CN115188834B - 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

本申请实施例涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，太阳能电池包括：基底，基底具有相对的正面和背面；位于基底的正面且在远离基底的方向上依次设置的第一钝化层、第二钝化层以及第三钝化层，第一钝化层包括电介质材料，第二钝化层包括第一SiuNv材料，1.3≤v/u≤1.7，第三钝化层包括SirOs材料，1.9≤s/r≤3.2；位于基底背面且在远离背面的方向上依次设置的隧穿氧化层和掺杂导电层，其中，掺杂导电层与基底具有相同导电类型的掺杂元素。本申请实施例有利于减小太阳能电池对入射光线的反射率。

Description

太阳能电池及其制备方法、光伏组件
技术领域
本申请实施例涉及太阳能电池领域，特别涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件。
背景技术
太阳能电池具有较好的光电转换能力，为了抑制太阳能电池表面的载流子复合，通常在太阳能电池表面制备钝化结构。通常，位于太阳能电池表面的钝化结构具有较高的折射率以及较好的钝化效果，尽可能地吸收较多的入射光线，从而增加载流子浓度。
然而，在太阳能电池表面制备钝化层后，太阳能电池对入射光线的反射率仍旧较高，从而太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子较低，导致太阳能电池的光电转化率较低。
发明内容
本申请实施例提供一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，至少有利于减小太阳能电池对入射光线的反射率。
本申请实施例提供一种太阳能电池，包括：基底，基底具有相对的正面和背面；位于基底的正面且在远离基底的方向上依次设置的第一钝化层、第二钝化层以及第三钝化层，第一钝化层包括电介质材料，第二钝化层包括第一SiuNv材料，1.3≤v/u≤1.7，第三钝化层包括SirOs材料，1.9≤s/r≤3.2；位于基底背面且在远离背面的方向上依次设置的隧穿氧化层和掺杂导电层，其中，掺杂导电层与基底具有相同导电类型的掺杂元素。
另外，第三钝化层的折射率小于第二钝化层的折射率。
另外，第三钝化层的折射率为1.4～1.6，第二钝化层的折射率为1.8～2。
另外，第三钝化层包括在远离基底方向上层叠设置的第一氧化硅层以及第二氧化硅层，第一氧化硅层中，1.9＜s/r≤2.2；第二氧化硅层中，2.2≤s/r≤3.2，且第一氧化硅层的折射率大于第二氧化硅层的折射率。
另外，电介质材料包括氧化铝、氧化钛、氧化镓、氧化铪中的一种或多种。
另外，电介质材料为AlxOy材料，且1.4≤y/x≤1.6。
另外，在垂直于正面的方向上，第三钝化层的厚度为60nm～90nm。
另外，在垂直于正面的方向上，第二钝化层的厚度为35nm～55nm。
另外，在垂直于正面的方向上，所述第一钝化层的厚度为2nm～8nm。
另外，第一钝化层的折射率为1.6～1.8。
另外，还包括：第四钝化层，第四钝化层位于掺杂导电层背离基底的一侧，第四钝化层包括第二SimNn材料，1.2≤n/m≤1.6。
另外，第四钝化层的折射率为1.9～2.1，在垂直于背面的方向上，第四钝化层的厚度为80nm～100nm。
另外，基底为N型半导体基底，掺杂导电层为N型掺杂多晶硅层、N型掺杂微晶硅层或N型掺杂非晶硅层中的至少一种。
相应地，本申请实施例还提供一种光伏组件，包括电池串，电池串由多个上述太阳能电池连接而成；封装层，封装层用于覆盖电池串的表面；盖板，盖板用于覆盖封装层远离电池串的表面。
相应地，本申请实施例还提供一种太阳能电池的制备方法包括：提供基底，基底具有相对的正面和背面；在基底的背面且在远离背面的方向上依次形成隧穿氧化层和掺杂导电层，其中，掺杂导电层与基底具有相同导电类型的掺杂元素；在基底的正面且在远离基底的方向上依次形成第一钝化层、第二钝化层以及第三钝化层，其中，第一钝化层包括电介质材料，第二钝化层包括第一SiuNv材料，且1.3≤u/v≤1.7，第三钝化层包括SirOs材料，且1.9≤s/r≤3.2。
另外，采用第一等离子体增强化学气相沉积工艺形成第三钝化层，形成第三钝化层的方法包括：向反应腔室内通入硅烷以及笑气并进行电离，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～170mW/cm2，反应腔室的压强为1600mTorr～2000mTorr，硅烷和笑气的流量比为1:15～1:20，反应时间为3s～22s。
另外，采用第一等离子体增强化学气相沉积工艺形成所述第二钝化层，形成第二钝化层的方法包括：向反应腔室内通入硅烷以及氨气并进行电离，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～180mW/cm2，反应腔室的压强为1600mTorr～2000mTorr，硅烷以及氨气的流量比为1:3～1:16，反应时间为3s～31s。
另外，采用原子层沉积工艺形成第一钝化层，形成第一钝化层的方法包括：向反应腔室内通入三甲基铝和水，三甲基铝和水的比例为1:2～1:3，温度为200℃～300℃。
另外，在形成第一钝化层之后，还包括：在氮气气氛下对第一钝化层进行退火处理，退火温度为500℃～600℃，退火时间为10min～13min。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
本申请实施例提供的太阳能电池的技术方案中，太阳能电池包括：基底，基底具有相对的正面和背面；位于基底的正面且在远离基底的方向上依次设置的第一钝化层、第二钝化层以及第三钝化层，第一钝化层包括电介质材料，第二钝化层包括第一SiuNv材料，1.3≤v/u≤1.7，通过对第一SiuNv材料中的原子数量比进行调整，使得第二钝化层具有较高的折射率，从而第二钝化层对长波光线的吸收能力较强；第三钝化层包括SirOs材料，1.9≤s/r≤3.2，调节SirOs材料中的原子数量比值，使得SirOs材料对短波光线具有较强的吸收能力，如此，可以协同第二钝化层对长波光线较强的吸收能力，使得太阳能电池整体对入射光线的吸收能力较强，从而减小太阳能电池对入射光线的反射率，同时，第一SiuNv材料以及SirOs材料具有较好的氢钝化效果，进而提高太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子，增加太阳能电池的光电转化率。
另外，第三钝化层的折射率小于第二钝化层的折射率，使得入射光线以接近垂直的角度入射，提高对入射光线的利用率，进一步减小太阳能电池对入射光线的反射率，从而增加基底背面的载流子浓度，提高太阳能电池的光电转化率。
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，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请一实施例提供的太阳能电池的一种结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的太阳能电池的另一种结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的太阳能电池的又一种结构示意图；
图4为本申请一实施例提供的太阳能电池的再一种结构示意图；
图5为本申请实施例提供的波长-反射率对比示意图；
图6至图11为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中各步骤对应的结构示意图；
