CN115172478B - 太阳能电池及光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例涉及光伏领域，特别涉及一种太阳能电池及光伏组件，包括基底、依次设置在基底背表面的隧穿层、掺杂导电层、钝化膜以及穿透钝化膜与掺杂导电层形成接触的电极；掺杂导电层包括交替排列的p型掺杂层和n型掺杂层；p型掺杂层包括第一掺杂层，且第一掺杂层远离基底的一侧与钝化膜接触；n型掺杂层包括第二掺杂层，且第二掺杂层远离基底的一侧与钝化膜接触；电极包括穿透钝化膜与第一掺杂层形成接触的第一电极，以及穿透钝化膜与第二掺杂层形成接触的第二电极。本申请实施例提供的太阳能电池，能够提升太阳能电池的钝化效果，提高电池转换效率。

Description

太阳能电池及光伏组件
技术领域
本申请实施例涉及光伏领域，特别涉及一种太阳能电池及光伏组件。
背景技术
光伏组件常规的化石燃料日益消耗殆尽，在所有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳电池中，晶体硅太阳电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时晶体硅太阳电池相比其他类型的太阳能电池有着优异的电学性能和机械性能，因此，晶体硅太阳电池在光伏领域占据着重要的地位。
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。交叉指式背接触(Interdigitated Back Contact，IBC)电池因正面无金属电极，正负电极交叉排列在背面，有效地解决了正面金属电极对光的遮挡，能够有效地提高短路电流密度和电池效率。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种太阳能电池及光伏组件，提升太阳能电池的钝化效果，提高电池转换效率。
为解决上述问题，本申请实施例提供一种太阳能电池，包括：基底、依次设置在基底背表面的隧穿层、掺杂导电层、钝化膜以及穿透钝化膜与掺杂导电层形成接触的电极；掺杂导电层包括交替排列的p型掺杂层和n型掺杂层；p型掺杂层包括位于p型掺杂层内部的第一掺杂层，且第一掺杂层远离基底的一侧与钝化膜接触；n型掺杂层包括位于n型掺杂层内部的第二掺杂层，且第二掺杂层远离基底的一侧与钝化膜接触；电极包括穿透钝化膜与第一掺杂层形成接触的第一电极，以及穿透钝化膜与第二掺杂层形成接触的第二电极。
另外，p型掺杂层和第一掺杂层均包括相同的第一掺杂元素，且第一掺杂元素在第一掺杂层中的掺杂浓度大于第一掺杂元素在p型掺杂层中的掺杂浓度。
另外，第一掺杂元素在第一掺杂层中的掺杂浓度与第一掺杂元素在p型掺杂层中的掺杂浓度的比值为1.2～10。
另外，第一掺杂元素在第一掺杂层中的掺杂浓度为5×1018atom/cm3～1×1021atom/cm3。
另外，n型掺杂层和第二掺杂层均包括相同的第二掺杂元素，且第二掺杂元素在第二掺杂层中的掺杂浓度大于第二掺杂元素在n型掺杂层中的掺杂浓度。
另外，第二掺杂元素在第二掺杂层中的掺杂浓度与第二掺杂元素在n型掺杂层中的掺杂浓度的比值为1.2～20。
另外，第二掺杂元素在第二掺杂层中的掺杂浓度为5×1019atom/cm3～2×1021atom/cm3。
另外，p型掺杂层和第一掺杂层均包括相同的第一掺杂元素，且第一掺杂层还包括第三掺杂元素；n型掺杂层和第二掺杂层均包括相同的第二掺杂元素，且第二掺杂层还包括第三掺杂元素。
另外，第三掺杂元素包括碳、氮、氧中的一种或多种。
另外，第三掺杂元素在第一掺杂层中的掺杂浓度为1×1017atom/cm3～4×1022atom/cm3；第三掺杂元素在第二掺杂层中的掺杂浓度为1×1017atom/cm3～4×1022atom/cm3。
另外，沿垂直于基底的厚度方向，第一掺杂层的宽度大于或等于第一电极的宽度，第二掺杂层的宽度大于或等于第二电极的宽度。
另外，沿垂直于基底的厚度方向，第一掺杂层的宽度小于或等于p型掺杂层的宽度，第二掺杂层的宽度小于或等于n型掺杂层的宽度。
