CN115000213B - 光伏电池及其制造方法、光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例涉及太阳能领域，提供一种光伏电池及其制造方法、光伏组件，光伏电池包括：基底；钝化层，位于基底一侧的表面上，沿垂直于基底指向钝化层的方向上，钝化层包括相邻的第一区和第二区；其中，第一区和第二区中掺杂有相同类型的掺杂元素，第二区具有远离基底的参考面，沿参考面的中心指向第一区的方向上，以及沿参考面的中心指向第二区内部的方向上，掺杂元素在第二区中的掺杂浓度均呈逐渐降低的趋势，且掺杂元素在第一区中的掺杂浓度小于等于在第二区中的最小掺杂浓度。本申请实施例至少有利于在降低第一区对光的吸收率的同时，提高钝化层对基底的钝化效果，以提高光伏电池的光电转换效率。

Description

光伏电池及其制造方法、光伏组件
技术领域
本申请实施例涉及太阳能领域，特别涉及一种光伏电池及其制造方法、光伏组件。
背景技术
光伏电池是一种将太阳能转化为电能的半导体器件。为有效降低表面复合和金属接触复合，越来越多的厂家开始应用基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触太阳能电池技术。由于需要兼备电极与基底之间的良好的欧姆接触，以及提高在太阳光入射部位的短波段的光谱响应，希望钝化层中与电极正对的区域高掺杂浓度，钝化层中被光照的区域低掺杂浓度。
然而，由于掺杂工艺的影响，钝化层中掺杂元素的浓度存在突变现象，使得掺杂元素浓度高的区域到掺杂元素浓度低的区域之间的电势差突变，影响钝化层对基底的钝化效果。
发明内容
本申请实施例提供一种光伏电池及其制造方法、光伏组件，至少有利于在降低第一区对光的吸收率的同时，提高钝化层对基底的钝化效果，以提高光伏电池的光电转换效率。
根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种光伏电池，包括：基底；钝化层，位于所述基底一侧的表面上，沿垂直于所述基底指向所述钝化层的方向上，所述钝化层包括相邻的第一区和第二区；其中，所述第一区和所述第二区中掺杂有相同类型的掺杂元素，所述第二区具有远离所述基底的参考面，沿所述参考面的中心指向所述第一区的方向上，以及沿所述参考面的中心指向所述第二区内部的方向上，所述掺杂元素在所述第二区中的掺杂浓度均呈逐渐降低的趋势，且所述掺杂元素在所述第一区中的掺杂浓度小于等于在所述第二区中的最小掺杂浓度。
在一些实施例中，所述第二区包括：第三区、第四区以及第五区，所述掺杂元素在所述第三区的掺杂浓度、在所述第四区中的掺杂浓度以及在所述第五区中的掺杂浓度依次减小；其中，所述第三区包括所述参考面的中心区域，且所述第三区朝向所述第二区内部凸起；所述第四区包括剩余所述参考面的部分区域，且覆盖所述第三区除所述参考面的中心区域之外的其他表面；剩余所述第二区作为所述第五区。
在一些实施例中，所述光伏电池还包括：电极，至少位于所述参考面的部分区域。
在一些实施例中，所述掺杂元素在所述第二区中的掺杂浓度最大值与在所述第一区中的掺杂浓度最大值的比值范围为3～4。
在一些实施例中，所述掺杂元素在所述第一区中的掺杂浓度范围为1×1020atom/cm3～1.5×1020atom/cm3，所述掺杂元素在所述第二区中的掺杂浓度最大值的范围为3×1020atom/cm3～4×1020atom/cm3，且所述掺杂元素在所述第二区中的掺杂浓度最小值的范围为1×1020atom/cm3～1.5×1020atom/cm3。
在一些实施例中，所述第一区中的晶粒尺寸大于所述第二区中的晶粒尺寸。
在一些实施例中，所述第一区中的晶粒尺寸与所述第二区中的晶粒尺寸的比值范围为10～30。
在一些实施例中，所述第一区中的晶粒尺寸为100nm～300nm，所述第二区中的晶粒尺寸为10nm～30nm。
在一些实施例中，所述第一区中的晶界数量小于所述第二区中的晶界数量。
在一些实施例中，所述第二区中的晶界数量与所述第一区中的晶界数量的比值范围为20～100。
在一些实施例中，所述第一区中的晶界数量为5～10个/um2，所述第二区中的晶界数量为100～500个/um2。
在一些实施例中，所述第一区中的位错密度小于所述第二区中的位错密度。