图12为根据本申请给出的对比例1中太阳能电池的结构示意图；
图13为根据本申请给出的对比例2中太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，目前存在太阳能电池对入射光线的反射率较高的问题。
分析发现，导致太阳能电池对入射光线的反射率较高的原因之一在于，目前太阳能电池表面通常采用氮化硅材料作为钝化层，尽管氮化硅材料具有较好的钝化效果，但是氮化硅材料较高的折射率带来了一定的光吸收损失，即氮化硅钝化层的减反射率较低，导致太阳能电池对的入射光线的吸收能力较弱。
本申请实施例提供一种太阳能电池，包括位于于基底的正面且在远离基底的方向上依次设置的第一钝化层、第二钝化层以及第三钝化层，第一钝化层包括电介质材料，第二钝化层包括第一SiuNv材料，1.3≤v/u≤1.7，通过对第一SiuNv材料中的原子数量比进行调整，使得第二钝化层具有较高的折射率，从而第二钝化层对长波光线的吸收能力较强；第三钝化层包括SirOs材料，1.9≤s/r≤3.2，调节SirOs材料中的原子数量比值，使得SirOs材料对短波光线具有较强的吸收能力，如此，可以协同第二钝化层对长波光线较强的吸收能力，使得太阳能电池整体对入射光线的吸收能力较强，从而太阳电池表面的减反射率较大，同时，第一SiuNv材料以及SirOs材料具有较好的钝化效果，进而提高太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子，增加太阳能电池的光电转化率。
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1为本申请一实施例提供的太阳能电池的结构示意图。
参考图1，太阳能电池包括：基底100，基底100具有相对的正面和背面；位于基底100的正面且在远离基底100的方向上依次设置的第一钝化层120、第二钝化层130以及第三钝化层140，第一钝化层120包括电介质材料，第二钝化层130包括第一SiuNv材料，1.3≤v/u≤1.7，第三钝化层140包括SirOs材料，1.9≤s/r≤3.2；位于基底100背面且在远离背面的方向上依次设置的隧穿氧化层150和掺杂导电层160，其中，掺杂导电层160与基底100具有相同导电类型的掺杂元素。
基底100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100可以为硅基底100，硅基底100的材料可以包括单晶硅、多晶硅、非晶硅以及微晶硅；在另一些实施例中，基底100的材料还可以为碳单质、有机材料以及多元化合物，多元化合物包括砷化镓、碲化镉、铜铟硒等。在一些实施例中，太阳能电池为TOPCON(Tunnel Oxide PassivatedContact，隧穿氧化层150钝化接触)电池，基底100的正面和背面均用于接收入射光线。在一些实施例中，基底100的正面可以设置为金字塔绒面，以使基底100正面对入射光线的反射率较小，从而对光线的吸收利用率较大。基底100背面可以设置为非金字塔状绒面，比如层叠的台阶形貌，以使位于基底100背面的隧穿氧化层150具有较高的致密度和均匀性，使得隧穿氧化层150对基底100背面具有良好的钝化效果。
在一些实施例中，基底100为N型半导体基底100，即基底100内掺杂有N型离子，N型离子可以为磷、砷或者锑中的任意一者。基底100的正面具有发射极110，发射极110可以为P型掺杂层，掺杂有P型离子，发射极110与基底100形成PN结。在一些实施例中，发射极110可以通过对基底100的表层进行P型离子的扩散掺杂得到，被掺杂的部分基底100转化为发射极110。具体的，在一些实施例中，P型离子可以为硼离子。
第三钝化层140的SirOs材料中，1.9≤s/r≤3.2，s代表O原子的数量，r代表Si原子的数量。通过对SirOs材料中的O原子和Si原子数量的比值大小进行调节，可以调整SirOs材料的厚度大小以及折射率大小，一方面使得第三钝化层140的折射率与第二钝化层130的折射率相匹配，减小因折射率匹配性差而导致的光反射损失；另一方面，使第三钝化层140的厚度与入射光线的波长以及折射率相匹配，这是因为，当钝化层的厚度以及折射率与入射光线波长之间满足等式：入射光线波长＝4×厚度×入射率时，不仅使得钝化层具有较好的透光能力，从而对入射光线的吸收能力较强，还可以使得钝化层达到较好的钝化效果。在一些实施例中，可以设定入射光线的波长为632nm。
此外，通过调节SirOs材料中的O原子和Si原子数量的比值，使得第三钝化层140对短波光线的吸收能力较强，与第二钝化层130对长波光线较强的吸收能力相互配合，从而使得太阳能电池整体对入射光线吸收能力较强，进而增加太阳能电池基底100正面的载流子复浓度，以提高开路电压和短路电流，从而增大填充因子，提高太阳能电池的光电转化率。值得注意的是，目前太阳能电池通常呈现蓝色，这是因为目前的太阳能电池中，钝化层对短波光线的反射率较高。本申请实施例中，由于第三钝化层140对短波光线的吸收能力较强，因此，封装之后，太阳能电池组件的颜色呈现灰蓝色甚至黑色，有利于深色组件的制备。
在一些实施例中，第三钝化层140的折射率小于第二钝化层130的折射率。具体地，通过对SirOs材料中的O原子和Si原子数量的比值进行调节，使得第三钝化层140的折射率小于第二钝化层130的折射率。第三钝化层140为光疏介质，第二钝化层130为光密介质，入射光线由光疏介质进入光密介质时，由于光密介质的折射率较大，因此，位于光密介质中的入射光线与法线之间的夹角较小，因而入射光线能够以接近垂直入射的角度进入基底100，从而使得入射基底100的光线较多，进而使太阳能电池的对入射光线的反射率较小。值得注意的是，尽管第三钝化层140中的SirOs材料的折射率本身就小于第二钝化层130中第一SiuNv材料的折射率，但是，通过进一步对SirOs材料中的O原子和Si原子数量的比值进行调节，使得SirOs材料的折射率相较于第一SiuNv材料的折射率进一步降低，如此，使得入射光线从第三钝化层140进入第二钝化层130时，相较于SirOs材料的折射率未进一步减小而言，能够以更加接近垂直的角度入射，从而进一步降低太阳能电池对入射光线的反射率，增加太阳能电池基底100正面的载流子浓度，提高光电转化率。
具体地，在一些实施例中，第三钝化层140的折射率为1.4～1.6，在这个折射率范围内，一方面使得SirOs材料的折射率小于第一SiuNv材料的折射率，从而实现第三钝化层140的折射率小于第二钝化层130的折射率，因此对入射光线的吸收利用率较高。另一方面，也可以避免SirOs材料折射率过小的问题，使得第三钝化层140在这个折射率范围内，对入射光线的减反射效果较强，进一步提升对入射光线的利用率。
可以理解的是，在入射光线的波长以及第三钝化层140的折射率确定的情况下，通过对SirOs材料中的O原子和Si原子数量的比值进行调节，使得第三钝化层140的厚度与入射光线以及折射率相匹配，从而达到较好的钝化效果以及透光能力，此外，还使得第三钝化层140的厚度与第二钝化层130的厚度相匹配，使得太阳能电池基底100正面的整体钝化效果较好。
在一些实施例中，在垂直于正面的方向上，第三钝化层140的厚度为60nm～90nm。在这个厚度范围内，第三钝化层140具有较好的透光能力，可以吸收较多的短波光线。此外，在这个厚度范围内，还具有较好的钝化效果，不仅使得太阳能电池基底100正面的载流子浓度较高，还可以抑制基底100正面的载流子复合，从而提高太阳能电池的开路电压以及短路电流，进而增大太阳能电池的光电转化率。