另外，沿基底的厚度方向，第一掺杂层的厚度小于或等于P型掺杂层的厚度，第二掺杂层的厚度小于或等于n型掺杂层的厚度。
另外，相邻的p型掺杂层和n型掺杂层之间存在间隔区。
本申请实施例还提供了一种光伏组件，包括：电池串、背板和盖板，电池串由多个上述太阳能电池连接而成；背板用于覆盖电池串的背表面；盖板用于覆盖电池串的上表面。
与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案具有以下优点：
本申请实施例提供一种太阳能电池及光伏组件，通过以交替排列的p型掺杂层和n型掺杂层作为掺杂导电层，且在p型掺杂层内设置第一掺杂层，第一电极穿透钝化膜与第一掺杂层形成接触；以及在n型掺杂层内设置第二掺杂层，第二电极穿透钝化膜与第二掺杂层形成接触；第一掺杂层和第二掺杂层均采用较高浓度的掺杂，降低了第一掺杂层与第一电极之间的接触电阻，以及第二掺杂层与第二电极之间的接触电阻，从而降低串联电阻，改善掺杂导电层的钝化效果及传输电阻，提高电池效率。
本申请实施例的太阳能电池的电池效率可以达到和异质结背接触(Heterojunction Back Contact，HBC)电池类似的水平。本申请实施例的太阳能电池的制备可以依托传统晶体硅电池生产线，能够经受高温过程，可采用常规晶体硅电池的浆料。与HBC电池相比，本申请实施例提供的太阳能电池更具大规模量产性。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图；
图2为本申请另一实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图；
图3为本申请又一实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图；
图4为本申请一实施例提供的一种掺杂导电层的结构示意图；
图5为本申请另一实施例提供的一种掺杂导电层的结构示意图；
图6为本申请一实施例提供的一种光伏组件的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，因交叉指式背接触(IBC)电池的正面无金属电极，正负电极交叉排列在电池的背面，能够有效解决正面金属电极对光的遮挡，提高短路电流密度和电池效率。
N型IBC太阳能电池是目前转换效率最高的产业化太阳电池之一，该电池以n型单晶为基底，p-n结和金属电极全部以叉指形状置于电池背面，正面没有电极遮光，并且通过表面制绒和增加减反射层来提高电池对光的吸收，获得了非常高的短路电流和光电转换效率。通常IBC电池的制备工艺为：首先对硅片进行清洗制绒，然后对电池正表面进行减反射和钝化处理，其次在电池背表面通过掩膜技术分别进行硼掺杂和磷掺杂，最后在电池背面丝网印刷正极和负极，经过高温烧结最终制成电池片。IBC电池的钝化性能、内阻损耗，对IBC电池或组件的输出功率具有较大影响。通常情况下，钝化性能越好以及内阻损耗越小，则输出功率越大。但是，现有的IBC电池通常存在钝化性能差、内阻损耗大的问题。而且，传统的IBC电池，磷、硼局部扩散需要对硅片基底进行掺杂，会造成一定的复合；同时掺杂形成的载流子的选择性传输性能并不理想。
为了进一步提高电池效率，在交叉指式背接触IBC电池结构的基础上，相关技术中提供异质结背接触HBC电池结构。HBC电池通常采用两步光刻工艺，在N型Fz硅片上形成了叉指状的p型非晶硅层、n型非晶硅层，p型非晶硅层、n型非晶硅层在和硅片背面接触的表面存在界面钝化层，HBC电池背面再无其它覆盖膜层。虽然，HBC电池中p型非晶硅层、n型非晶硅层与界面钝化层之间表现出了更低的界面复合效果，但是，HBC电池结构中p型非晶硅层、n型非晶硅层不能经受高温过程，分别和p型非晶硅层、n型非晶硅层匹配的金属电极不能采用常规晶体硅电池的浆料，需要采用低温浆料。而且，HBC电池的结构特点不能和传统晶体硅电池生产线很好的接轨，阻碍了HBC电池的大规模量产。
