CN115394861A - 一种太阳能电池及其制造方法、光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池及其制造方法、光伏组件，涉及太阳能电池技术领域，用于简化太阳能电池的制造工序，提升太阳能电池的制造效率。所述太阳能电池包括：半导体基底和第一钝化层。半导体基底包括掺杂区。掺杂区位于半导体基底的一侧，掺杂区掺杂有掺杂元素。第一钝化层位于半导体基底形成有掺杂区的一侧。第一钝化层的材料包括掺杂元素的化合物。所述太阳能电池的制造方法用于制造上述太阳能电池。所述太阳能电池应用于光伏组件中。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制造方法、光伏组件。
背景技术
太阳能电池作为绿色能源，对节能减排起着积极的作用。随着光伏行业的发展，太阳能电池技术日益成熟。
但是，现有的制造太阳能电池的方法较为复杂，例如，现有的制造方法是在半导体基底的一侧至少分两步工序分别形成掺杂区和钝化层，这样会导致太阳能电池的制造工序增加，降低了太阳能电池的制造效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池及其制造方法、光伏组件，用于简化太阳能电池的制造工序，提升太阳能电池的制造效率。
第一方面，本发明提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基底和第一钝化层。
上述半导体基底包括掺杂区。掺杂区位于半导体基底的一侧，掺杂区掺杂有掺杂元素。上述第一钝化层，位于半导体基底形成有掺杂区的一侧。第一钝化层的材料包括掺杂元素的化合物。
采用上述技术方案的情况下，上述半导体基底的一侧形成有掺杂区。该掺杂区掺杂有掺杂元素。并且，位于半导体基底形成有掺杂区一侧的第一钝化层，其材料包括上述掺杂元素的化合物。换句话说，上述第一钝化层的材料包括掺杂区内掺杂元素的化合物。基于此，在实际制造本发明提供的太阳能电池的制造过程中，可以将制造第一钝化层的材料层作为掺杂源，通过对掺杂元素的化合物进行处理，使上述化合物内与掺杂元素相同的元素掺杂到半导体基底内，以在半导体基底内获得掺杂区的同时，还能够在半导体基底形成有掺杂区的一侧获得第一钝化层，也就是说，掺杂元素的化合物既可以作为掺杂源，用于在半导体基底内形成掺杂区，又可以作为第一钝化层的材料，从而可以解决现有技术中必须采用不同的工艺并通过至少两个操作步骤才能够在半导体基底的一侧形成掺杂区和第一钝化层，而导致太阳能电池的制造工序增加的问题，简化太阳能电池的制造流程，提高太阳能电池的制造效率。
作为一种可能的实现方式，上述掺杂元素为磷，第一钝化层的材料包括氧化磷。此时，可以根据实际制造需求将包括氧化磷的材料层作为掺杂源，并以氧化磷中的磷作为掺杂元素掺杂至半导体基底内，以在半导体基底的一侧形成掺杂有磷的N型掺杂区。同时，在形成掺杂区的过程中，化合物氧化磷中的氧可以与半导体基底的主体材料反应，形成上述主体材料的氧化物，以实现对半导体基底形成有掺杂区一侧的至少部分表面进行钝化，降低不同导电类型的载流子在半导体基底被第一钝化层覆盖部分处的复合速率，提高太阳能电池的光电转换效率。
作为另一种可能的实现方式，上述掺杂元素为铝，第一钝化层的材料包括氧化铝、氮化铝和碳化铝中的至少一个。此时，可以根据实际需求将包括氧化铝、氮化铝和碳化铝中至少一个的材料层作为掺杂源，并以掺杂源中的铝作为掺杂元素掺杂至半导体基底内，获得掺杂有铝的P型掺杂区。并且，上述化合物中的氧、氮或碳也能够与半导体基底的主体材料反应形成主体材料的氧化物、氮化物或碳化物，以实现对半导体基底形成有掺杂区一侧的至少部分表面进行钝化。同时，不同材料的钝化层对不同主体材料和不同掺杂类型的半导体基底的钝化效果不同，故在第一钝化层的材料包括氧化铝、氮化铝和碳化铝中至少一个的情况下，还能够根据半导体基底的主体材料和掺杂类型、以及实际需求从上述氧化铝、氮化铝和碳化铝中选取合适的材料制造第一钝化层，以提升钝化效果，进一步降低不同导电类型的载流子在半导体基底被第一钝化层覆盖部分处的复合速率，提高太阳能电池的光电转换效率。
作为又一种可能的实现方式，上述掺杂元素为镓，第一钝化层的材料包括氧化镓、氮化镓和碳化镓中的至少一个。其中，该情况下具有的有益效果可以参考前文所述的掺杂元素为铝、以及第一钝化层的材料包括氧化铝、氮化铝和碳化铝中至少一个具有的有益效果，此处不再赘述。另外，因镓元素和铝元素对应的原子重量和激活能量不同。其中，原子重量影响掺杂区的掺杂深度，激活能量影响退火处理时退火温度的高低，因此在掺杂类型为P型的情况下可以根据实际应用场景中对掺杂深度和退火温度的要求选择镓或铝作为掺杂元素，提高本发明提供的太阳能电池对不同应用场景的适用性。