根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种光伏电池的制造方法，包括：提供基底；在所述基底一侧的表面形成初始钝化层；采用掺杂工艺对所述初始钝化层的不同区域进行不同的处理，以形成钝化层，且沿垂直于所述基底指向所述钝化层的方向上，所述钝化层包括相邻的第一区和第二区；其中，所述第一区和所述第二区中掺杂有相同类型的掺杂元素，所述第二区具有远离所述基底的参考面，沿所述参考面的中心指向所述第一区的方向上，以及沿所述参考面的中心指向所述第二区内部的方向上，所述掺杂元素在所述第二区中的掺杂浓度均呈逐渐降低的趋势，且所述掺杂元素在所述第一区中的掺杂浓度小于等于在所述第二区中的最小掺杂浓度。
在一些实施例中，形成所述钝化层的步骤包括：采用第一掺杂工艺对所述初始钝化层进行处理以形成初始第一区，使得所述初始第一区中掺杂有所述掺杂元素；采用激光掺杂工艺对所述初始第一区的部分区域进行处理，使得所述初始第一区的部分区域转化为所述第二区，剩余所述初始第一区作为所述第一区。
根据本申请一些实施例，本申请实施例又一方面还提供一种光伏组件，包括：电池串，由多个上述任一所述的光伏电池连接形成，或者由多个上述任一所述的光伏电池的制造方法制造的光伏电池连接形成；封装胶膜，用于覆盖所述电池串的表面；盖板，用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
钝化层中，沿第一区指向第二区的方向上，第二区中的掺杂元素的掺杂浓度呈现缓缓升高的趋势，且掺杂元素在第一区中的掺杂浓度小于在第二区中的最小掺杂浓度，意味着从第一区到第二区的过程中以及第二区中，载流子传输的势垒均是缓缓变小的，不存在突变，则第二区中拥有更宽的耗尽区宽度，使得少数载流子寿命时间延长，更多的少数载流子能被第二区收集。如此，有利于降低少数载流子的消耗，以增强第二区对基底的钝化效果，从而有利于降低电极与基底之间的复合电流密度，从而有利于提高光伏电池的光电转换效率，以提高光伏电池的开路电压和饱和电流。
而且，沿第二区内部指向参考面的中心的方向上，第二区中的掺杂元素的掺杂浓度也呈现缓缓升高的趋势，意味着从第二区到电极的过程中，载流子传输的势垒也是缓缓变小的，有利于降低多数载流子的传输阻力，以提高多数载流子在第二区和电极之间的传输效率，从而进一步提高光伏电池的光电转换效率。
此外，第二区的参考面用于与电极接触，在保证第二区与电极接触处的掺杂元素浓度较高的同时，保证第一区中掺杂元素的掺杂浓度较低。如此，一方面，有利于使得第二区的材料更匹配电极的接触，以降低第二区与电极之间的接触电阻，以提高多数载流子在第二区和电极之间的传输效率，从而提高光伏电池的填充因子；另一方面，有利于降低第一区中掺杂元素的掺杂浓度，以减少第一区对光的吸收率，提高光伏电池对光的利用率。
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，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，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为本申请一实施例提供的光伏电池的结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的光伏电池中掺杂元素在第一区、第二区以及基底中的掺杂浓度变化曲线图；
图3至图4为本申请另一实施例提供的光伏电池的制造方法各步骤对应的结构示意图；
图5为本申请又一实施例提供的光伏组件的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，在降低钝化层对光的吸收率的同时，钝化层对基底的钝化效果有待提高，光伏电池的光电转换效率有待提高。
经分析发现，为提高光伏电池的光电转换效率，一方面需要钝化层中掺杂元素在未与电极接触的区域的掺杂浓度低，以减少该区域对光的吸收率；另一方面需要钝化层中掺杂元素在与电极接触的区域的掺杂浓度高，使钝化层与电极之间形成欧姆接触，降低钝化层与电极之间的接触电阻。
然而，由于掺杂元素在未与电极接触的区域和与电极接触的区域之间的浓度差较大，使得掺杂元素在未与电极接触的区域和与电极接触的区域之间存在突变现象，使得两个区域之间的电势差突变，不仅载流子容易在两个区域中复合，还增大了载流子从未与电极接触的区域向与电极接触的区域迁移的阻力，从而会降低载流子在钝化层中的传输效率。