具体地，在一些实施例中，O原子和Si原子数量的比值可以为1.9≤s/r≤2.2，第三钝化层140的折射率可以为1.51～1.6，第三钝化层140的厚度可以为60nm～67nm。在另一些实施例中，O原子和Si原子数量的比值还可以为2.2＜s/r≤2.5，第三钝化层140的折射率也可以为1.47～1.51，第三钝化层140的厚度可以为67nm～74nm；在又一些实施例中，O原子和Si原子数量的比值还可以为2.5＜s/r≤2.7，第三钝化层140的折射率可以为1.45～1.47，第三钝化层140的厚度可以为74nm～79nm；在再一些实施例中，O原子和Si原子数量的比值还可以为2.7＜s/r≤3.2，第三钝化层140的折射率可以为1.4～1.45，第三钝化层140的厚度可以为79nm～90nm。
参考图2，在一些实施例中，第三钝化层140可以为双层结构，包括在远离基底100方向上层叠设置的第一氧化硅层141和第二氧化硅层142，第一氧化硅层141以及第二氧化硅层142均包括SirOs材料。其中，第一氧化硅层141中，1.9≤s/r≤2.2；第二氧化硅层142中，2.2＜s/r≤3.2，且第一氧化硅层141的折射率大于第二氧化硅层142的折射率。
相较于第三钝化层140为单层结构而言，设置第一氧化硅层141以及第二氧化硅层142，且第一氧化硅层141的折射率大于第二氧化硅层142的折射率，使得入射光线在第三钝化层140内部的反射和干涉次数增加，更大程度的增加了第三钝化层140对入射光线的吸收，因此可以达到较好的减反射效果。
第一氧化硅层141以及第二氧化硅层142均包括SirOs材料，通过调节SirOs材料中O原子和Si原子数量比值大小，调控第一氧化硅层141和第二氧化硅层142的折射率大小以及厚度大小，使得第一氧化硅层141的折射率大于第二氧化硅层142的折射率，并且使得第一氧化硅层141和第二氧化硅层142的厚度与分别与折射率相匹配，从而第一氧化硅层141以及第二氧化硅层142具有较好的钝化效果。
具体地，在一些实施例中，第一氧化硅层141的折射率可以为1.51～1.6，具体可以为1.53～1.6，相应地，第一氧化硅层中，O原子和Si原子数量的比值可以为1.9≤s/r≤2.1，厚度可以为30nm～40nm；第二氧化硅层142的折射率可以为1.4～1.51，具体可以为1.4～1.47，相应地，第二氧化硅层中，O原子和Si原子数量的比值可以为2.4≤s/r≤3.2，厚度可以为30nm～50nm。
参考图3，在另一些实施例中，第三钝化层140还可以为三层结构，包括在远离基底100方向上层叠设置的第一氧化硅层141、第二氧化硅层142以及第三氧化硅层143，第一氧化硅层141、第二氧化硅层142以及第三氧化硅层143均包括SirOs材料，且第一氧化硅层141、第二氧化硅层142以及第三氧化硅层143的折射率依次减小。在一些实施例中，第一氧化硅层141的O原子和Si原子数量的比值可以为1.9≤s/r≤2.2，具体可以为1.9≤s/r≤2.1，折射率可以为1.51～1.6，具体可以为1.53～1.6，厚度可以为10nm～20nm；第二氧化硅层142的O原子和Si原子数量的比值可以为2.2＜s/r≤2.7，具体可以为2.2≤s/r≤2.5，折射率可以为1.45～1.51，具体可以为1.46～1.51，厚度可以为20nm～30nm；第三氧化硅层143的O原子和Si原子数量的比值可以为2.7＜s/r≤3.2，具体可以为2.9≤s/r≤3.2，折射率可以为1.4～1.45，具体可以为1.4～1.43，厚度可以为30nm～40nm。
值得注意的是，无论第三钝化层140为单层结构还是多层结构，第三钝化层140的整体折射率范围均在1.4～1.6范围内，如此，使得第三钝化层140的折射率与第二钝化层130的折射率匹配，使得基底100对入射光线的吸收能力较强。可以理解的是，在第三钝化层140的整体折射率范围均在1.4～1.6范围内的条件下，无论第三钝化层140为单层结构还是多层结构，第三钝化层140的整体厚度均在60nm～90nm范围内。
继续参考图1，第二钝化层130的第一SiuNv材料具有较高的折射率，因此第一SiuNv材料中的Si-H键密度较大，使得第一SiuNv材料具有较好的钝化效果。但是，第一SiuNv材料较高的折射率也带来了一定的光吸收损失，即对入射光线的减反射能力较差。本申请实施例中，在第二钝化层130远离基底100的一侧设置第三钝化层140，第三钝化层140中的SirOs材料具有相对较小的折射率，使得第二钝化层130较高的折射率与第三钝化层140较低的折射率光学匹配，提升基底100对入射光线的吸收能力。另外，第二钝化层130着重吸收长波光线，第三钝化层140着重吸收短波光线，使得太阳能电池对不同波段的入射光线均具有较好的吸收能力。
第二钝化层130的第一SiuNv材料中，1.3≤v/u≤1.7，其中，v代表N原子的数量，u代表Si原子的数量，通过调节N原子以及Si原子的数量比值大小，调控第二钝化层130的折射率大小以及厚度大小，使得第二钝化层130的折射率大于第三钝化层140的折射率，如此，可以使得入射光线以接近垂直的角度从第三钝化层140入射至第二钝化层130，提高对入射光线的利用率。
具体地，在一些实施例中，第二钝化层130可以为单层结构，第二钝化层130的折射率可以为1.8～2。在这个折射率范围内，第二钝化层130的折射率与第三钝化层140的折射率的光学匹配性能较好，使得基底100对入射光线的吸收能力较强，从而减小太阳能电池对入射光线的反射率。另外，在这个折射率范围内，第二钝化层130的折射率不至于过低，因此可以使得第一钝化层120的反射光线或出射光线可以通过第二钝化层130重新入射至基底100内。此外，在这个折射率范围内，第二钝化层130的钝化效果较好，可以减少基底100正面的界面态缺陷，从而抑制基底100正面的载流子复合，提高太阳能电池的光电转化率。
根据入射光线的波长以及第二钝化层130的折射率大小，设置第二钝化层130的厚度，使第二钝化层130的厚度与折射率匹配，从而使得第二钝化层130对入射光线的吸收能力以及钝化效果较好。此外，还设置第二钝化层130的厚度与太阳能电池的整体厚度相适应，防止太阳能电池的整体厚度过薄而发生断裂问题，以及防止太阳能电池的整体厚度过厚导致不易封装的问题。具体地，可以通过对Si原子以及N原子的数量比值大小进行调节，从而调控第二钝化层130的厚度大小。
具体地，在一些实施例中，在垂直于所述正面的方向上，第二钝化层130的厚度为35nm～55nm。在这个厚度范围内，第二钝化层130的厚度不至于过薄，使得第二钝化层130对入射光线的折射效果较好，避免由于第二钝化层130过薄，而产生入射光线可能经其它钝化膜层出射或者未来得及被基底100吸收便经过基底100发生出射的问题；另一方面，在这个厚度范围内，使得位于第二钝化层130内的正电荷数量满足氢钝化效果，从而进一步抑制基底100背面的载流子复合。
具体地，在一些实施例中，N原子数量和Si原子数量的比值大小可以为1.3≤v/u≤1.4，第二钝化层130的折射率可以为1.93～2，第二钝化层130的厚度可以为35nm～40nm。在另一些实施例中，N原子数量和Si原子数量的比值大小也可以为1.4＜v/u≤1.55，第二钝化层130的折射率可以为1.87～1.93，第二钝化层130的厚度可以为40nm～48nm；在又一些实施例中，N原子数量和Si原子数量的比值大小也可以为1.55＜v/u≤1.65，第二钝化层130的折射率可以为1.84～1.87，第二钝化层130的厚度可以为48nm～53nm；在再一些实施例中，N原子数量和Si原子数量的比值大小也可以为1.65＜v/u≤1.7，第二钝化层130的折射率可以为1.8～1.84，第二钝化层130的厚度可以为53nm～55nm。
