃、175℃和200℃等，第二掺杂处理的温度低于25℃，则导致掺杂效果太差，第一掺杂处理的温度高于200℃，造成半导体衬底损伤严重。
步骤S203、去除非预设区域的电介质层200和非晶硅层300，去除后的结构如图7所示。
在上述步骤中，利用多晶硅和非晶硅在化学溶液中腐蚀速率的差异，采用化学溶液腐蚀的方法去除非预设区域的电介质层200和非晶硅层300。
在一些实施方式中，上述化学溶液包括HF、NaOH、KOH和四甲基氢氧化铵（TMAH）中的至少一种，多晶硅在上述化学溶液中的腐蚀速度小于非晶硅在上述化学溶液中的腐蚀速度。
步骤S204、对第一掺杂结构和第二掺杂结构表面进行第一掺杂处理，使得多晶硅层400转变为掺杂多晶硅层500，非预设区域的半导体衬底100表面形成第一硅掺杂层600。
在上述步骤中，本申请通过局部形成重掺杂的多晶硅层400，多晶硅层400和电极之间形成良好的欧姆接触，保证多数载流子的有效传输，提高钝化效果的同时提高电池的转化效率。
在一些实施方式中，第一掺杂处理的掺杂源为硼源、镓源和磷源中的一种，具体地，硼源例如可以是BCl3、BBr3和B2H4和有机硼源中的至少一种，镓源例如可以是三甲基镓，磷源例如可以是POCl3、PH3和有机磷源中的至少一种。
在一些实施方式中，第一掺杂处理的温度为800℃~1200℃，第一掺杂处理的时具体可以是800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1500℃和1200℃等，第一掺杂处理的温度小于800℃，则硼元素或磷元素很难掺入硅中，第一掺杂处理的温度大于1200℃，则会超过掺杂的极限温度。
在一些实施方式中，第一掺杂处理的时间为20min~90min，第一掺杂处理的时间具体可以是20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min和90min等。
在一些实施方式中，第一掺杂处理的保护氛围包括Ar、O2和N2中的至少一种。
在一些实施方式中，如图8所示，当对第一掺杂结构和第二掺杂结构表面进行第一掺杂处理时，电介质层200的底部会形成第二硅掺杂层900。可以理解的，第二硅掺杂层900是在第一掺杂处理过程中，第一掺杂硅层400向电介质层200方向的半导体衬底100扩散得到的，即第二硅掺杂层900的掺杂浓度自第二掺杂结构方向至第一掺杂结构方向浓度逐渐降低。
在一些实施方式中，在第一掺杂处理的过程中，经扩散得到的第二硅掺杂层900的中心位置不含有掺杂元素或掺杂浓度很低，其形成的结构如图9所示，不含有掺杂元素或掺杂浓度很低的面积在第二硅掺杂层900中的面积占比为40%~60%，不含有掺杂元素的面积在第二硅掺杂层900中的面积占比具体可以是40%、45%、50%、55%和60%等。可以理解的，由于电介质层200的存在，不利于扩散的发生，导致第二硅掺杂层900的中心位置不含有掺杂元素或掺杂的浓度很低。
在一些实施方式中，经第一掺杂处理得到的第二硅掺杂层900中掺杂元素的浓度小于等于2e19cm-3，其掺杂元素也包括硼、镓或磷中的至少一种，第二硅掺杂层900中掺杂元素的浓度可以是0cm-3、1e15cm-3、1e10cm-3、1e15cm-3、5e16cm-3、1e17cm-3、1e18cm-3、1e19cm-3和2e19cm-3等，将第二硅掺杂层中掺杂元素的浓度控制在上述范围内，有利于电子的横向传输。可以理解的，上述不为0的浓度值主要指的是第二硅掺杂层900边缘位置掺杂元素的浓度。
在一些实施方式中，在第一掺杂处理的过程中，当第一掺杂处理的掺杂源浓度较低时，其在电介质层200的底部不会进行掺杂，即不存在第二硅掺杂层，此时经第一掺杂处理后的结构如图9所示。
在步骤S200中，首先，本申请利用局部激光处理使得预设区域的非晶硅晶化形成多晶硅，非激光处理的区域（即非预设区域）仍为本征非晶硅，然后，利用多晶硅和非晶硅在化学溶液中腐蚀速率的差异，采用化学溶液腐蚀的方法去除非激光处理区域的电介质层和非晶硅层300，最后，通过第一掺杂处理一步实现在金属电极接触的区域形成掺杂多晶硅层400，在非金属电极接触的区域形成第一硅掺杂层。本申请通过局部激光处理和一步掺杂，实现局域化的多晶硅结构，制备方法简单，易于量产。
步骤S300、在第一掺杂结构和第二掺杂结构表面形成钝化层700。
在一些实施方式中，钝化层700可以包括但不限于氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等单层或含氮和磷的氧化层结构。当然，钝化层700还可以采用其他类型的钝化层700，本发明对于钝化层700的具体材质不作限定，例如，在其他实施例中，钝化层700还可以为二氧化硅和氮化硅的含氮和磷的氧化层等。上述钝化层700能够对半导体衬底100产生良好的钝化效果，有助于提高电池的转换效率。
在一些实施方式中，在形成钝化层700的过程中，钝化层700在第一掺杂结构表面的厚度与钝化层700在第二掺杂结构表面的厚度的差值小于等于400nm。
在一些实施方式中，钝化层700在第一掺杂结构表面的厚度与钝化层700在第二掺杂结构表面的厚度的差值为零，即在第一掺杂结构和第二掺杂结构表面形成的钝化层700的厚度相同。