本申请实施提供一种光伏电池及其制造方法、光伏组件，光伏电池中，沿第一区指向第二区的方向上，掺杂元素的掺杂浓度呈现缓缓升高的趋势，则载流子传输的势垒是缓缓变小的，不存在突变，使得第二区中拥有更宽的耗尽区宽度，有利于延长少数载流子的寿命，以使更多的少数载流子能被第二区收集。如此，有利于降低少数载流子的消耗，以增强第二区对基底的钝化效果，从而有利于降低电极与基底之间的复合电流密度，从而有利于提高光伏电池的光电转换效率，以提高光伏电池的开路电压和饱和电流。而且，沿第二区内部指向参考面的中心的方向上，第二区中的掺杂元素的掺杂浓度也呈现缓缓升高的趋势，意味着从第二区到电极的过程中，载流子传输的势垒也是缓缓变小的，有利于逐步降低多数载流子的传输阻力，以提高多数载流子在第二区和电极之间的传输效率。
此外，第二区的参考面用于与电极接触，在保证第二区与电极接触处的掺杂元素浓度较高的同时，保证第一区中掺杂元素的掺杂浓度较低。如此，一方面，有利于降低第二区与电极之间的接触电阻，以提高光伏电池的填充因子；另一方面，有利于降低第一区中掺杂元素的掺杂浓度，以减少第一区对光的吸收率，提高光伏电池对光的利用率。
下面将结合附图对本申请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，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请实施例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，也可以实现本申请实施例所要求保护的技术方案。
本申请一实施例提供一种光伏电池，以下将结合附图对本申请一实施例提供的光伏电池进行详细说明。图1为本申请一实施例提供的光伏电池的结构示意图；图2为本申请一实施例提供的光伏电池中掺杂元素在第一区、第二区以及基底中的掺杂浓度变化曲线图。
参考图1，光伏电池包括：基底100；钝化层101，位于基底100一侧的表面上，沿垂直于基底100指向钝化层101的方向X上，钝化层101包括相邻的第一区111和第二区121；其中，第一区111和第二区121中掺杂有相同类型的掺杂元素，第二区121具有远离基底100的参考面a，沿参考面a的中心指向第一区111的方向上，以及沿参考面a的中心指向第二区121内部的方向Y上，掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度均呈逐渐降低的趋势，且掺杂元素在第一区111中的掺杂浓度小于等于在第二区121中的最小掺杂浓度。
可以理解的是，一方面，沿第一区111指向第二区121的方向上，即方向X上，第二区121中的掺杂元素的掺杂浓度呈现缓缓升高的趋势，则从第一区111到第二区121的过程中以及第二区121中，载流子传输的势垒均是缓缓变小的；另一方面，参考面用于后续与电极接触，沿第二区121内部指向参考面a的中心的方向上，第二区121中的掺杂元素的掺杂浓度也呈现缓缓升高的趋势，则从第二区121到电极的过程中，载流子传输的势垒也是缓缓变小的，有利于降低多数载流子的传输阻力，以提高多数载流子在钝化层101和电极之间的传输效率，从而进一步提高光伏电池的光电转换效率。
此外，沿第一区111指向第二区121的方向X上，第二区121中的掺杂元素的掺杂浓度呈现缓缓升高的趋势，且掺杂元素在第一区111中的掺杂浓度小于在第二区121中的最小掺杂浓度，则掺杂元素的掺杂浓度在第一区111和第二区121之间不存在突变现象，有利于延长少数载流子的寿命，使得更多的少数载流子能被第二区121收集，以增强第二区121对基底100的钝化效果，以提高光伏电池的开路电压和饱和电流。此外，在保证参考面a处的掺杂元素浓度较高的同时，保证第一区111中掺杂元素的掺杂浓度较低，有利于在降低第二区121与电极之间的接触电阻的同时，降低第一区111对光的吸收率，提高光伏电池对光的利用率。
以下将结合附图对本申请实施例进行更为详细的说明。
在一些实施例中，基底100可以为硅基底材料，硅基底材料可以包括单晶硅、多晶硅、非晶硅或微晶硅中的一种或多种；在其他实施例中，基底的材料还可以为碳单质、有机材料或多元化合物。多元化合物可以包括但不限于钙钛矿、砷化镓、碲化镉、铜铟硒等材料。此外，基底100的前表面可以设置为金字塔绒面，以降低前表面的光反射，增加对光线的吸收利用率，提升太阳能电池的转换效率。
需要说明的是，基底100具有相对的前表面和后表面，对于单面电池来说，前表面可以为受光面，后表面可以为背光面，对于双面电池来说，前表面和后表面都可以为受光面。在一些实施例中，与钝化层101接触的基底100表面为后表面。