作为一种可能的实现方式，上述掺杂区的导电类型与半导体基底的导电类型相同，且掺杂区的掺杂浓度大于半导体基底的掺杂浓度。在此情况下，掺杂区起到场钝化的作用。因掺杂区的掺杂浓度大于半导体基底的掺杂浓度，故掺杂区具有较高的电导率，有利于保证相应导电类型的载流子的有效传输，提高太阳能电池的短路电流。
作为另一种可能的实现方式，上述掺杂区的导电类型与半导体基底的导电类型相反。在此情况下，掺杂区作为太阳能电池的发射极，其与半导体基底共同构成PN结，以形成内建电场，使得半导体基底吸收光子并产生电子和空穴对后，该电子和空穴对在内建电场的作用下分离，并分别通过背场和发射极引出。
作为一种可能的实现方式，上述掺杂区整层掺杂在半导体基底的一侧，第一钝化层整层设置在半导体基底形成有掺杂区的一侧。
采用上述技术方案的情况下，当掺杂区的导电类型与半导体基底的导电类型相反时，掺杂区整层掺杂在半导体基底的一侧可以使得由掺杂区和半导体基底共同构成的PN结分布在半导体基底形成有掺杂区的整个表面，使得沿着平行于半导体基底的表面方向，半导体基底各区域与PN结界面之间的垂直距离相同，利于各区域内产生的电子和空穴对及时分离并被收集，降低各区域内的电子或空穴朝向掺杂区运动时因不同区域内这两类载流子分布不均匀而发生复合的概率，进而在连通外电路时能够形成较大的电流，提高太阳能电池的工作性能。另外，当掺杂区的导电类型与半导体基底的导电类型相同时，与掺杂区为形成在半导体基底一侧的局部区域相比，掺杂区整层掺杂在半导体基底的一侧可以降低在掺杂区上形成电极的制造难度，利用电极通过掺杂区与半导体基底相接触，降低二者之间的接触电阻。
作为一种可能的实现方式，沿着远离半导体基底的方向，第一钝化层包括界面钝化层、以及位于界面钝化层上的掺杂源层。其中，掺杂源层的材料包括AxBy。元素A为掺杂元素，元素B为氧、氮或碳，x和y均为大于零的正整数。界面钝化层的材料包括CmBn。元素C与半导体基底的主体材料相同，m和n均为大于零的正整数。
采用上述技术方案的情况下，如前文所述，以制造第一钝化层的材料层为掺杂源在半导体基底的一侧形成掺杂区时，材料层位于掺杂区上的部分会与半导体基底反应，形成上述界面钝化层。该界面钝化层可以对半导体基底位于掺杂区的表面进行钝化，抑制载流子在该区域发生复合。并且，在形成掺杂区后材料层未与半导体基底反应的部分形成上述掺杂源层。该掺杂源层可以为掺杂区提供充足的掺杂源，其存在说明掺杂区的掺杂浓度满足实际工作需求，防止材料层位于掺杂区上方的部分全部反应形成界面钝化层后掺杂区内的掺杂浓度依然较低，提高太阳能电池的良率。
作为一种可能的实现方式，上述掺杂区掺杂在半导体基底的一侧的局部区域。上述第一钝化层整层设置在半导体基底形成有掺杂区的一侧，或，第一钝化层为至少形成在掺杂区上的局部钝化层。
采用上述技术方案的情况下，在实际应用的过程中，当掺杂区掺杂在半导体基底的一侧的局部区域时，第一钝化层可以整层设置在半导体基底形成有掺杂区的一侧。相应的，制造第一钝化层的材料层也整层设置在半导体基底的一侧。在此情况下，可以根据实际需求对材料层位于半导体基底预形成掺杂区上方的部分进行处理，确保能够在半导体基底的要求范围内形成掺杂区。同时，只需要通过化学气相沉积等工艺就可以直接形成整层设置的材料层，无需进行构图，进一步简化太阳能电池的制造工序。此外，当掺杂区掺杂在半导体基底的一侧的局部区域时，上述第一钝化层还可以为至少形成在掺杂区上的局部钝化层。此时，上述整层设置的第一钝化层相比，该情况下对应的第一钝化层覆盖在半导体基底的面积更小。相应的，用于制造该情况对应的第一钝化层的材料层也为形成在半导体基底一侧的局部材料层，因此可以更有针对性的对材料层进行处理，防止对材料层位于目标区域(目标区域位于掺杂区的上方)的部分进行处理时材料层的临近目标区域的部分也受到影响，使得半导体基底位于掺杂区附近的部分也掺杂有相同掺杂元素，从而导致掺杂区的范围无法满足预设方案的要求的同时，还会使得半导体基底本不该掺杂有掺杂元素的部分的短波响应变差，增大太阳能电池的短路电流。