为了解决现有的IBC电池结构存在的钝化性能差、内阻损耗大以及HBC电池结构难以大规模量产的问题，本申请实施例提出一种太阳能电池及光伏组件，包括：基底、依次设置在基底背表面的隧穿层、掺杂导电层、钝化膜以及穿透钝化膜与掺杂导电层形成接触的电极；掺杂导电层包括交替排列的p型掺杂层和n型掺杂层；p型掺杂层包括位于p型掺杂层内部的第一掺杂层，n型掺杂层包括位于n型掺杂层内部的第二掺杂层。本申请实施例通过在p型掺杂层内设置第一掺杂层以及在n型掺杂层内设置第二掺杂层，使得第一电极穿透钝化膜与第一掺杂层形成接触，以及第二电极穿透钝化膜与第二掺杂层形成接触，以改善掺杂导电层的钝化效果及传输电阻，提高电池的转换效率。
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。
参见图1，本申请实施例提供一种太阳能电池，包括：基底10、依次设置在基底10背表面的隧穿层101、掺杂导电层102、钝化膜105以及穿透钝化膜105与掺杂导电层102形成接触的电极；掺杂导电层102包括交替排列的p型掺杂层103和n型掺杂层104；p型掺杂层103包括位于p型掺杂层103内部的第一掺杂层1031，且第一掺杂层1031远离基底10的一侧与钝化膜105接触；n型掺杂层104包括位于n型掺杂层104内部的第二掺杂层1041，且第二掺杂层1041远离基底10的一侧与钝化膜105接触；电极包括穿透钝化膜105与第一掺杂层1031形成接触的第一电极107，以及穿透钝化膜105与第二掺杂层1041形成接触的第二电极108。
基底10用于接收入射光线并产生光生载流子。在一些实施例中，基底10的背表面与基底10的上表面相对设置，此处，基底10的背表面是该太阳电池使用时背对太阳的一面，基底10的上表面是面向太阳的一面；基底10的背表面和基底10的上表面均可用于接收入射光线或反射光线。
在一些实施例中，基底10可以为硅基底，硅基底的材料可以包括单晶硅、多晶硅、非晶硅或者微晶硅中的至少一种。作为一个示例，基底10可以为N型半导体基底；当然，基底10可以为P型半导体基底。
隧穿层101用于实现基底10的背表面的界面钝化，并通过隧穿效应方便载流子的迁移。在一些实施例中，可以采用沉积工艺形成隧穿层101，例如可以采用化学气相沉积工艺。在另一些实施例中，也可以采用原位生成工艺形成隧穿层101。具体地，隧穿层101可包括提供钝化和隧穿效应的电介质材料，例如，氧化物、氮化物、半导体、导电聚合物等。例如，隧穿层101的材料可包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、本征非晶硅、本征多晶硅等。在一些实施例中，隧穿层101实际效果上可以不是完美的隧道势垒，因为它可以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)相对于隧穿效应占主导。
在一些实施例中，掺杂导电层102包括交替排列的p型掺杂层103和n型掺杂层104，例如，p型掺杂层103与n型掺杂层104呈叉指状间隔排列，当然还可以采用非叉指状的结构，如间隔设置的条状结构等。
在一些实施例中，掺杂导电层102的材料可以为掺杂硅。具体的，掺杂导电层102的形成可以通过低压化学气相沉积(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)方法在基底10的背表面沉积本征多晶硅层。此本征多晶硅层的厚度例如可为100nm、120mm、150nm等。然后可通过离子注入或光刻掩膜的方式形成p型掺杂层103或n型掺杂层104。
如图2所示，在一些实施例中，沿基底10的厚度方向，p型掺杂层103的厚度以及n型掺杂层104的厚度均小于掺杂导电层102的厚度。如图3所示，在另一些实施例中，沿基底10的厚度方向，p型掺杂层103的厚度以及n型掺杂层104的厚度均小于掺杂导电层102的厚度。
作为一个示例，在基底10的背表面沉积本征多晶硅层后，可以使用丝网印刷含硼掺杂浆料进行涂布，并使含硼掺杂浆料的料涂布区域间隔出现，以为后续形成叉指状结构的p型掺杂层103、n型掺杂层104做准备。在涂布过含硼掺杂浆料后，通过900℃热扩散完成基底10背表面p型掺杂层103的制备。此外，在p型掺杂层103的制备过程中，向炉内通入足量的氧气，至少使未涂布含硼掺杂浆料的本征多晶硅，在900℃条件下氧化，形成较厚的氧化硅氧化层。然后，使用氧化硅刻蚀掩膜在氧化层上进行局部开膜，局域化预留出待进行n型掺杂层104制备的区域。随后，对开膜区域进行腐蚀并清洗后进行POCl3热扩散形成背面n型掺杂层104。至此，形成了呈叉指状结构的p型掺杂层103和n型掺杂层104，用以同时实现不同载流子的收集与传输。