在一些实施例中，钝化层101的材料可以为掺杂多晶硅。第一区111和第二区121的材料均可以为掺杂多晶硅，两者掺杂的掺杂元素的浓度不同，则第一区111和第二区121可以利用同一膜层结构形成，该膜层结构由半导体元素构成，使得第一区111和第二区121为一体结构，从而有利于改善第一区111和第二区121之间的界面态缺陷，因而载流子在第一区111和第二区121之间迁移时，有利于降低载流子因界面处缺陷复合的概率。
在一些实施例中，掺杂元素可以为P型掺杂元素或N型掺杂元素。其中，P型掺杂元素可以包括硼元素、铝元素、镓元素、铟元素或铊元素中的至少一者，N型掺杂元素可以包括磷元素、砷元素、锑元素或铋元素中的至少一者。优选地，钝化层101中的掺杂元素与基底100中的掺杂元素类型相同。钝化层101作为场钝化层以实现场钝化效应。
在一些实施例中，沿参考面a的中心指向第二区121内部的方向Y上，钝化层101的厚度范围为30nm～150nm。
在一些实施例中，钝化层101与基底100直接接触，钝化层101的至少一部分区域覆盖基底100表面。
在另一些实施例中，钝化层101与基底100之间设置薄电介质层(图1未示出)，薄电介质层为隧穿层，以实现载流子利用隧道效应传输到钝化层101，且薄电介质层有利于对基底100表面进行化学钝化，以减少基底100的界面态缺陷。在一个例子中，沿参考面a的中心指向第二区121内部的方向Y上，薄电介质层的厚度在0.5nm～2.5nm之间，和/或，薄电介质层的材料为氧化硅。
在一些实施例中，参考图1，光伏电池还可以包括：电极102，至少位于参考面a的部分区域。
需要说明的是，图1中以电极102与参考面a的部分区域接触连接，且电极102未嵌入第二区121中为示例，在实际应用中，电极102可以覆盖整个参考面a，或者，电极102可以嵌入第二区121中。
在一些实施例中，参考图1和图2，第二区121可以包括：第三区131、第四区141以及第五区151，掺杂元素在第三区131的掺杂浓度、在第四区141中的掺杂浓度以及在第五区151中的掺杂浓度依次减小；其中，第三区131可以包括参考面a的中心区域，且第三区131朝向第二区121内部凸起；第四区141包括剩余参考面a的部分区域，且覆盖第三区131除参考面a的中心区域之外的其他表面；剩余第二区121作为第五区151。
可以理解的是，第三区131、第四区141以及第五区151使得掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度呈现梯度分布，掺杂浓度由第三区131缓缓下降至第五区151，且第五区151与第一区111相接触处的掺杂浓度不存在突变，即第五区151中的掺杂浓度缓缓下降至与第一区111中掺杂浓度一致。
如此，一方面，掺杂元素从低浓度界面至高浓度界面一直呈现缓缓升高的趋势，则载流子传输的势垒一直缓缓变小，避免钝化层中出现突变结，以避免少数载流子在突变结处被消耗，即有利于提高钝化层101中耗尽区的宽度，以提高少数载流子的寿命时间延长，从而有利于增强第二区121对基底100的钝化效果，进一步降低电极102与基底100之间的复合电流密度，以提高光伏电池的开路电压和饱和电流，从而提高光伏电池的光电转换效率；另一方面，使得掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度呈现梯形分布，有利于在进一步提高掺杂元素在电极102与第二区121相接触处的掺杂浓度的同时，降低掺杂元素在第一区111中的掺杂浓度，以在降低第二区121与电极的接触电阻的同时，降低第一区111对光的吸收率，从而有利于在提高多数载流子在第二区121与电极之间的传输效率的同时，提高光伏电池对光的利用率，以提高光伏电池的光电转换效率。
需要说明的是，图2中示意出的是：沿参考面a的中心指向第二区121内部的方向Y上，掺杂元素在第一区111以及与第一区111正对的基底100中的掺杂浓度分布曲线图，以及掺杂元素在第二区121以及与第二区121正对的基底100中的掺杂浓度分布曲线图。其中，与第一区111正对的基底100指的是，在电极102上的正投影与第一区111在电极102上的正投影重合的基底100；与第二区121正对的基底100指的是，在电极102上的正投影与第二区121在电极102上的正投影重合的基底100。
在一些实施例中，掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度最大值与在第一区111中的掺杂浓度最大值的比值范围可以为3～4。