作为一种可能的实现方式，上述太阳能电池还包括掺杂半导体层。掺杂半导体层的导电类型与掺杂区的导电类型相反。沿着平行于半导体基底表面的方向，掺杂半导体层与第一钝化层交替间隔设置在半导体基底形成有掺杂区的一侧。在此情况下，掺杂区和掺杂半导体层中的一者为背场，另一者为发射极。当二者位于半导体基底的同一侧时，本发明提供的太阳能电池为背接触电池。此时，太阳能电池的正面没有金属电极遮挡的影响，具有更高的短路电流。
作为一种可能的实现方式，上述第一钝化层具有镂空区域。太阳能电池还包括电极，电极通过镂空区域与掺杂区接触。在此情况下，因第一钝化层为非导电体，故在第一钝化层具有镂空区域，并且太阳能电池包括的电极通过镂空区域直接与掺杂区相接触，可以使得电极可以直接将相应载流子从掺杂区内导出，降低接触电阻，提高太阳能电池的开路电压。
作为一种可能的实现方式，上述镂空区域在半导体基底上的投影位于掺杂区的边界内。掺杂区掺杂在半导体基底的一侧的局部区域。第一钝化层包括界面钝化层和掺杂源层。掺杂源层整层设置在半导体基底形成有掺杂区的一侧，界面钝化层位于掺杂区和掺杂源层之间。其中，掺杂源层的材料包括AxBy。元素A为掺杂元素，元素B为氧、氮或碳，x和y为大于零的正整数。界面钝化层的材料包括CmBn。元素C与半导体基底的主体材料相同，m和n为大于零的正整数。
采用上述技术方案的情况下，当镂空区域在半导体基底上的投影位于掺杂区的边界内时，说明沿着平行于半导体基底表面的方向，半导体基底内掺杂区的形成范围较大。在此情况下，即使后续在制造电极时，电极的形成位置与预设方案的位置略有偏差，也不会使得电极形成在半导体基底除掺杂区之外的其它部分上，降低对电极制造精度的要求和制造难度的同时，确保电极的全部区域均能够与掺杂区相接触。另外，该情况下对应的掺杂源层和界面钝化层具有的有益效果可以参考前文，此处不再赘述。
作为一种可能的实现方式，上述第一钝化层的厚度为2nm至20nm。在此情况下，第一钝化层的厚度适中，防止制造第一钝化层的材料层的厚度较小而导致材料层内的掺杂元素全部扩散至半导体基底的相应区域内也无法满足预设方案中对掺杂区的掺杂浓度的要求。同时，也可以防止因第一钝化层的厚度较大使得制造该第一钝化层的材料层的厚度也较大而导致材料浪费。
作为一种可能的实现方式，上述太阳能电池还包括掺杂半导体层。掺杂半导体层的导电类型与掺杂区的导电类型相反。掺杂半导体层位于半导体基底背离第一钝化层的一面上。
采用上述技术方案的情况下，太阳能电池的背场和发射极分别位于半导体基底相对的两侧，可以防止导电类型相反的掺杂区和掺杂半导体层设置在半导体基底的同一侧而在二者的横向交界处出现漏电，提高太阳能电池的光电转换效率。此外，可以将掺杂半导体层设置太阳能电池的背光面，以防止在掺杂半导体层的材料为多晶硅时掺杂半导体层对太阳光的吸收，使得更多的光线被半导体基底所利用，提高太阳能电池对光能的利用率。并且，也利于将掺杂区设置在太阳能电池的受光面，降低载流子在半导体基底靠近受光面一侧的复合速率。
第二方面，本发明还提供了一种太阳能电池的制造方法，该太阳能电池的制造方法包括：提供一半导体基底。在半导体基底的一侧形成材料层。材料层的材料包括化合物。
对材料层进行热处理，使化合物中的一元素作为掺杂元素掺杂到半导体基底内，以在半导体基底内形成掺杂区。对材料层进行热处理后形成第一钝化层，第一钝化层的材料包括化合物。
作为一种可能的实现方式，通过激光照射方式对材料层进行热处理。在此情况下，激光照射可以迅速产生较高的温度，因此通过激光照射方式对材料层进行热处理，可以提高掺杂效率。另外，激光照射防止可以更有针对性的在材料层的特定区域进行热处理，更有利于形成仅掺杂在半导体基底的局部区域内的掺杂区。
作为一种可能的实现方式，上述对材料层进行热处理包括：对整层材料层进行热处理，以使掺杂元素整层掺杂在半导体基底的一侧。其中，材料层整层设置在半导体基底的一侧。
作为另一种可能的实现方式，上述对材料层进行热处理包括：对材料层位于目标区域的部分进行热处理，以在目标区域的下方形成掺杂区。其中，材料层整层设置在半导体基底的一侧，或，材料层形成在半导体基底的一侧的局部区域上。
作为一种可能的实现方式，对材料层进行热处理后，太阳能电池的制造方法还包括：对第一钝化层进行图案化处理，以在第一钝化层内开设镂空区域。镂空区域至少露出部分掺杂区。至少在镂空区域内形成电极，电极通过镂空区域与掺杂区接触。
作为一种可能的实现方式，提供一半导体基底后，在半导体基底的一侧形成材料层前，太阳能电池的制造方法还包括：在半导体基底形成有掺杂区的一侧形成掺杂半导体层。沿着平行于半导体基底表面的方向，半导体基底被掺杂半导体层覆盖的区域与掺杂区交替间隔设置。掺杂半导体层的导电类型与掺杂区的导电类型相反。