参考图4，在另一些实施例中，第二钝化层130还可以为三层结构，包括在远离基底100方向上层叠设置的第一氮化硅层131、第二氮化硅层132以及第三氮化硅层133，且第一氮化硅层131、第二氮化硅层132以及第三氮化硅层133的折射率依次减小，第一氮化硅层131、第二氮化硅层132以及第三氮化硅层133均包括第一SiuNv材料。设置多层结构的原因是，可以使得长波光线中的长波光子在第二钝化层130内部多次反射和干涉，相较于只有一层氮化硅层而言，更大程度地增加了长波光子的利用率，提高长波响应，从而可以吸收更多地长波光线。
通过调节第一氮化硅层131、第二氮化硅层132以及第三氮化硅层133中的N原子数量和Si原子数量的比值，从而调控第一氮化硅层131、第二氮化硅层132以及第三氮化硅层133的折射率以及厚度。具体地，在一些实施例中，可以调节第一氮化硅层131中的N原子数量和Si原子数量的比值为1.3≤v/u≤1.4，调节第二氮化硅层132中的N原子数量和Si原子数量的比值为1.4＜v/u≤1.55，调节第三氮化硅层133中的N原子数量和Si原子数量的比值为1.55＜v/u≤1.7。
相应地，第一氮化硅层131的折射率可以为1.93～2，厚度可以为8nm～15nm；第二氮化硅层132的折射率可以为1.87～1.93，具体可以为1.88～1.9，相应地，第一氮化硅中，N原子数量和Si原子数量的比值大小可以为1.43≤v/u≤1.52，厚度可以为10nm～15nm；第三氮化硅层133的折射率可以为1.8～1.87，具体可以为1.8～1.84，相应地，第一氮化硅中，N原子数量和Si原子数量的比值大小可以为1.59≤v/u≤1.7，厚度可以为17nm～25nm。
在又一些实施例中，第二钝化层130还可以为四层结构，包括在远离基底100方向上层叠设置的第一氮化硅层131、第二氮化硅层132、第三氮化硅层133以及第四氮化硅层，第一氮化硅层131、第二氮化硅层132、第三氮化硅层133以及第四氮化硅层(未图示)均包括第一SiuNv材料，且第一氮化硅层131、第二氮化硅层132、第三氮化硅层133以及第四氮化硅层的折射率依次减小。具体地，在一些实施例中，第一氮化硅层131的N原子数量和Si原子数量的比值可以为1.3≤v/u≤1.4，具体可以为1.3≤v/u≤1.36，折射率可以为1.93～2，具体可以为1.96～2，厚度可以为8nm～13nm；第二氮化硅层132的N原子数量和Si原子数量的比值可以为1.4＜v/u≤1.55，具体可以为1.43≤v/u≤1.52，折射率可以为1.87～1.93，具体可以为1.89～1.92，厚度可以为8nm～13nm；第三氮化硅层133的N原子数量和Si原子数量的比值可以为1.55＜v/u≤1.65，具体可以为1.57≤v/u≤1.63，折射率可以为1.84～1.87，具体可以为1.85～1.86，厚度可以为9nm～14nm；第四氮化硅层的N原子数量和Si原子数量的比值可以为1.65＜v/u≤1.7，具体可以为1.67＜v/u≤1.7，折射率可以为1.8～1.84，具体可以为1.8～1.83，厚度可以为10nm～15nm。
值得注意的是，无论第二钝化层130为单层结构还是多层结构，第二钝化层130的折射率均在1.8～2范围内，如此，使得第二钝化层130的折射率与第三钝化层140的折射率光学匹配，从而基底100正面对入射光线的反射率较小，使得基地对入射光线的吸收能力较强。可以理解的是，在第二钝化层130的整体折射率范围均在1.8～2范围内的条件下，无论第二钝化层130为单层结构还是多层结构，第二钝化层130的整体厚度均在35nm～55nm范围内。
参考图5，在短波(比如，紫外光波段)范围内，本申请实施例所提供的太阳能电池相对于常规TOPCON电池具有更低的反射率，常规TOPCON电池通常采用氧化铝/氮化硅叠层作为正面钝化层，以波长为360nm为例，在波长360nm的位置，常规TOPCON电池的反射率为27％左右，而本申请实施例提供的太阳能电池的反射率为11.2％左右，下降了约58％。此外，由于在短波范围内光线的反射率较低，因此，相较于传统太阳能电池呈现蓝色，本申请实施例提供的太阳能电池能够呈现灰蓝色，从而有利于深色组件的制备。
从380nm～1050nm波长区间的平均反射率来看，本申请实施例提供的太阳能电池也有明显降低，具体地，在整体波长区间范围内，常规TOPCON电池的平均反射率为2.2％左右，而本申请实施例提供的太阳能电池的平均反射率为1.3％，下降了41％左右。此外，将本申请实施例中的第一钝化层120、第二钝化层130以及第三钝化层140应用于TOPCON电池时，可对电池的短路电流有70mA以上的提升。
第一钝化层120作为靠近基底100的钝化层，需要具有较好的钝化效果。在一些实施例中，第一钝化层120的电介质材料可以包括氧化铝、氧化钛、氧化镓、氧化铪中的一种或多种。值得注意的是，氧化铝、氧化钛、氧化镓、氧化铪为场钝化材料，对基底100正面具有场钝化效果，场钝化是指在基底100的界面处形成内建电场以减少基底100界面处的电子或空穴的浓度，从而达到表面钝化的效果，这种内建电场通常可以在基底100界面处形成固定电荷来获得。
具体地，在一些实施例中，电介质材料可以为AlxOy材料，且1.4≤y/x≤1.6，y代表O原子数量，x代表Al原子数量。AlxOy材料具有较好的场钝化效果，这是因为AlxOy材料可以提供足够数量的固定负电荷，从而在基底100正面形成内建电场，以减少基底100正面处的少数载流子浓度，抑制载流子复合，从而提升太阳能电池的开路电压以及短路电流。此外，AlxOy材料还具有一定的化学钝化效果，即通过减小基底100正面的缺陷数量以达到抑制载流子复合的速率。具体地，通过调节O原子数量和Al原子数量的比值大小来调节第一钝化层120的折射率大小以及厚度大小，从而使得第一钝化层120的折射率与厚度匹配，使得第一钝化层120具有较好的钝化效果。
具体地，在一些实施例中，第一钝化层120的折射率为1.6～1.8。在这个折射率范围内，第一钝化层120的折射率与第二钝化层130的折射率相匹配，减小因折射率匹配性差而导致的光反射损失，使得第一钝化层120对入射光线具有较好的吸收能力。
在入射光线波长以及折射率确定的条件下，可以确定第一钝化层120的厚度，以使第一钝化层120的厚度与折射率相匹配，从而使第一钝化层120具有较好的钝化效果。具体地，在一些实施例中，在垂直于正面的方向上，第一钝化层120的厚度为2nm～8nm。此时，第一钝化层120具有较强的负电性，从而可以实现载流子的选择性传输。此外，第一钝化层120的厚度与场钝化效果有关，第一钝化层120厚度越大，即第一钝化层120的场钝化效果越好。调控第一钝化层120的厚度在这个比值范围内，使得第一钝化层120既具有较好的场钝化效果，同时也可以避免由于厚度过大而导致基底100受到应力损伤的问题。
具体地，在一些实施例中，O原子和Al原子数量的比值大小可以为1.4≤y/x≤1.42，第一钝化层120的折射率可以为1.78～1.8，第一钝化层120的厚度可以为2nm～2.6nm。在另一些实施例中，O原子和Al原子数量的比值大小可以为1.42＜y/x≤1.48，第一钝化层120的折射率可以为1.72～1.78，第一钝化层120的厚度可以为2.6nm～4.4nm；在又一些实施例中，O原子和Al原子数量的比值大小可以为1.48＜y/x≤1.55，第一钝化层120的折射率可以为1.65～1.72，第一钝化层120的厚度可以为4.4nm～6.5nm；在再一些实施例中，O原子和Al原子数量的比值大小可以为4＜y/x≤7，第一钝化层120的折射率可以为1.6～1.65，第一钝化层120的厚度可以为6.5nm～8nm。