可以理解的是，由于掺杂工艺的限制，掺杂元素在第一区111中的掺杂浓度也可能存在细微的波动。此外，若掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度最大值与在第一区111中的掺杂浓度最大值的比值范围小于3，在保证第一区111的掺杂浓度较小时，掺杂元素在第二区121中的最大掺杂浓度，即参考面a处的掺杂浓度不够大，使得第二区121与电极102之间的接触电阻仍较大，不利于提高多数载流子在第二区121与电极102之间的传输效率；若掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度最大值与在第一区111中的掺杂浓度最大值的比值范围大于4，由于掺杂元素从参考面a处的掺杂浓度需要缓缓降低至第二区121与第一区111接触处的掺杂浓度，用于使得掺杂浓度缓缓降低的第三区131、第四区141以及第五区151的布局体积需要增大，使得钝化层101在参考面a的中心指向第二区121内部的方向Y上的厚度增大，不利于光伏电池的小型化。因此，综合考虑掺杂元素在第二区121中的高掺杂浓度和钝化层的尺寸，将掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度最大值与在第一区111中的掺杂浓度最大值的比值范围设计为3～4，有利于在降低第二区121与电极102之间的接触电阻的同时，实现光伏电池的小型化。
在一些实施例中，参考图2，掺杂元素在第一区111中的掺杂浓度范围可以为1×1020atom/cm3～1.5×1020atom/cm3，掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度最大值的范围可以为3×1020atom/cm3～4×1020atom/cm3，且掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度最小值的范围可以为1×1020atom/cm3～1.5×1020atom/cm3。
在一个例子中，掺杂元素在第一区111中的掺杂浓度可以为1.1×1020atom/cm3，掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度最大值可以为3.5×1020atom/cm3，且掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度最小值可以为1.1×1020atom/cm3。
在一些实施例中，第一区111中的晶粒尺寸可以大于第二区121中的晶粒尺寸。
可以理解的是，晶粒尺寸越小，相同尺寸下的膜层中的晶界数量越多，晶界即为结构相同而取向不同的不同晶粒之间的界面。一方面，晶界作为电子导通的路径，第二区121中的晶粒尺寸更小、则晶界数量更多，因此第二区121可横向收集更多的光生载流子，以提高光伏电池的饱和电流，以提高光伏电池的光电转换效率。另一方面，晶粒尺寸通常会影响膜层的物理性质，一定体积之中膜层的晶粒越多，膜层的变形抗力就越大，譬如，微裂纹穿越晶界需要消耗更多能量，因此晶粒尺寸更小的第二区121具备更强的抗拉强度，不易起泡。
在一些实施例中，第一区111中的晶粒尺寸与第二区121中的晶粒尺寸的比值范围可以为10～30。
可以理解的是，若第一区111中的晶粒尺寸与第二区121中的晶粒尺寸的比值范围小于10，第一区111中的晶粒尺寸与第二区121中的晶粒尺寸的差别不够大，不利于促使第二区121横向收集更多的光生载流子，以提高光伏电池的饱和电流；若第一区111中的晶粒尺寸与第二区121中的晶粒尺寸的比值范围大于40，在保证第二区121的晶粒尺寸符合要求时，第一区111的晶粒尺寸过大，使得第一区111的抗拉强度过低，从而使得钝化层101整体的抗拉强度降低。因此，综合考虑第二区121的晶粒尺寸以及钝化层101整体的抗拉强度，将第一区111中的晶粒尺寸与第二区121中的晶粒尺寸的比值范围设计为10～30，有利于在提高光伏电池的饱和电流的同时，提高钝化层101整体的抗拉强度。
在一些实施例中，第一区111中的晶粒尺寸可以为100nm～300nm，第二区121中的晶粒尺寸可以为10nm～30nm。
在一些实施例中，第一区111中的晶界数量可以小于第二区121中的晶界数量。