作为一种可能的实现方式，提供一半导体基底后，在半导体基底的一侧形成材料层前，太阳能电池的制造方法还包括：在半导体基底背离材料层的一侧形成掺杂半导体层。掺杂半导体层的导电类型与掺杂区的导电类型相反。
第三方面，本发明还提供了一种光伏组件，该光伏组件包括透明盖板、背板、以及设置在透明盖板和背板之间的太阳能电池。其中，太阳能电池为上述第一方面及其各种实现方式提供的太阳能电池。
本发明中第二方面和第三方面及其各种实现方式的有益效果，可以参考第一方面及其各种实现方式中的有益效果分析，此处不再赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1中(1)和(2)部分为本发明实施例提供的半导体基底的两种结构纵向剖视示意图；
图2为本发明实施例中在半导体基底的一侧形成隧穿钝化层后的结构纵向剖视示意图；
图3为本发明实施例中在隧穿钝化层上形成掺杂半导体层后的第一种结构纵向剖视示意图；
图4为本发明实施例中形成掺杂半导体层后的第二种结构纵向剖视示意图；
图5为本发明实施例中对半导体基底背离掺杂半导体层的一侧进行制绒处理后的结构纵向剖视示意图；
图6为本发明实施例中形成材料层后的第一种结构纵向剖视示意图；
图7为本发明实施例中形成材料层后的第二种结构纵向剖视示意图；
图8为本发明实施例中形成材料层后的第三种结构纵向剖视示意图；
图9为本发明实施例中形成掺杂区和第一钝化层后的第一种结构纵向剖视示意图；
图10为本发明实施例中形成掺杂区和第一钝化层后的第二种结构纵向剖视示意图；
图11为本发明实施例中形成掺杂区和第一钝化层后的第三种结构纵向剖视示意图；
图12为本发明实施例中形成掺杂区和第一钝化层后的第四种结构纵向剖视示意图；
图13为本发明实施例中形成掺杂区和第一钝化层后的第五种结构纵向剖视示意图；
图14为本发明实施例中形成第二钝化层和第三钝化层后的第一种结构纵向剖视示意图；
图15为本发明实施例中形成第二钝化层和第三钝化层后的第二种结构纵向剖视示意图；
图16为本发明实施例中形成第二钝化层和第三钝化层后的第三种结构纵向剖视示意图；
图17为本发明实施例中形成第二钝化层和第三钝化层后的第四种结构纵向剖视示意图；
图18为本发明实施例中形成第二钝化层和第三钝化层后的第五种结构纵向剖视示意图；
图19为本发明实施例中形成镂空区域后的第一种结构纵向剖视示意图；
图20为本发明实施例中形成镂空区域后的第二种结构纵向剖视示意图；
图21为本发明实施例中形成镂空区域后的第三种结构纵向剖视示意图；
图22为本发明实施例中形成镂空区域后的第四种结构纵向剖视示意图；
图23为本发明实施例中形成镂空区域后的第五种结构纵向剖视示意图；
图24为本发明实施例中形成镂空区域后的第六种结构纵向剖视示意图；
图25为本发明实施例中形成镂空区域后的第七种结构纵向剖视示意图；
图26为本发明实施例中形成镂空区域后的第八种结构纵向剖视示意图；
图27为本发明实施例中形成镂空区域后的第九种结构纵向剖视示意图；
图28为本发明实施例中形成镂空区域后的第十种结构纵向剖视示意图；
图29为本发明实施例中形成镂空区域后的第十一种结构纵向剖视示意图；
图30为本发明实施例中提供的太阳能电池的一种结构纵向剖视示意图；
图31为本发明实施例中提供的太阳能电池的制造方法流程图。
附图标记：1为半导体基底，2为掺杂区，3为第一钝化层，4为界面钝化层，5为掺杂源层，6为掺杂半导体层，7为镂空区域，8为电极，9为隧穿钝化层，10为材料层，11为第二钝化层，12为第三钝化层。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
太阳能电池作为绿色能源，对节能减排起着积极的作用。随着光伏行业的发展，太阳能电池技术日益成熟。但是，现有的制造太阳能电池的方法较为复杂，导致太阳能电池的制造工序增加，降低了太阳能电池的制造效率。
例如：以制造太阳能电池的钝化结构来说，在实际制造的过程中，一般通过对半导体基底的一侧的局部区域进行同极性掺杂，以在半导体基底内形成掺杂区，起到场钝化的作用。并在半导体基底形成有掺杂区的一侧形成钝化层，以通过钝化层降低不同导电类型的载流子在半导体基底表面的复合速率。并且，该太阳能电池包括的电极可以贯穿钝化层直接与掺杂浓度较大的掺杂区接触，降低电极与半导体基底之间的接触电阻的同时，还可以降低电极与半导体基底接触区域的复合电流。但是，现有的钝化方案必须采用不同的工艺并通过至少两个操作步骤(例如：先采用离子注入形成掺杂区，再通过热氧化或沉积等工艺形成钝化层)才能形成上述掺杂区和钝化层，导致太阳能电池的制造成本变高，并且工序增加，制造效率降低。