在一些实施方式中，钝化层700在第一掺杂结构表面的厚度与钝化层700在第二掺杂结构表面的厚度的差值为0~400nm（不包括0），钝化层700在第一掺杂结构表面的厚度与钝化层700在第二掺杂结构表面的厚度的差值具体可以是5 nm、10 nm、20 nm、50 nm、100nm、200 nm、300 nm和400 nm等，即钝化层700的上表面在任意位置均处于同一水平面，位于第一掺杂结构区域的钝化层700的下表面与位于第二掺杂结构区域的钝化层的下表面不在同一水平面，其存在高度差，可以理解的是，上述差值主要是局部激光处理和局部化学溶液处理的工艺形成。
本发明实施例中不限定第一钝化层700、第二钝化层700的具体类型，例如可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化锌和氧化铟锡中的一种或多种的组合。
步骤S400、在钝化层700的表面形成电极800。
在一些实施方式中，在半导体衬底100表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电极800，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电极800和第二电极800的具体材质。例如，第一电极800为银电极800或银/铝电极800，第二电极800为银电极800。
第三方面，本发明实施例还提供一种光伏组件，包括依次层叠设置盖板、封装材料层和太阳能电池串，将上述部件形成层叠结构并对层叠结构进行层压处理得到光伏组件。
在一些实施方式中，光伏组件包括多个太阳能电池串，每个太阳能电池串包括通过导电带连接的多个太阳能电池，太阳能电池可以是上述所述的太阳能电池或上述所述的制备方法制得的太阳能电池。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括：
半导体衬底；
位于所述半导体衬底表面的第一掺杂结构和第二掺杂结构；
所述第一掺杂结构包括依次设置在所述半导体衬底表面的电介质层和掺杂多晶硅层；
所述第二掺杂结构包括第一硅掺杂层；
覆盖所述第一掺杂结构和第二掺杂结构的钝化层，穿过所述钝化层与所述掺杂多晶硅层形成电连接的电极。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述半导体衬底与所述电介质层之间还设有第二硅掺杂层，所述第二硅掺杂层的掺杂浓度由第二掺杂结构指向第一掺杂结构的方向逐渐减小；和/或第二硅掺杂层中掺杂浓度小于等于1e20cm-3。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述掺杂多晶硅层包含第一掺杂元素，所述第一掺杂元素包括磷、硼和镓中的至少一种，所述掺杂多晶硅层中磷的浓度为1e20 cm-3~1e21cm-3；或所述掺杂多晶硅层中硼的浓度为8 e 19 cm-3~1 e 20cm-3；或所述掺杂多晶硅层中镓的浓度为8 e 19 cm-3~1 e 20cm-3。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一硅掺杂层包含第二掺杂元素，所述第二掺杂元素包括磷、硼和镓中的至少一种，所述第一硅掺杂层中磷的浓度为1e20 cm-3~1e21cm-3；或所述第一硅掺杂层中硼的浓度为8 e 18cm-3~1 e 20cm-3；或所述第一硅掺杂层中镓的浓度为8 e 18cm-3~1 e 20cm-3。
5.根据权利要求3 所述的电池，其特征在于，所述掺杂多晶硅层还包含第三掺杂元素，所述第三掺杂元素包括碳、氮和氧中的至少一种；和/或所述掺杂多晶硅层中第三掺杂元素的浓度为1e18cm-3~1e19cm-3。
6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述钝化层在所述第一掺杂结构表面的厚度与所述钝化层在所述第二掺杂结构表面的厚度的差值小于等于400nm。
7.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供半导体衬底；
在所述半导体衬底表面形成第一掺杂结构和第二掺杂结构，其中，所述第一掺杂结构包括依次设置在半导体衬底表面的电介质层和掺杂多晶硅层，所述第二掺杂结构包括第一硅掺杂层；
在所述第一掺杂结构和第二掺杂结构表面形成钝化层；
在与所述第一掺杂结构对应的所述钝化层表面形成电极。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述半导体衬底表面形成第一掺杂结构和第二掺杂结构包括：
在所述半导体衬底表面依次形成电介质层和非晶硅层；
在所述非晶硅层表面进行局部激光处理形成与预设区域对应的多晶硅层；
去除非预设区域的所述电介质层和所述非晶硅层；
对所述第一掺杂结构和第二掺杂结构表面进行第一掺杂处理，使得所述多晶硅层转变为掺杂多晶硅层，非预设区域的半导体衬底表面形成所述第一硅掺杂层。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对所述非晶硅层表面进行局部激光处理的同时还包括对所述非晶硅层进行第二掺杂处理的步骤；或在对所述非晶硅层表面进行局部激光处理之后还包括对所述非晶硅层进行第二掺杂处理的步骤；
所述第二掺杂处理的掺杂源元素包括碳源、氮源、氧源、磷源和硼源中的至少一种。
10.一种光伏组件，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根据权利要求1~6任一项所述的太阳能电池或根据权利要求7~9任一项所述的制备方法制得的太阳能电池。
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