由上述分析可知，第二区121的晶界数量更多，有利于促使第二区121横向收集更多的光生载流子，以提高光伏电池的饱和电流。
在一些实施例中，第二区121中的晶界数量与第一区111中的晶界数量的比值范围为20～100。由上述分析可知，若第二区121中的晶界数量与第一区111中的晶界数量的比值范围小于20，则第一区111中的晶粒尺寸与第二区121中的晶粒尺寸的差别不够大，不利于促使第二区121横向收集更多的光生载流子，以提高光伏电池的饱和电流；若第二区121中的晶界数量与第一区111中的晶界数量的比值范围大于100，在保证第二区121的晶粒尺寸符合要求时，第一区111的晶粒尺寸过大，使得第一区111的抗拉强度过低，从而使得钝化层101整体的抗拉强度降低。因此，将第二区121中的晶界数量与第一区111中的晶界数量的比值范围设计为20～100，有利于在提高光伏电池的饱和电流的同时，提高钝化层101整体的抗拉强度。
在一些实施例中，第一区111中的晶界数量为5～10个/um2，第二区121中的晶界数量为100～500个/um2。
在一些实施例中，第一区111中的位错密度小于第二区121中的位错密度。
在一些实施例中，第一区111中的位错密度与第二区121中的位错密度的比值范围为2～4。
在一些实施例中，第一区111中的位错密度为5～10个/um2，第二区121中的位错密度为10～20个/um2。
综上所述，沿第一区111指向第二区121的方向X上，掺杂元素的掺杂浓度呈现缓缓升高的趋势，使得载流子传输的势垒缓缓变小，有利于延长少数载流子的寿命，有利于增强第二区121对基底100的钝化效果，从而有利于降低电极102与基底100之间的复合电流密度，从而有利于提高光伏电池的光电转换效率，以提高光伏电池的开路电压和饱和电流。而且，沿第二区121内部指向参考面a的中心的方向上，第二区121中的掺杂元素的掺杂浓度也呈现缓缓升高的趋势，意味着从第二区121到电极102的过程中，载流子传输的势垒也是缓缓变小的，有利于逐步降低多数载流子的传输阻力，以提高多数载流子在第二区121和电极102之间的传输效率。此外，一方面，保证第二区121与电极102接触处的掺杂元素浓度较高，有利于降低第二区121与电极102之间的接触电阻，以提高光伏电池的填充因子；另一方面，保证第一区111中掺杂元素的掺杂浓度较低，有利于降低第一区111中掺杂元素的掺杂浓度，以减少第一区111对光的吸收率，提高光伏电池对光的利用率。
本申请另一实施例还提供一种光伏电池的制造方法，用于制造前述实施例提供的光伏电池。以下将结合附图对本申请另一实施例提供的光伏电池的制造方法进行详细说明。图3至图4为本申请另一实施例提供的光伏电池的制造方法各步骤对应的结构示意图。需要说明的是，与前述实施例相同或相应的部分，在此不再赘述。
参考图3、图4和图1，光伏电池的制造方法包括如下步骤：
参考图3，提供基底100。在一些实施例中，基底100的前表面可以设置为金字塔绒面；形成金字塔绒面的基底100的步骤包括：提供初始基底，对初始基底进行清洗，并采用湿法化学腐蚀的方式在初始基底的一侧的表面制备金字塔绒面，以形成基底100。
继续参考图3，在基底100一侧的表面形成初始钝化层161。
在一些实施例中，初始钝化层161的材料为多晶硅。在一些实施例中，可以采用低压化学气相沉积工艺在基底100一侧的表面形成初始钝化层161。
参考图3、图4和图1，采用掺杂工艺对初始钝化层161的不同区域进行不同的处理，以形成钝化层101，且沿垂直于基底100指向钝化层101的方向X上，钝化层101包括相邻的第一区111和第二区121；其中，第一区111和第二区121中掺杂有相同类型的掺杂元素，第二区121具有远离基底100的参考面a，沿参考面a的中心指向第一区111的方向上，以及沿参考面a的中心指向第二区121内部的方向Y上，掺杂元素在第二区121中的掺杂浓度均呈逐渐降低的趋势，且掺杂元素在第一区111中的掺杂浓度小于等于在第二区121中的最小掺杂浓度。
在一些实施例中，形成钝化层101的步骤可以包括：结合参考图3和图4，采用第一掺杂工艺对初始钝化层161层进行处理以形成初始第一区171，使得初始第一区171中掺杂有掺杂元素；结合参考图4和图1，采用激光掺杂工艺对初始第一区171的部分区域进行处理，使得初始第一区171的部分区域转化为第二区121，剩余初始第一区171作为第一区111。