在基底100背面设置隧穿氧化层150和掺杂导电层160作为钝化接触结构，隧穿氧化层150用于实现背面的界面钝化，在一些实施例中，隧穿氧化层150的材料可以为电介质材料，例如氧化硅。掺杂导电层160用于形成场钝化，掺杂导电层160与基底100具有相同导电类型的掺杂元素，在一些实施例中，掺杂导电层160可以为N型掺杂多晶硅、N型掺杂微晶硅或N型掺杂非晶硅的一种或多种，掺杂导电层160中包含N型掺杂离子，例如可以为磷、砷或者锑中的任意一者。
具体地，在一些实施例中，掺杂导电层160为掺杂多晶硅层，在垂直于背面的方向上，掺杂导电层160的厚度范围为60nm～150nm，例如为60nm、80nm或120nm。
在一些实施例中，还可以包括第四钝化层170，第四钝化层170位于掺杂导电层160背离基底100的一侧，第四钝化层170包括第二SimNn材料，1.2≤n/m≤1.6。第四钝化层170用于增强入射光在电池背部的反射效果，此外，还用于增强基底100背面钝化接触结构的钝化效果。第二SimNn材料中的n代表N原子的数量，m代表Si原子的数量，通过调节n/m的比值大小，调节第四钝化层170的折射率大小以及厚度大小。具体地，在一些实施例中，第四钝化层170为单层结构，第四钝化层170的折射率可以为1.9～2.1，厚度可以为80nm～100nm。在另一些实施例中，第四钝化层170可以为多层结构，且在沿基底100背面朝向掺杂导电层160的方向上，每一层的折射率逐渐降低，如此，有利于利用内反射增强入射光在电池背部的反射效果。
太阳能电池还包括第一电极180以及第二电极190，第一电极180位于基底100的正面，贯穿第三钝化层140、第二钝化层130以及第一钝化层120与发射极110电连接；第二电极190位于基底100的背面，且贯穿第四钝化层170与导电掺杂层电连接。
上述实施例提供的太阳能电池中，在基底100的正面且在远离基底100的方向上依次设置的第一钝化层120、第二钝化层130以及第三钝化层140，第一钝化层120包括电介质材料，第二钝化层130包括第一SiuNv材料，1.3≤v/u≤1.7，通过对第一SiuNv材料中的原子数量比进行调整，使得第二钝化层130具有较高的折射率，从而第二钝化层130对长波光线的吸收能力较强；第三钝化层140包括SirOs材料，1.9≤s/r≤3.2，调节SirOs材料中的原子数量比值，使得SirOs材料对短波光线具有较强的吸收能力，如此，可以协同第二钝化层130对长波光线较强的吸收能力，使得太阳能电池整体对入射光线的吸收能力较强，从而太阳电池表面的减反射率较大，同时，第一SiuNv材料以及SirOs材料具有较好的钝化效果，进而提高太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子，增加太阳能电池的光电转化率。
相应地，本申请实施例还提供一种光伏组件，光伏组件包括电池串，电池串由多个上述实施例提供的太阳能电池连接而成；封装层，封装层用于覆电池串的表面；盖板，盖板用于覆盖封装层远离电池串的表面。太阳能电池以整片或者多分片(例如，1/2等分片、1/3等分片、1/4等分片等多分片)的形式电连接形成多个电池串，多个电池串以串联和/或并联的方式进行电连接。具体地，在一些实施例中，多个电池串之间可以通过导电带电连接。封装层覆盖太阳能电池的正面以及背面，在一些实施例中，位于太阳能电池背面的封装层可以为白色，如此，使得从太阳能电池正面入射的入射光线从相邻的两个太阳能电池之间的间隙照射至太阳能电池的背面时，通过白色的封装层，可以反射至太阳能电池正面的盖板处，再进行二次反射至太阳能电池正面，从而增加对入射光线的吸收能力。具体地，在一些实施例中，封装层的材质可以为EVA、POE或PET等有机材料。在一些实施例中，盖板可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。具体地，盖板朝向封装层的表面可以为凹凸表面，从而增加入射光线的利用率。本申请实施例提供的光伏组件的太阳能电池正面具有第一钝化层120、第二钝化层130以及第三钝化层140，其中第二钝化层130着重吸收长波光线，第三钝化层140着重吸收短波光线，如此，使得太阳能电池对不同波段的入射光线具有较强的吸收能力，从而降低太阳能电池基底100正面对光线的反射率。因此，在封装太阳能电池形成太阳能电池组件之后，太阳能电池组件整体呈现灰蓝色甚至黑色，有利于深色组件的制备。
相应地，本申请另一实施例还提供一种太阳能电池的制备方法，该太阳能电池的制备方法可以形成上一申请实施例提供的太阳能电池，以下将结合附图对本申请另一实施例提供的半导体结构的制备方法进行详细说明。
图6至图12为本申请另一实施例提供的太阳能电池的制备方法中各步骤对应的结构示意图。
参考图6，提供基底100，基底100具有相对的正面和背面。
基底100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100可以为硅基底100，硅基底100的材料可以包括单晶硅、多晶硅、非晶硅以及微晶硅；在另一些实施例中，基底100的材料还可以为碳单质、有机材料以及多元化合物，多元化合物包括砷化镓、碲化镉、铜铟硒等。在一些实施例中，太阳能电池为TOPCON(Tunnel Oxide PassivatedContact，隧穿氧化层150钝化接触)电池，基底100的正面和背面均用于接收入射光线。在一些实施例中，基底100的正面可以设置为金字塔绒面，以使基底100正面对入射光线的反射率较小，从而对光线的吸收利用率较大。在一些实施例中，基底100为N型半导体基底，即基底100内掺杂有N型离子，N型离子可以为磷、砷或者锑中的任意一者。
参考图7，形成发射极110。
在一些实施例中，基底100为N型半导体基底，发射极110可以为P型发射极。具体地，形成发射极110的具体工艺方法可以为：对基底100的正面进行硼扩散处理，形成发射极110，发射极110与N型基底100形成PN结。值得注意的是，在形成发射极110后，需要去除硼扩散处理形成的硼硅玻璃，使如此，后续在发射极110上形成第一钝化层120时，使得第一钝化层120的厚度均匀，有利于提高基底100正面对入射光线的吸收能力。具体地，硼扩散处理所使用的硼源包括液态三溴化硼。
参考图8，在基底100的背面且在远离背面的方向上依次形成隧穿氧化层150和掺杂导电层160，其中，掺杂导电层160与基底100具有相同导电类型的掺杂元素。
在一些实施例中，采用变温式工艺以及化学气相沉积法在基底100背面沉积形成隧穿氧化层150。在沉积过程中，控制升温速率为0.5℃/min～3℃/min，例如为1.0℃/min、1.5℃/min、2.0℃/min或2.5℃/min等，沉积温度为560℃～620℃，例如为570℃、590℃或610℃等，沉积时间为3min～10min，例如为4min、6min或8min等。在另一些实施例中，还可以采用原位生成工艺形成隧穿氧化层150，例如采用热氧化工艺以及硝酸钝化等工艺原位生成隧穿氧化层150。
具体地，在一些实施例中，形成的隧穿氧化层150的厚度可以为1nm～2nm，例如1.2nm、1.4nm、1.6nm或1.8nm。
在一些实施例中，在形成隧穿氧化层150之后，可以采用沉积工艺在隧穿氧化层150表面形成掺杂导电层160。具体地，可以采用沉积工艺在隧穿氧化层150表面沉积本征多晶硅以形成多晶硅层，并通过离子注入以及源扩散的方式掺杂磷离子，形成N型掺杂多晶硅层，掺杂多晶硅层作为掺杂导电层160。