然后，对p型掺杂层103、n型掺杂层104采用激光掺杂形成第一掺杂层1031、第二掺杂层1041，实现对p型掺杂层103、n型掺杂层104的局部改性。具体的，采用具有精准对位功能的离子注入设备在基底10背表面的p型掺杂区域注入硼原子，在基底10背表面的n型掺杂区域注入磷原子。其中，当注入硼原子时，在n型掺杂区域用离子注入机自带的掩模阻挡硼原子的注入；当注入磷原子时，在p型掺杂区域用离子注入机自带的掩模阻挡磷原子的注入。接下来，对基底10进行退火处理，激活p型掺杂层103的硼原子，同时激活n型掺杂层104的磷原子；其中，p型掺杂层103为硼硅玻璃层(p+poly-Si)，n型掺杂层104为磷硅玻璃层(n+poly-Si)，此处，+表示掺杂浓度程度。
在一些实施例中，第一掺杂层1031、第二掺杂层1041的掺杂包括两种情况，第一种情况：如图4所示，第一掺杂层1031与p型掺杂层103具有相同的第一掺杂元素，第二掺杂层1041与n型掺杂层104具有相同的第二掺杂元素，此处，第一掺杂元素可以为硼元素，第二掺杂元素可以为磷元素；且第一掺杂层1031中硼离子的掺杂浓度大于p型掺杂层103中硼离子的掺杂浓度，且第二掺杂层1041中磷离子的掺杂浓度大于n型掺杂层104中磷离子的掺杂浓，此时，第一掺杂层1031为重掺杂硼硅玻璃层(p++poly-Si)，第二掺杂层1041为重掺杂磷硅玻璃层(n++poly-Si)。第二种情况：如图5所示，在激光掺杂处理时，在p型掺杂层103、n型掺杂层104中掺入不同的第三掺杂元素，第三掺杂元素例如可以是碳(C)、氮(N)或氧(O)中的一种或几种，以实现对掺杂导电层102的局部改性。
参见图1，钝化膜105为背面钝化膜，形成在掺杂导电层102远离基底10背表面的一侧。钝化膜105的存在使得位于基底10背表面的掺杂导电层102中的缺陷钝化，去除少数载流子的复合部位，从而增大太阳能电池的开路电压和短路电流，提高太阳能电池的转换效率。
在一些实施例中，钝化膜105的材料可以是氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅或者碳氮氧化硅中的一种或多种。在一些实施例中，可以采用等离子体增强化学的气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)方法，或常压化学气相沉积(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition，APCVD)法形成钝化膜105。具体地，在一些实施例中，如图1所示，钝化膜105可以为单层结构。
在另一些实施例中，如图2所示，钝化膜105也可以为多层结构，例如钝化膜105可以包括第一钝化膜1051和第二钝化膜1052，其中，第一钝化膜1051靠近掺杂导电层102设置，第二钝化膜1052设置在第一钝化膜1051远离掺杂导电层102的一侧。第一钝化膜1051可以为氧化硅或氧化铝，第二钝化膜1052可以为氮化硅、氮氧化硅或碳氮氧化硅。
在一些实施例中，第一电极107穿透钝化膜105与第一掺杂层1031形成电连接，第二电极108穿透钝化膜105与第二掺杂层1041形成电连接。具体的，第一电极107经由形成在第一钝化膜1051和第二钝化膜1052上的开口(即，第一电极107在依次穿透第二钝化膜1052、第一钝化膜1051的同时)电连接到第一掺杂层1031；同样的，第二电极108经由形成在第一钝化膜1051和第二钝化膜1052上的开口(即，第二电极108在依次穿透第二钝化膜1052、第一钝化膜1051的同时)电连接到第二掺杂层1041。
在一些实施例中，形成第一电极107、第二电极108的方法可以包括：在预设区域的钝化膜105表面印刷导电浆料，导电浆料中的导电材料可以为银、铝、铜、锡、金、铅或者镍中的至少一者；对导电浆料进行烧结处理，例如可以采用750℃～850℃峰值温度进行烧结处理，以形成第一电极107、第二电极108。