在一些实施例中，在形成基底100之后，在形成钝化层101之前，制造方法还可以包括：形成隧穿层(图中未示出)，隧穿层位于基底100与钝化层101之间，隧穿层有利于对基底100表面进行化学钝化，以减少基底100的界面态缺陷。
在一些实施例中，继续参考图1，在形成钝化层101之后，制造方法还可以包括：形成电极102，电极102至少位于参考面a的部分区域。
综上所述，采用本申请另一实施例提供的光伏电池的制造方法形成的光伏电池中，沿第一区111指向第二区121的方向X上，掺杂元素的掺杂浓度呈现缓缓升高的趋势，使得载流子传输的势垒缓缓变小，有利于延长少数载流子的寿命，有利于增强第二区121对基底100的钝化效果，从而有利于降低电极102与基底100之间的复合电流密度，从而有利于提高光伏电池的光电转换效率，以提高光伏电池的开路电压和饱和电流。而且，沿第二区121内部指向参考面a的中心的方向上，第二区121中的掺杂元素的掺杂浓度也呈现缓缓升高的趋势，意味着从第二区121到电极102的过程中，载流子传输的势垒也是缓缓变小的，有利于逐步降低多数载流子的传输阻力，以提高多数载流子在第二区121和电极102之间的传输效率。此外，一方面，保证第二区121与电极102接触处的掺杂元素浓度较高，有利于降低第二区121与电极102之间的接触电阻，以提高光伏电池的填充因子；另一方面，保证第一区111中掺杂元素的掺杂浓度较低，有利于降低第一区111中掺杂元素的掺杂浓度，以减少第一区111对光的吸收率，提高光伏电池对光的利用率。
本本申请又一实施例还提供一种光伏组件，光伏组件用于将接收的光能转化为电能。图5为本申请又一实施例提供的光伏组件的结构示意图。
参考图5，光伏组件包括电池串(未标示)、封装胶膜140以及盖板150。其中，电池串由多个光伏电池130连接形成，由光伏电池130可以为前述的任一光伏电池(包括但不限于如图1所示的光伏电池)，或者可以为前述的任一光伏电池的制造方法制造的光伏电池，相邻光伏电池130之间通过导电带(未图示)电连接，同时，相邻光伏电池130之间的位置关系既可以是部分层叠，也可以是相互拼接；封装胶膜140用于覆盖电池串的表面以密封，封装胶膜140可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA，ethylene-vinyl acetate copolymer)胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体(POE，polyolefin thermoplastic elastomer)胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethylene glycol terephthalate)胶膜等有机封装胶膜；盖板150覆盖在封装胶膜140背离电池串的表面，盖板150可以为玻璃盖板或塑料盖板等透明或半透明盖板。
在一些实施例中，盖板150上设置有陷光结构以增加入射光的利用率，不同盖板150的陷光结构可以不同。光伏组件具有较高的电流收集能力和较低的载流子复合率，可实现较高的光电转换效率；在一些实施例中，光伏组件正面呈现暗蓝色甚至黑色，可应用于更多场景中。
在一些实施例中，封装胶膜140和盖板150仅位于光伏电池130的前表面，避免位于后表面的封装胶膜140和盖板150对较弱的光线造成进一步阻隔和削弱；同时，光伏组件还可以采用侧边全包围式封装，即采用封装胶膜140完全包覆光伏组件的侧边，以防止光伏组件在层压过程中发生层压偏移的现象，以及避免外部环境通过光伏组件的侧边影响光伏电池的性能，例如水汽侵入。
综上所述，由于光伏组件中的光伏电池中，第一区111和第二区121中的掺杂元素的浓度分布趋势有利于提高光伏电池130的光电转换效率，从而有利于提高由多个光伏电池130连接形成的电池串的光电转换效率，以及有利于提高包括电池串的光伏组件的光电转换效率。
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申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请实施例的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请实施例的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请实施例的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种光伏电池，其特征在于，包括：