具体地，在一些实施例中，在垂直于基底100背面的方向上，形成的掺杂导电层160的厚度可以为60nm-150nm，例如为60nm、80nm或120nm。
参考图9至图12，在基底100的正面且在远离基底100的方向上依次形成第一钝化层120、第二钝化层130以及第三钝化层140，其中，所述第一钝化层120包括电介质材料，所述第二钝化层130包括第一SiuNv材料，且1.3≤v/u≤1.7，所述第三钝化层140包括SirOs材料，且1.9≤s/r≤3.2。
参考图9，在隧穿氧化层150表面形成第一钝化层120，第一钝化层120包括AlxOy材料。在一些实施例中，可以采用原子层沉积工艺形成第一钝化层120，形成第一钝化层120的方法包括：向反应腔室内通入三甲基铝和水，三甲基铝和水的比例为1:2～1:3，温度为200℃～300℃。所形成的第一钝化层120中，AlxOy材料的O原子数量与Al原子数量的比值为1.4≤y/x≤1.6，且第一钝化层120的折射率为1.6～1.8，厚度为2nm～8nm。
在一些实施例中，在形成第一钝化层120之后，还包括：在氮气气氛下对第一钝化层120进行退火处理，退火温度为500℃～600℃，退火时间为10min～13min，如此可以以去除残余水分子和有机官能团。
参考图10，在第一钝化层120表面形成第二钝化层130，第二钝化层130包括第一SiuNv材料。在一些实施例中，可以采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成第二钝化层130，形成第二钝化层130的方法包括：向反应腔室内通入硅烷以及氨气并进行电离，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～180mW/cm2，反应腔室的压强为1600mTorr～2000mTorr，硅烷以及氨气的流量比为1:3～1:16，反应时间为3s～31s。
在一些实施例中，第二钝化层130可以为三层结构，可以包括在远离基底100方向上层叠设置的第一氮化硅层131(参考图4)、第二氮化硅层132(参考图4)以及第三氮化硅层133(参考图4)。形成第二钝化层130的工艺方法为：在反应腔室内通入硅烷以及氨气并进行电离，在第一钝化层120表面形成第一氮化硅层131，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～170mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和氨气的气体流量比可以为1:3～1:5，反应时间可以为4s～6s；在反应腔室内继续通入硅烷以及氨气并进行电离，在第一氮化硅层131表面形成第二氮化硅层132，单位面积脉冲功率为150mW/cm2～180mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和氨气的气体流量比为1:5～1:9，反应时间可以为5s～8s；在反应腔室内继续通入硅烷以及氨气并进行电离，在第二氮化硅层132表面形成第三氮化硅层133，单位面积脉冲功率为150mW/cm2～180mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和氨气的气体流量比为1:9～1:16，反应时间可以为10s～14s。
基于上述制备工艺，形成的第一氮化硅层131中，N原子和Si原子的数量比值为1.3≤s/r≤1.4，第一氮化硅层131的折射率为1.93～2.0，厚度为8nm～15nm；形成的第二氮化硅层132中，N原子和Si原子的数量比值为1.4＜s/r≤1.55，第二氮化硅层132的折射率为1.87～1.93，厚度为10nm～15nm；第三氮化硅层133中，N原子和Si原子的数量比值为1.55＜s/r≤1.7，第三氮化硅层133的折射率为1.8-1.87，厚度为17nm～25nm。
在另一些实施例中，第二钝化层130还可以为四层结构，包括在远离基底100方向上层叠设置的第一氮化硅层131、第二氮化硅层132、第三氮化硅层133以及第四氮化硅层。具体地，形成第二钝化层130的工艺方法为：在反应腔室内通入硅烷以及氨气并进行电离，在第一钝化层120表面形成第一氮化硅层131，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～170mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和氨气的气体流量比可以为1:3～1:5，反应时间可以为3s～5s；在反应腔室内继续通入硅烷以及氨气并进行电离，在第一氮化硅层131表面形成第二氮化硅层132，单位面积脉冲功率为150mW/cm2～180mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和氨气的气体流量比为1:5～1:7，反应时间可以为4s～6s；在反应腔室内继续通入硅烷以及氨气并进行电离，在第二氮化硅层132表面形成第三氮化硅层133，单位面积脉冲功率为150mW/cm2～180mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和氨气的气体流量比为1:7～1:10，反应时间可以为4s～6s；在反应腔室内继续通入硅烷以及氨气并进行电离，在第三氮化硅层133表面形成第四氮化硅层，单位面积脉冲功率为150mW/cm2～180mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和氨气的气体流量比为1:10～1.16，反应时间可以为10s～14s。
参考图11，在第二钝化层130表面形成第三钝化层140，第三钝化层140包括SirOs材料。具体地，在一些实施例中，可以采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成第三钝化层140，形成第三钝化层140的方法包括：向反应腔室内通入硅烷以及笑气并进行电离，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～170mW/cm2，反应腔室的压强为1600mTorr～2000mTorr，硅烷和笑气的流量比为1:15～1:20，反应时间为3s～22s。
在一些实施例中，第三钝化层140可以为两层结构，可以包括在远离基底100方向上层叠设置的第一氧化硅层141(参考图2)以及第二氧化硅层142(参考图2)。形成第二钝化层130的工艺方法为：在反应腔室内通入硅烷以及笑气并进行电离，在第二钝化层130表面形成第一氧化硅层141，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～170mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和笑气的气体流量比可以为1:15～1:17，反应时间可以为6s～8s；在反应腔室内继续通入硅烷以及笑气并进行电离，在第一氧化硅层141表面形成第二氧化硅层142，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～170mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和笑气的气体流量比为1:17～1:20，反应时间可以为6s～10s。
基于上述制备工艺，形成的第一氧化硅层141中，O原子和Si原子的数量比值为1.9≤s/r≤2.2，第一氧化硅层141的折射率为1.51～1.6，厚度为30nm～40nm；形成的第二氧化硅层142中，O原子和Si原子的数量比值为2.2＜s/r≤3.2，第二氧化硅层142的折射率为1.4～1.51，厚度为30nm～50nm。