又例如：以制造太阳能电池的发射极、以及位于发射极上的钝化层来说，现有技术中通常需要通过离子注入和化学气相沉积等工艺分两个步骤实现在半导体基底的一侧形成发射极、以及位于发射极上的钝化层，同样会导致太阳能电池的制造工序增加，制造效率降低。
如图19至图30所示，本发明实施例提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基底1和第一钝化层3。半导体基底1包括掺杂区2。掺杂区2位于半导体基底1的一侧，掺杂区2掺杂有掺杂元素。上述第一钝化层3位于半导体基底1形成有掺杂区2的一侧。第一钝化层3的材料包括掺杂元素的化合物。
具体来说，从材质方面来讲，上述半导体基底可以为硅基底、锗硅基底或锗基底等半导体材质的基底。从导电类型方面来讲，上述半导体基底可以为N型半导体基底或P型半导体基底。此外，为了便于后续描述，将半导体基底形成有掺杂区的一面定义为半导体基底的第一面。将半导体基底背离掺杂区的一面定义为第二面。基于此，半导体基底的第一面可以与太阳能电池的受光面相对应，此时半导体基底的第二面与太阳能电池的背光面相对应。或者，半导体基底的第一面也可以与太阳能电池的背光面相对应，此时半导体基底的第二面与太阳能电池的受光面相对应。基于此，从结构方面来讲，半导体基底的第一面和第二面可以均为抛光面，即相对平坦的表面。或者，半导体基底的第一面和第二面中与太阳能电池的受光面相对应的一者可以为具有金字塔等形貌的绒面结构，另一者为抛光面。该情况下，绒面结构具有陷光作用，因此在半导体基底的第一面和第二面中与受光面相对应的一者具有绒面结构时，可以使得更多的光线折射至半导体基底内，从而可以提高太阳能电池的光电转换效率。同时，抛光面具有相对良好的反射特性，因此在光线将达到半导体基底与背光面相对应的一面后可以至少部分被反射回半导体基底内，被半导体基底重新利用，进一步提高太阳能电池的光电转换效率。
对于掺杂区来说，掺杂区的导电类型、掺杂元素的种类、掺杂浓度、以及掺杂区在半导体基底一侧的形成范围可以根据实际应用场景中对掺杂区的作用要求进行设置，此处不做具体限定。具体的，从导电类型方面来讲，掺杂区的导电类型可以与半导体基底的导电类型相同，也可以不同。
当掺杂区的导电类型与半导体基底的导电类型相同，并且掺杂区的掺杂浓度大于半导体基底的掺杂浓度时，该掺杂区可以与半导体基底的剩余部分形成高低结电场，通过该高低结电场来降低界面处与掺杂区导电类型相反的载流子的浓度，从而起到场钝化的作用，降低载流子复合速率。另外，掺杂区作为太阳能电池的背场，其具有较高的电导率，有利于保证相应导电类型的载流子的有效传输，提高太阳能电池的短路电流。
当掺杂区的导电类型与半导体基底的导电类型相反时，掺杂区作为太阳能电池的发射极，其与半导体基底共同构成PN结，以形成内建电场，使得半导体基底吸收光子并产生电子和空穴对后，该电子和空穴对在内建电场的作用下分离，并分别通过背场和发射极引出。
至于掺杂区内掺杂的掺杂元素种类可以根据实际应用场景中对掺杂区的导电类型的要求来确定。例如：当掺杂区为N型掺杂区时，掺杂元素可以为磷、砷等第五主族元素。又例如：当掺杂区为P型掺杂区时，掺杂元素可以为铝、铟、镓等第三主族元素。
此外，如前文所述，掺杂区的导电类型不同的情况下，掺杂区的作用不同。并且，当太阳能电池的种类不同时，对相应导电类型的掺杂区的形成范围的要求也不相同。例如：在太阳能电池为背接触电池的情况下，需要将导电类型相反的背场和发射极，沿平行于半导体基底表面的方向交替间隔设置在半导体基底的同一侧。此时，不管掺杂区为背场还是发射极，其均掺杂在半导体基底一侧的局部区域。又例如：在太阳能电池的背场和发射极分别位于半导体基底相对的两侧的情况下，可以根据实际应用场景中对背场和发射极的形成范围要求确定相应导电类型下掺杂区的形成范围。
对于上述第一钝化层来说，第一钝化层的材料所包括的掺杂元素的化合物，其种类可以根据掺杂元素的种类进行确定。例如：上述化合物可以是掺杂元素的氧化物、掺杂元素的氮化物、掺杂元素的碳化物或掺杂元素的碳氮化物等，只要能够应用至本发明实施例提供的太阳能电池中均可。至于第一钝化层在半导体基底形成有掺杂区的一侧的形成范围可以根据掺杂区在半导体基底一侧的形成范围进行确定。