基底；
钝化层，位于所述基底一侧的表面上，沿垂直于所述基底指向所述钝化层的方向上，所述钝化层包括相邻的第一区和第二区；
其中，所述第一区和所述第二区中掺杂有相同类型的掺杂元素，所述第二区具有远离所述基底的参考面，且所述参考面用于与电极接触，沿所述参考面的中心指向所述第一区的方向上，以及沿所述参考面的中心指向所述第二区内部的方向上，所述掺杂元素在所述第二区中的掺杂浓度均呈逐渐降低的趋势，且所述掺杂元素在所述第一区中的掺杂浓度小于等于在所述第二区中的最小掺杂浓度；
所述第一区中的晶粒尺寸大于所述第二区中的晶粒尺寸，所述第一区中的晶粒尺寸与所述第二区中的晶粒尺寸的比值范围为10~30，所述第一区中的晶粒尺寸为100nm~300nm，所述第二区中的晶粒尺寸为10nm~30nm。
2.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述第二区包括：第三区、第四区以及第五区，所述掺杂元素在所述第三区的掺杂浓度、在所述第四区中的掺杂浓度以及在所述第五区中的掺杂浓度依次减小；
其中，所述第三区包括所述参考面的中心区域，且所述第三区朝向所述第二区内部凸起；所述第四区包括剩余所述参考面的部分区域，且覆盖所述第三区除所述参考面的中心区域之外的其他表面；剩余所述第二区作为所述第五区。
3.如权利要求1或2所述的光伏电池，其特征在于，还包括：电极，至少位于所述参考面的部分区域。
4.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述掺杂元素在所述第二区中的掺杂浓度最大值与在所述第一区中的掺杂浓度最大值的比值范围为3~4。
5.如权利要求4所述的光伏电池，其特征在于，所述掺杂元素在所述第一区中的掺杂浓度范围为1×1020atom/cm3~1.5×1020atom/cm3，所述掺杂元素在所述第二区中的掺杂浓度最大值的范围为3×1020atom/cm3~4×1020atom/cm3，且所述掺杂元素在所述第二区中的掺杂浓度最小值的范围为1×1020atom/cm3~1.5×1020atom/cm3。
6.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述第一区中的晶界数量小于所述第二区中的晶界数量。
7.如权利要求6所述的光伏电池，其特征在于，所述第二区中的晶界数量与所述第一区中的晶界数量的比值范围为20~100。
8.如权利要求7所述的光伏电池，其特征在于，所述第一区中的晶界数量为5~10个/um2，所述第二区中的晶界数量为100~500个/um2。
9.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述第一区中的位错密度小于所述第二区中的位错密度。
10.一种光伏电池的制造方法，其特征在于，包括：
提供基底；
在所述基底一侧的表面形成初始钝化层；
采用掺杂工艺对所述初始钝化层的不同区域进行不同的处理，以形成钝化层，且沿垂直于所述基底指向所述钝化层的方向上，所述钝化层包括相邻的第一区和第二区；
其中，所述第一区和所述第二区中掺杂有相同类型的掺杂元素，所述第二区具有远离所述基底的参考面，沿所述参考面的中心指向所述第一区的方向上，以沿所述参考面的中心指向所述第二区内部的方向上，所述掺杂元素在所述第二区中的掺杂浓度均呈逐渐降低的趋势，且所述掺杂元素在所述第一区中的掺杂浓度小于等于在所述第二区中的最小掺杂浓度。
11.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，形成所述钝化层的步骤包括：
采用第一掺杂工艺对所述初始钝化层进行处理以形成初始第一区，使得所述初始第一区中掺杂有所述掺杂元素；
采用激光掺杂工艺对所述初始第一区的部分区域进行处理，使得所述初始第一区的部分区域转化为所述第二区，剩余所述初始第一区作为所述第一区。
12.一种光伏组件，其特征在于，包括：
电池串，由如权利要求1至9中任一项所述的光伏电池连接形成，或者由如权利要求10至11中任一项所述的制造方法制造的光伏电池连接形成；
封装胶膜，用于覆盖所述电池串的表面；
盖板，用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。
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