在另一些实施例中，第三钝化层140也可以为三层结构，可以包括在远离基底100方向上层叠设置的第一氧化硅层141(参考图3)、第二氧化硅层142(参考图3)以及第三氧化硅层143(参考图3)。形成第二钝化层130的工艺方法为：在反应腔室内通入硅烷以及笑气并进行电离，在第二钝化层130表面形成第一氧化硅层141，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～170mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和笑气的气体流量比可以为1:15～1:16.5，反应时间可以为3s～6s；在反应腔室内继续通入硅烷以及笑气并进行电离，在第一氧化硅层141表面形成第二氧化硅层142，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～170mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和笑气的气体流量比为1:16.5～1:18，反应时间可以为3s～6s；在反应腔室内继续通入硅烷以及笑气并进行电离，在第二氧化硅层142表面形成第三氧化硅层143，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～170mW/cm2，反应腔体的压强为1600mTorrr～2000mTorr，硅烷和笑气的气体流量比为1:18～1:20，反应时间可以为6s～10s。
基于上述制备工艺，形成的第一氧化硅层141中，O原子和Si原子的数量比值为1.9≤s/r≤2.2，第一氧化硅层141的折射率为1.51～1.6，厚度为10nm～20nm；形成的第二氧化硅层142中，O原子和Si原子的数量比值为2.2＜s/r≤2.7，第二氧化硅层142的折射率为1.45～1.51，厚度为20nm～30nm；形成的第三氧化硅层143中，O原子和Si原子的数量比值为2.7＜s/r≤3.2，第三氧化硅层143的折射率为1.4～1.45，厚度为30nm～40nm。
参考图1，在掺杂导电层160上形成第四钝化层170，以及形成第一电极180和第二电极190。
在一些实施例中，第四钝化层170包括第二SimNn材料，具体地，可以采用等离子体增强化学气相沉积工艺在掺杂导电层160表面形成第四钝化层170。在一些实施例中，形成的第四钝化层170可以为单层结构，在另一些实施例中，形成的第四钝化层170也可以为多层结构，且在沿基底100背面指向掺杂导电层160的方向上，每一层的折射率逐渐减小。
在形成第四钝化层170之后，在基底100正面的第三钝化层140以及基底100背面的第四钝化层170表面进行金属化处理，具体包括丝网印刷工艺和高温烧结工艺，以形成与基底100正面的发射极110电连接的第一电极180以及与基底100背面掺杂导电层160电连接的第二电极190，且形成的第一电极180贯穿基底100正面的第三钝化层140、第二钝化层130以及第一钝化层120，形成的第二电极190贯穿第四钝化层170。
上述实施例提供的太阳能电池的制备方法中，包括：在基底100的正面且在远离基底100的方向上依次形成第一钝化层120、第二钝化层130以及第三钝化层140，其中，第一钝化层120包括电介质材料，第二钝化层130包括第一SiuNv材料，且1.3≤u/v≤1.7，通过对第一SiuNv材料中的原子数量比进行调整，使得第二钝化层130具有较高的折射率，从而第二钝化层130对长波光线的吸收能力较强，且第二钝化层130中的第一SiuNv材料具有较好的氢钝化效果，第三钝化层140包括SirOs材料，且1.9≤s/r≤3.2，调节SirOs材料中的原子数量比值，使得SirOs材料对短波光线具有较强的吸收能力，如此，可以协同第二钝化层130对长波光线较强的吸收能力，使得太阳能电池整体对入射光线的吸收能力较强，从而太阳电池表面的减反射率较大，同时，第一SiuNv材料以及SirOs材料具有较好的钝化效果，进而提高太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子，增加太阳能电池的光电转化率。
对比例1
对比例1提供了一种太阳能电池的结构，具体结构如图12所示，包括：基底200，基底200具有相对的正面和背面；位于基底200正面的正面钝化层220，正面钝化层包括SiaNb材料。
参照图1所示的本申请实施例的太阳能电池结构，对比例1与本申请实施例的区别之处在于，对比例1仅在基底200正面设置了一层正面钝化层220，正面钝化层220的材料为SiaNb材料，本申请实施例在基底100正面且远离基底100的方向上依次设置了第一钝化层120、第二钝化层130以及第三钝化层140，其中，第一钝化层120包括电介质材料，第二钝化层130包括第一SiuNv材料，第三钝化层140包括SirOs材料，通过对比实验发现，本申请实施例与对比例1的参数对比如表一所示：
表一
从表一中可以看出，相较于对比例1而言，本申请实施例中的太阳能电池对入射光线的反射率更低，且本申请实施例中的开路电压、短路电流、填充因子以及并联电阻均更大，从而本申请实施例中的太阳能电池的转换效率更高。其中，太阳能电池对入射光线的反射率相较于对比例1而言低0.62％，太阳能电池的转换效率相较于对比例1而言高0.88％。这是因为对比例1中，仅设置SiaNb材料作为单层钝化层结构，尽管SiaNb材料具有较高的折射率，但是高的折射率也带来了一定的光吸收损失，对入射光线的吸收能力较差。而本申请实施例中，设置第一SiuNv材料作为第二钝化层130着重吸收长波光线，设置SirOs材料作为第三层钝化层，着重吸收短波光线，使得太阳能电池对不同波段的入射光线具有较好的吸收能力，如此，使得太阳能电池对入射光线的利用率较高，从而增加了基底100背面的载流子浓度，从而提高太阳能电池的转换效率。
对比例2
对比例2提供了一种太阳能电池的结构，具体结构如图13所示，包括：基底300，基底300具有相对的正面和背面；位于基底300正面且在远离基底300方向上依次设置的第一钝化层320以及第二钝化层330，第一钝化层320包括AjOk材料，第二钝化层330包括SipNq材料。
参照图1所示的本申请实施例的太阳能电池结构，对比例2与本申请实施例的区别之处在于，对比例2仅在基底300正面设置了两层钝化层，本申请实施例在基底100正面且远离基底100的方向上依次设置了第一钝化层120、第二钝化层130以及第三钝化层140，其中，第一钝化层120包括电介质材料，第二钝化层130包括第一SiuNv材料，第三钝化层140包括SirOs材料，通过对比实验发现，本申请实施例与对比例2的参数对比如表二所示：
表二
从表一中可以看出，相较于对比例2而言，本申请实施例中的太阳能电池对入射光线的反射率更低，且本申请实施例中的开路电压、短路电流、填充因子以及并联电阻均更大，从而本申请实施例中的太阳能电池的转换效率更高。其中，太阳能电池对入射光线的反射率相较于对比例2而言低0.68％，太阳能电池的转换效率相较于对比例2而言高0.25％。这是因为，对比例2中由于仅设置SipNq材料作为第二钝化层330，因此仅对长波光线具有较好的吸收效果。本申请实施例中，设置SirOs材料作为第三层钝化层，着重吸收短波光线，与第二钝化层130中的第一SiuNv材料相互配合，使得太阳能电池对不同波段的入射光线具有较好的吸收能力。且本申请实施例中，设置第三钝化层140的折射率小于第二钝化层130的折射率，使得入射光线从光疏介质进入光密介质，以接近垂直的角度入射基底100，如此，对入射光线的利用率较高，从而增加了基底100背面的载流子浓度，从而提高太阳能电池的转换效率。