在一些实施例中，p型掺杂层103和第一掺杂层1031均包括相同的第一掺杂元素，且第一掺杂元素在第一掺杂层1031中的掺杂浓度大于第一掺杂元素在p型掺杂层103中的掺杂浓度。
前面提到，在一些实施例中，第一掺杂元素可以为硼元素，硼元素在第一掺杂层1031中的掺杂浓度大于硼元素在p型掺杂层103中的掺杂浓度，也就是说，第一掺杂层1031为重掺杂的硼硅玻璃层。第一电极107穿透钝化膜105与重掺杂的硼硅玻璃层形成电连接，改善了掺杂导电层102的场钝化效果，同时改善了传输电阻，以及掺杂导电层102与第一电极107的接触电阻，提高电池效率。
在一些实施例中，第一掺杂元素在第一掺杂层1031中的掺杂浓度与第一掺杂元素在p型掺杂层103中的掺杂浓度的比值为1.2～10。
在一些实施例中，第一掺杂元素在第一掺杂层1031中的掺杂浓度为5×1018atom/cm3～1×1021atom/cm3。第一掺杂层1031通常采用较高浓度的掺杂，目的是降低第一掺杂层1031与第一电极107之间的接触电阻，从而降低其串联电阻。掺杂浓度过高时，容易造成电池顶发射极区域少子复合增大，使得少子寿命随之降低，导致电池短路电流密度和转换效率下降，因此，需控制第一掺杂元素在第一掺杂层1031中的掺杂浓度在5×1018atom/cm3～1×1021atom/cm3。
在一些实施例中，n型掺杂层104和第二掺杂层1041均包括相同的第二掺杂元素，且第二掺杂元素在第二掺杂层1041中的掺杂浓度大于第二掺杂元素在n型掺杂层104中的掺杂浓度。
前面提到，在一些实施例中，第二掺杂元素可以为磷元素，磷元素在第二掺杂层1041中的掺杂浓度大于磷元素在n型掺杂层104中的掺杂浓度，也就是说，第二掺杂层1041为重掺杂的磷硅玻璃层。第二电极108穿透钝化膜105与重掺杂的磷硅玻璃层形成电连接，改善了掺杂导电层102的场钝化效果，同时改善了传输电阻，以及掺杂导电层102与第二电极108的接触电阻，提高电池效率。
在一些实施例中，第二掺杂元素在第二掺杂层1041中的掺杂浓度与第二掺杂元素在n型掺杂层104中的掺杂浓度的比值为1.2～20。
在一些实施例中，第二掺杂元素在第二掺杂层1041中的掺杂浓度为5×1019atom/cm3～2×1021atom/cm3。
第二掺杂层1041通常采用较高浓度的掺杂，目的是降低第二掺杂层1041与第二电极108之间的接触电阻，从而降低其串联电阻。掺杂浓度过高时，容易造成电池顶发射极区域少子复合增大，使得少子寿命随之降低，导致电池短路电流密度和转换效率下降，因此，需控制第二掺杂元素在第二掺杂层1041中的掺杂浓度在5×1019atom/cm3～2×1021atom/cm3。
在一些实施例中，p型掺杂层103和第一掺杂层1031均包括相同的第一掺杂元素，且第一掺杂层1031还包括第三掺杂元素；n型掺杂层104和第二掺杂层1041均包括相同的第二掺杂元素，且第二掺杂层1041还包括第三掺杂元素。
在一些实施例中，第三掺杂元素包括碳、氮、氧中的一种或多种。
前面提到，可以采用激光掺杂对p型掺杂层103、n型掺杂层104进行局部改性，形成第一掺杂层1031、第二掺杂层1041。在激光掺杂处理时，可以在p型掺杂层103、n型掺杂层104中掺入不同的第三掺杂元素，第三掺杂元素例如可以是碳(C)、氮(N)或氧(O)中的一种或几种，以实现对多晶硅(Poly-Si)性质的进一步调控；此时，第一掺杂层1031为掺X的硼硅玻璃层，第二掺杂层1041为掺X的磷硅玻璃层，X为C、N或O中的一种或几种。
在一些实施例中，第三掺杂元素在第一掺杂层1031中的掺杂浓度为1×1017atom/cm3～4×1022atom/cm3；第三掺杂元素在第二掺杂层1041中的掺杂浓度为1×1017atom/cm3～4×1022atom/cm3。
此处，需要说明的是，在第三掺杂元素为C的情况下，第三掺杂元素的掺杂浓度为4×1022atom/cm3表示在纯SiC里的C原子的密度。