在一种示例中，如图9和图19所示，上述掺杂区2可以整层掺杂在半导体基底1的一侧。此时第一钝化层3也整层设置在半导体基底1形成有掺杂区2的一侧。应理解，上述掺杂区2整层掺杂在半导体基底1的一侧是指掺杂区2的边界与半导体基底1的边界重叠。上述第一钝化层3整层设置在半导体基底1形成有掺杂区2的一侧是指第一钝化层3在半导体基底1上的投影的边界与半导体基底1的边界重叠。在此情况下，当掺杂区2的导电类型与半导体基底1的导电类型相反时，掺杂区2整层掺杂在半导体基底1的一侧可以使得由掺杂区2和半导体基底1共同构成的PN结分布在半导体基底1形成有掺杂区2的整个表面，使得沿着平行于半导体基底1的表面方向，半导体基底1各区域与PN结界面之间的垂直距离相同，利于各区域内产生的电子和空穴对及时分离并被收集，降低各区域内的电子或空穴朝向掺杂区2运动时因不同区域内这两类载流子分布不均匀而发生复合的概率，进而在连通外电路时能够形成较大的电流，提高太阳能电池的工作性能。另外，当掺杂区2的导电类型与半导体基底1的导电类型相同时，与掺杂区2为形成在半导体基底1一侧的局部区域相比，掺杂区2整层掺杂在半导体基底1的一侧可以降低在掺杂区2上形成电极的制造难度，利用电极通过掺杂区2与半导体基底1相接触，降低二者之间的接触电阻。
在另一种示例中，如图10至图13、以及图20至图29所示，上述掺杂区2可以掺杂在半导体基底1的一侧的局部区域。此时，如图10和图20所示，上述第一钝化层3可以整层设置在半导体基底1形成有掺杂区2的一侧，或着，如图11至图13、以及图21至图29所示，第一钝化层3为至少形成在掺杂区2上的局部钝化层。
在实际应用的过程中，如图10、以及图20至图23所示，当掺杂区2掺杂在半导体基底1的一侧的局部区域时，第一钝化层3可以整层设置在半导体基底1形成有掺杂区2的一侧。相应的，制造第一钝化层3的材料层10也整层设置在半导体基底1的一侧。在此情况下，可以根据实际需求对材料层10位于半导体基底1预形成掺杂区2上方的部分进行处理，确保能够在半导体基底1的要求范围内形成掺杂区2。同时，只需要通过化学气相沉积等工艺就可以直接形成整层设置的材料层10，进一步简化太阳能电池的制造工序。
此外，如图11至图13、以及图24和图29所示，当掺杂区2掺杂在半导体基底1的一侧的局部区域时，上述第一钝化层3还可以为至少形成在掺杂区2上的局部钝化层。此时，上述整层设置的第一钝化层3相比，该情况下对应的第一钝化层3覆盖在半导体基底1的面积更小。相应的，用于制造该情况对应的第一钝化层3的材料层10也为形成在半导体基底1一侧的局部材料层，因此可以更有针对性的对材料层10进行处理，防止对材料层10位于目标区域(目标区域位于掺杂区2的上方)的部分进行处理时材料层10的临近目标区域的部分也受到影响，使得半导体基底1位于掺杂区2附近的部分也掺杂有相同掺杂元素，从而导致掺杂区2的范围无法满足预设方案的要求的同时，还会使得半导体基底1本不该掺杂有掺杂元素的部分的短波响应变差，增大太阳能电池的短路电流。
由上述内容可知，如图9至图30所示，本发明实施例提供的太阳能电池中半导体基底1的一侧形成有掺杂区2。该掺杂区2掺杂有掺杂元素。并且，位于半导体基底1形成有掺杂区2一侧的第一钝化层3，其材料包括上述掺杂元素的化合物。换句话说，上述第一钝化层3的材料包括掺杂区2内掺杂元素的化合物。基于此，在实际制造本发明实施例提供的太阳能电池的制造过程中，可以将制造第一钝化层3的材料层10作为掺杂源，通过对掺杂元素的化合物进行处理，使上述化合物内与掺杂元素相同的元素掺杂到半导体基底1内，以在半导体基底1内获得掺杂区2的同时，还能够在半导体基底1形成有掺杂区2的一侧获得第一钝化层3，也就是说，掺杂元素的化合物既可以作为掺杂源，用于在半导体基底内形成掺杂区，又可以作为第一钝化层的材料，从而可以解决现有技术中必须采用不同的工艺并通过至少两个操作步骤才能够在半导体基底1的一侧形成掺杂区2和第一钝化层3，而导致太阳能电池的制造工序增加的问题，简化太阳能电池的制造流程，提高太阳能电池的制造效率。
作为一种可能的实现方式，上述掺杂元素可以为磷，第一钝化层的材料可以包括氧化磷。在此情况下，可以根据实际制造需求将包括氧化磷的材料层作为掺杂源，并以氧化磷中的磷作为掺杂元素掺杂至半导体基底内，以在半导体基底的一侧形成掺杂有磷的N型掺杂区。同时，在形成掺杂区的过程中，化合物氧化磷中的氧可以与半导体基底的主体材料反应，形成上述主体材料的氧化物，以实现对半导体基底形成有掺杂区一侧的至少部分表面进行钝化，降低不同导电类型的载流子在半导体基底被第一钝化层覆盖部分处的复合速率，提高太阳能电池的光电转换效率。