本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。
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 (19)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
基底，所述基底具有相对的正面和背面；
位于所述基底的所述正面且在远离所述基底的方向上依次设置的第一钝化层、第二钝化层以及第三钝化层，所述第一钝化层包括电介质材料，所述第二钝化层包括第一SiuNv材料，1.3≤v/u≤1.7，所述第二钝化层包括：在远离所述基底方向上层叠设置的第一氮化硅层、第二氮化硅层以及第三氮化硅层，所述第一氮化硅层、所述第二氮化硅层以及所述第三氮化硅层的折射率依次减小，所述第一氮化硅层、所述第二氮化硅与所述第三氮化硅层均包括所述第一SiuNv材料，且所述第一氮化硅层中的N原子数量和Si原子数量的比值为1.3≤v/u≤1.4，所述第二氮化硅层中的N原子数量和Si原子数量的比值为1.4＜v/u≤1.55，所述第三氮化硅层中N原子数量和Si原子数量比值为1.55＜v/u≤1.7；所述第三钝化层包括SirOs材料，1.9≤s/r≤3.2；
位于所述基底背面且在远离所述背面的方向上依次设置的隧穿氧化层和掺杂导电层，其中，所述掺杂导电层与所述基底具有相同导电类型的掺杂元素。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第三钝化层的折射率小于所述第二钝化层的折射率。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述第三钝化层的折射率为1.4～1.6，所述第二钝化层的折射率为1.8～2。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第三钝化层包括在远离所述基底方向上层叠设置的第一氧化硅层以及第二氧化硅层，所述第一氧化硅层中，1.9＜s/r≤2.2；所述第二氧化硅层中，2.2≤s/r≤3.2，且所述第一氧化硅层的折射率大于所述第二氧化硅层的折射率。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述电介质材料包括氧化铝、氧化钛、氧化镓、氧化铪中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述电介质材料为AlxOy材料，且1.4≤y/x≤1.6。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，在垂直于所述正面的方向上，所述第三钝化层的厚度为60nm～90nm。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，在垂直于所述正面的方向上，所述第二钝化层的厚度为35nm～55nm。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，在垂直于所述正面的方向上，所述第一钝化层的厚度为2nm～8nm。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层的折射率为1.6～1.8。
11.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，还包括：第四钝化层，所述第四钝化层位于所述掺杂导电层背离所述基底的一侧，所述第四钝化层包括第二SimNn材料，1.2≤n/m≤1.6。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池，其特征在于，所述第四钝化层的折射率为1.9～2.1，在垂直于所述背面的方向上，所述第四钝化层的厚度为80nm～100nm。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述基底为N型半导体基底，所述掺杂导电层为N型掺杂多晶硅层、N型掺杂微晶硅层或N型掺杂非晶硅层中的至少一种。
14.一种光伏组件，其特征在于，包括：
电池串，所述电池串由多个权利要求1至13中任一项所述的太阳能电池连接而成；
封装层，所述封装层用于覆盖所述电池串的表面；
盖板，所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。
15.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
提供基底，所述基底具有相对的正面和背面；
在所述基底的背面且在远离所述背面的方向上依次形成隧穿氧化层和掺杂导电层，其中，所述掺杂导电层与所述基底具有相同导电类型的掺杂元素；
在所述基底的正面且在远离所述基底的方向上依次形成第一钝化层、第二钝化层以及第三钝化层，其中，所述第一钝化层包括电介质材料，所述第二钝化层包括第一SiuNv材料，且1.3≤v/u≤1.7，所述第二钝化层包括：在远离所述基底方向上层叠设置的第一氮化硅层、第二氮化硅层以及第三氮化硅层，所述第一氮化硅层、所述第二氮化硅层以及所述第三氮化硅层的折射率依次减小，所述第一氮化硅层、所述第二氮化硅与所述第三氮化硅层均包括所述第一SiuNv材料，且所述第一氮化硅层中的N原子数量和Si原子数量的比值为1.3≤v/u≤1.4，所述第二氮化硅层中的N原子数量和Si原子数量的比值为1.4＜v/u≤1.55，所述第三氮化硅层中N原子数量和Si原子数量比值为1.55＜v/u≤1.7；所述第三钝化层包括SirOs材料，且1.9≤s/r≤3.2。
16.根据权利要求15所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成所述第三钝化层，形成所述第三钝化层的方法包括：向反应腔室内通入硅烷以及笑气并进行电离，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～170mW/cm2，所述反应腔室的压强为1600mTorr～2000mTorr，所述硅烷和所述笑气的流量比为1:15～1:20，反应时间为3s～22s。
17.根据权利要求15所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成所述第二钝化层，形成所述第二钝化层的方法包括：向反应腔室内通入硅烷以及氨气并进行电离，单位面积脉冲功率为140mW/cm2～180mW/cm2，所述反应腔室的压强为1600mTorr～2000mTorr，所述硅烷以及所述氨气的流量比为1:3～1:16，反应时间为3s～31s。
18.根据权利要求15所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺形成所述第一钝化层，形成所述第一钝化层的方法包括：向反应腔室内通入三甲基铝和水，所述三甲基铝和所述水的比例为1:2～1:3，温度为200℃～300℃。
19.根据权利要求18所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，在形成所述第一钝化层之后，还包括：在氮气气氛下对所述第一钝化层进行退火处理，退火温度为500℃～600℃，退火时间为10min～13min。
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