参见图3、图4，在一些实施例中，沿垂直于基底10的厚度方向，第一掺杂层1031的宽度大于或等于第一电极107的宽度，第二掺杂层1041的宽度大于或等于第二电极108的宽度。
作为一个示例，第一掺杂层1031的宽度为40μm～500μm，第一电极107的宽度为20μm～200μm；第二掺杂层1041的宽度为60μm～500μm，第二电极108的宽度为20μm～200μm。优选的，沿垂直于基底10的厚度方向，第一掺杂层1031的宽度为220μm，第一电极107的宽度为40μm；第二掺杂层1041的宽度为250μm，第二电极108的宽度为40μm。通常第一掺杂层1031的宽度大于第一电极107的宽度，第二掺杂层1041的宽度大于第二电极108的宽度，以保证第一电极107与第一掺杂层1031的良好接触，以及第二电极108与第二掺杂层1041的良好接触。
参见图3、图4，在一些实施例中，沿垂直于基底10的厚度方向，第一掺杂层1031的宽度小于或等于p型掺杂层103的宽度，第二掺杂层1041的宽度小于或等于n型掺杂层104的宽度。
作为一个示例，第一掺杂层1031的宽度为40μm～500μm，p型掺杂层103的宽度为600μm～2000μm；第二掺杂层1041的宽度为60μm～500μm，n型掺杂层104的宽度为600μm～2000μm。优选的，沿垂直于基底10的厚度方向，第一掺杂层1031的宽度为220μm，p型掺杂层103的宽度为1200μm，第二掺杂层1041的宽度为250μm，n型掺杂层104的宽度为1400μm。通常第一掺杂层1031的宽度小于p型掺杂层103的宽度，第二掺杂层1041的宽度小于n型掺杂层104的宽度，这样一来，在形成第一掺杂层1031、第二掺杂层1041的过程中，只需对p型掺杂层103局部区域、n型掺杂层104局部区域进行掺杂改性，不需要对p型掺杂层103全部区域、n型掺杂层104全部区域进行高浓度的元素掺杂，即可后续分别和第一电极、第二电极形成较好的接触。
参见图4、图5，在一些实施例中，沿基底10的厚度方向，第一掺杂层1031的厚度小于或等于p型掺杂层103的厚度，通常第一掺杂层1031的厚度为20nm～300nm，p型掺杂层103的厚度为100nm～500nm。第二掺杂层1041的厚度小于或等于n型掺杂层104的厚度，通常第二掺杂层1041的厚度为20nm～200nm，n型掺杂层104的厚度为60nm～300nm。优选的，沿基底10的厚度方向，第一掺杂层1031的厚度为150nm，p型掺杂层103的厚度为300nm，第二掺杂层1041的厚度为100nm，n型掺杂层104的厚度为150nm。
在一些实施例中，第一掺杂层1031与P型掺杂层103的厚度差为10nm～300nm，第二掺杂层1041与n型掺杂层104的厚度差为30nm～200nm。
在一些实施例中，相邻的p型掺杂层103和n型掺杂层104之间存在间隔区。具体的，可以通过反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching，RIE)方法在p型掺杂层103(p区)和n型掺杂层104(n区)之间形成约50μm的间隔区，避免p区与n区之间接触，从而避免构成漏电通道，有利于提高电池的填充因子。
本申请实施例提供的太阳能电池，通过在基底10的背表面形成隧穿层101，然后在隧穿层101远离基底10的表面形成本征非晶硅层，并通过激光退火形成本征多晶硅层；接着分别在本征多晶硅层上间隔排布的p型掺杂区和n型掺杂区对本征多晶硅进行离子注入，退火激活后，形成p型掺杂层103和n型掺杂层104，这样一来，在基底10背表面分别形成了交替分布的p型钝化接触结构和n型钝化接触结构，分别实现对电子/空穴的选择性收集，大大降低了多子与少子的复合速率，不仅维持了较高的开路电压，还提高了填充因子。接下来，采用激光掺杂的方式对p型掺杂层103和n型掺杂层104分别进行局部改性，形成与第一电极107形成接触的第一掺杂层1031、与第二电极108形成接触的第二掺杂层1041；第一掺杂层1031、第二掺杂层1041可以为重掺杂的多晶硅层或掺杂第三掺杂元素的掺杂多晶硅层，使得掺杂导电层102具有较好的导电性，可以有效降低带有局域接触IBC电池的串联电阻，从而改善多晶硅层的钝化效果，同时改善了传输电阻以及多晶硅层与金属电极的接触电阻，提高电池转换效率。