作为另一种可能的实现方式，上述掺杂元素可以为铝，第一钝化层的材料可以包括氧化铝、氮化铝和碳化铝中的至少一个。此时，可以根据实际需求将包括氧化铝、氮化铝和碳化铝中至少一个的材料层作为掺杂源，并以掺杂源中的铝作为掺杂元素掺杂至半导体基底内，获得掺杂有铝的P型掺杂区。并且，上述化合物中的氧、氮或碳也能够与半导体基底的主体材料反应形成主体材料的氧化物、氮化物或碳化物，以实现对半导体基底形成有掺杂区一侧的至少部分表面进行钝化。同时，不同材料的钝化层对不同主体材料和不同掺杂类型的半导体基底的钝化效果不同，故在第一钝化层的材料包括氧化铝、氮化铝和碳化铝中至少一个的情况下，还能够根据半导体基底的主体材料和掺杂类型、以及实际需求从上述氧化铝、氮化铝和碳化铝中选取合适的材料制造第一钝化层，以提升钝化效果，进一步降低不同导电类型的载流子在半导体基底被第一钝化层覆盖部分处的复合速率，提高太阳能电池的光电转换效率。
作为又一种可能的实现方式，上述掺杂元素可以为镓，第一钝化层的材料可以包括氧化镓、氮化镓和碳化镓中至少一个。其中，该情况下具有的有益效果可以参考前文所述的掺杂元素为铝、以及第一钝化层的材料包括氧化铝、氮化铝和碳化铝中至少一个具有的有益效果，此处不再赘述。另外，因镓元素和铝元素对应的原子重量和激活能量不同。其中，原子重量影响掺杂区的掺杂深度，激活能量影响退火处理时退火温度的高低，因此在掺杂类型为P型的情况下可以根据实际应用场景中对掺杂深度和退火温度的要求选择镓或铝作为掺杂元素，提高本发明实施例提供的太阳能电池对不同应用场景的适用性。
作为一种可能的实现方式，如图9和图19所示，沿着远离半导体基底1的方向，第一钝化层3可以包括界面钝化层4、以及位于界面钝化层4上的掺杂源层5。其中，上述掺杂源层5的材料包括AxBy。元素A为掺杂元素，元素B为氧、氮或碳，x和y均为大于零的正整数。上述界面钝化层4的材料包括CmBn。元素C与半导体基底1的主体材料相同，m和n均为大于零的正整数。在此情况下，如前文所述，以制造第一钝化层3的材料层10为掺杂源在半导体基底1的一侧形成掺杂区2时，材料层10位于掺杂区2上的部分会与半导体基底1反应，形成上述界面钝化层4。该界面钝化层4可以对半导体基底1位于掺杂区2的表面进行钝化，抑制载流子在该区域发生复合。并且，在形成掺杂区2后材料层10未与半导体基底1反应的部分形成上述掺杂源层5。该掺杂源层5可以为掺杂区2提供充足的掺杂源，其存在说明掺杂区2的掺杂浓度满足实际工作需求，防止材料层10位于掺杂区2上方的部分全部反应形成界面钝化层4后掺杂区2内的掺杂浓度依然较低，提高太阳能电池的良率。
具体来说，上述化合物AxBy中x和y的具体数值可以根据掺杂元素A和元素B的种类确定。例如：在掺杂元素A为磷、元素B为氧的情况下，化合物AxBy为P2O5。此时，x等于2，y等于5。又例如：在掺杂元素A为铝、元素B为氮的情况下，化合物AxBy为AlN。此时，x等于1，y等于1。
至于上述半导体基底的主体材料，在实际应用中需要通过上述主体材料制造形成半导体基底，并通过掺杂材料对半导体基底进行掺杂。基于此，主体材料是制造半导体基底时所应用的材料、且主体材料在半导体基底中的占比最大。例如：在半导体基底为N型硅基底的情况下，上述主体材料为硅，掺杂元素为磷等N型元素。此时，上述元素C为硅。在上述内容的基础上，化合物CmBn中m和n的具体数值可以根据半导体基底的主体材料元素C和元素B的种类确定。例如：在半导体基底的主体材料为硅、元素B为氧的情况下，化合物CmBn为SiO2。此时，m等于1，n等于2。又例如：在半导体基底的主体材料为硅、元素B为氮的情况下，化合物CmBn为Si3N4。此时，m等于3，n等于4。再例如：在半导体基底的主体材料为硅、元素B为碳的情况下，化合物CmBn为SiC。此时，m等于1，n等于1。
至于上述界面钝化层和掺杂源层的厚度可以根据实际应用场景设置，只要能够应用至本发明实施例提供的太阳能电池中均可。
作为一种可能的实现方式，如图26至图29所示，在掺杂区2掺杂在半导体基底1的一侧的局部区域的情况下，上述太阳能电池还可以包括掺杂半导体层6。掺杂半导体层6的导电类型与掺杂区2的导电类型相反。沿着平行于半导体基底1的方向，掺杂半导体层6与第一钝化层3交替间隔设置在半导体基底1形成有掺杂区2的一侧。
具体的，掺杂区和掺杂半导体层中具体是哪一者与半导体基底的导电类型相同，可以根据实际应用场景设置，此处不做具体限定。例如：可以是掺杂区与半导体基底的导电类型相同。此时，掺杂区为背场，掺杂半导体层为发射极。又例如：也可以是掺杂半导体层与半导体基底的导电类型相同。此时掺杂区为发射极，掺杂半导体层为背场。此外，掺杂区和掺杂半导体在半导体基底的同一侧的形成范围、以及二者的间距大小可以根据实际需求进行设置，此处不做具体限定。