此外，在基底10的正表面还形成有正面钝化膜109，在正面钝化膜109远离基底10正表面的一侧形成减反膜110。
在一些实施例中，正面钝化膜109的形成方法可以采用本领域中常用的方法，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的方法，例如可以采用热氧化法、ALD法、PECVD法等生长方法。
在一些实施例中，减反膜110可由能够防止表面反射的各种材料形成。例如，减反膜110的材料可以是氮化硅、含氢的氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、MgF2、ZnS、TiO2或CeO2中的一种或多种。具体地，在一些实施例中，减反膜110可以为单层结构。在另一些实施例中，减反膜110也可以为多层结构。
在一些实施例中，减反膜110的形成方法可以采用本领域中常用的方法，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的方法，例如可以采用LPCVD法、APCVD法或PECVD法等生长氮化硅薄膜，采用蒸发法或磁控溅射法生长MgF2薄膜等。
参见图6，本申请实施例还提供了一种光伏组件，包括：电池串111、背板112和盖板113，电池串111由多个上述太阳能电池连接而成；背板112用于覆盖电池串111的背表面；盖板113用于覆盖电池串111的上表面。
在一些实施例中，太阳能电池可以以整片或者多个分片的形式电连接形成多个电池串111，多个电池串111以串联和/或并联的方式进行电连接。
具体地，在一些实施例中，多个电池串111之间可以通过导电带114电连接。胶膜115覆盖太阳能电池的正面以及背面。具体地，胶膜115可以为乙烯-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)胶膜等有机封装胶膜。在一些实施例中，盖板113可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。具体地，盖板113朝向胶膜115的表面可以为凹凸表面，从而增加入射光线的利用率。
由以上技术方案，本申请实施例提供一种太阳能电池及光伏组件，通过以交替排列的p型掺杂层103和n型掺杂层104作为掺杂导电层102，且在p型掺杂层103内设置第一掺杂层1031，第一电极107穿透钝化膜105与第一掺杂层1031形成接触；以及在n型掺杂层104内设置第二掺杂层1041，第二电极108穿透钝化膜105与第二掺杂层1041形成接触；第一掺杂层1031和第二掺杂层1041采用较高浓度的掺杂或掺入其它元素(例如C、N或O)，降低了第一掺杂层1031与第一电极107之间的接触电阻，以及第二掺杂层1041与第二电极108之间的接触电阻，从而降低串联电阻，改善掺杂导电层102的钝化效果及传输电阻，提高电池效率。
本申请实施例的太阳能电池的电池效率可以达到和异质结背接触HBC电池类似的水平。前面提到，HBC电池结构中p型非晶硅层、n型非晶硅层不能经受高温过程，分别和p型非晶硅层、n型非晶硅层匹配的金属电极不能采用常规晶体硅电池的浆料，需要采用低温浆料。HBC电池的结构特点不能和传统晶体硅电池生产线很好的接轨，导致阻碍了HBC电池的大规模量产。而本申请实施例提供的太阳能电池很好的解决了这一技术问题，太阳能电池的制备可以依托传统晶体硅电池生产线，能够经受高温过程，可采用常规晶体硅电池的浆料。与HBC电池相比，本申请实施例提供的太阳能电池更具大规模量产性。
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，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池为IBC电池，包括：
基底；
依次设置在所述基底背表面的隧穿层、掺杂导电层、钝化膜以及穿透所述钝化膜与所述掺杂导电层形成接触的电极；
所述掺杂导电层包括交替排列的p型掺杂层和n型掺杂层，且相邻所述p型掺杂层和所述n型掺杂层相接触；所述p型掺杂层包括位于所述p型掺杂层内部的第一掺杂层，且所述第一掺杂层远离所述基底的一侧与所述钝化膜接触；所述n型掺杂层包括位于所述n型掺杂层内部的第二掺杂层，且所述第二掺杂层远离所述基底的一侧与所述钝化膜接触；
所述电极包括穿透所述钝化膜与所述第一掺杂层形成接触的第一电极，以及穿透所述钝化膜与所述第二掺杂层形成接触的第二电极；
沿垂直于所述基底的厚度方向，所述第一掺杂层的宽度小于所述p型掺杂层的宽度，所述第一掺杂层的宽度为40μm～500μm，所述p型掺杂层的宽度为600μm～2000μm，所述第二掺杂层的宽度小于所述n型掺杂层的宽度，且所述第一掺杂层与所述第二掺杂层不接触，所述第二掺杂层的宽度为60μm～500μm，所述n型掺杂层的宽度为600μm～2000μm；
沿所述基底的厚度方向，所述第一掺杂层的厚度小于所述P型掺杂层的厚度，所述第二掺杂层的厚度小于所述n型掺杂层的厚度，所述第一掺杂层与所述P型掺杂层的厚度差为10nm～300nm，所述第二掺杂层与所述n型掺杂层的厚度差为30nm～200nm。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述p型掺杂层和所述第一掺杂层均包括相同的第一掺杂元素，且所述第一掺杂元素在所述第一掺杂层中的掺杂浓度大于所述第一掺杂元素在所述p型掺杂层中的掺杂浓度。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂元素在所述第一掺杂层中的掺杂浓度与所述第一掺杂元素在所述p型掺杂层中的掺杂浓度的比值为1.2～10。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂元素在所述第一掺杂层中的掺杂浓度为5×1018atom/cm3～1×1021atom/cm3。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述n型掺杂层和所述第二掺杂层均包括相同的第二掺杂元素，且所述第二掺杂元素在所述第二掺杂层中的掺杂浓度大于所述第二掺杂元素在所述n型掺杂层中的掺杂浓度。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二掺杂元素在所述第二掺杂层中的掺杂浓度与所述第二掺杂元素在所述n型掺杂层中的掺杂浓度的比值为1.2～20。
7.根据权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二掺杂元素在所述第二掺杂层中的掺杂浓度为5×1019atom/cm3～2×1021atom/cm3。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述p型掺杂层和所述第一掺杂层均包括相同的第一掺杂元素，且所述第一掺杂层还包括第三掺杂元素；
所述n型掺杂层和所述第二掺杂层均包括相同的第二掺杂元素，且所述第二掺杂层还包括第三掺杂元素。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其特征在于，所述第三掺杂元素包括碳、氮、氧中的一种或多种。
10.根据权利要求8所述的太阳能电池，其特征在于，所述第三掺杂元素在所述第一掺杂层中的掺杂浓度为1×1017atom/cm3～4×1022atom/cm3；
所述第三掺杂元素在所述第二掺杂层中的掺杂浓度为1×1017atom/cm3～4×1022atom/cm3。
11.根据权利要求1至10任一项所述的太阳能电池，其特征在于，沿垂直于所述基底的厚度方向，所述第一掺杂层的宽度大于或等于所述第一电极的宽度，所述第二掺杂层的宽度大于或等于所述第二电极的宽度。
12.一种光伏组件，其特征在于，包括：
电池串，所述电池串由多个如权利要求1至11中任一项所述的太阳能电池连接而成；
背板，所述背板用于覆盖所述电池串的背表面；
盖板，所述盖板用于覆盖所述电池串的上表面。
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