至于掺杂半导体层的材料和厚度可以根据实际应用场景进行设置，只要能够应用至本发明实施例提供的太阳能电池中均可。示例性的，从物质的内部排列形式方面来讲，掺杂半导体层可以为非晶、微晶、单晶、纳米晶或多晶等。从具体材料方面来讲，掺杂半导体层的材料可以为硅、锗、碳化硅或砷化镓等。掺杂半导体层的厚度例如可以为50nm至500nm。
采用上述技术方案的情况下，掺杂区和掺杂半导体层中的一者为背场，另一者为发射极。当二者位于半导体基底的同一侧时，本发明实施例提供的太阳能电池为背接触电池。此时，太阳能电池的正面没有金属电极遮挡的影响，可以使得更多的光线由太阳能电池的正面折射至半导体基底内，并被半导体基底所利用，从而能够增大太阳能电池具有的短路电流。另外，掺杂区和相邻的掺杂半导体层之间具有间隔，可以抑制导电类型相反的载流子在二者的横向交界处发生复合，提高太阳电池的光电转换效率。
作为另一种可能的实现方式，上述太阳能电池还包括掺杂半导体层。掺杂半导体层的导电类型与掺杂区的导电类型相反。掺杂半导体层位于半导体基底背离第一钝化层的一面上。
在该情况下，掺杂半导体层可以整层设置在半导体基底背离第一钝化层的一面上。或者，掺杂半导体层也可以为形成在半导体基底背离第一钝化层一面上的局部掺杂半导体层。此外，在该情况下，如图19所示，掺杂区2可以整层掺杂在半导体基底1的一侧。或者，如图20至图25所示，掺杂区2可以仅掺杂在半导体基底1的一侧的局部区域。
具体的，掺杂半导体层和掺杂区的形成范围可以根据掺杂半导体层和掺的导电类型、太阳能电池的种类、以及实际需求进行设置。例如：在太阳能电池为受光面设置有选择性发射极、背光面整层设置背场的太阳能电池、且掺杂半导体层的导电类型与半导体基底相反的情况下，该掺杂半导体层为形成在半导体基底背离第一钝化层一面上的局部掺杂半导体层。掺杂区整层掺杂在半导体基底形成有第一钝化层的一侧。
采用上述技术方案的情况下，太阳能电池的背场和发射极分别位于半导体基底相对的两侧，可以防止导电类型相反的掺杂区和掺杂半导体层设置在半导体基底的同一侧而在二者的横向交界处出现漏电，提高太阳能电池的光电转换效率。此外，可以将掺杂半导体层设置太阳能电池的背光面，以防止在掺杂半导体层的材料为多晶硅时掺杂半导体层对太阳光的吸收，使得更多的光线被半导体基底所利用，提高太阳能电池对光能的利用率。并且，也利于将掺杂区设置在太阳能电池的受光面，降低载流子在半导体基底靠近受光面一侧的复合速率。
在一种示例中，如图17和图18、以及图26至图29所示，在太阳能电池还包括掺杂半导体层6的情况下，不管掺杂半导体层6是否与掺杂区3设置在半导体基底1的同一侧，太阳能电池还可以包括位于半导体基底1与掺杂半导体层6之间的隧穿钝化层9。在此情况下，该隧穿钝化层9允许多子隧穿进入掺杂半导体层6同时阻挡少子通过，进而多子在掺杂半导体层6内纵向运输被相应电极收集，减少了载流子的复合，提高了太阳能电池的开路电压和短路电流。此外，隧穿钝化层9可以与掺杂半导体层6构成隧穿钝化接触结构，可以实现优异的界面钝化和载流子的选择性收集，提高太阳能电池的光电转换效率。
具体的，该隧穿钝化层的材质和厚度可以根据实际需求进行设置，此处不做具体限定。例如：隧穿钝化层的材料可以为氧化硅、碳化硅或氧化铝。隧穿钝化层的厚度可以为0.8nm至5nm。
作为一种可能的实现方式，如图19至图30所示，上述第一钝化层3具有镂空区域7。太阳能电池还包括电极8，电极8通过镂空区域7与掺杂区2接触。在此情况下，因第一钝化层3为非导电体，故在第一钝化层3具有镂空区域7，并且太阳能电池包括的电极8通过镂空区域7直接与掺杂区2相接触，可以使得电极8可以直接将相应载流子从掺杂区2内导出，降低接触电阻，提高太阳能电池的开路电压。
具体的，上述第一钝化层具有的镂空区域与掺杂区的大小关系可以根据实际需求进行设置。
例如：如图20、图23、图27和图30所示，镂空区域7在半导体基底1上的投影可以恰好与掺杂区2重合。此时，在确保电极8的全部区域均能够与掺杂区2相接触的情况下，掺杂区2的形成范围恰好满足局部接触的制造要求，从而能够在形成掺杂区2的过程中减少对材料层10的热处理范围，提高热处理速率。
又例如：如图21、图24、图26和图28所示，上述镂空区域7在半导体基底1上的投影可以位于掺杂区2的边界内。在此情况下，当镂空区域7在半导体基底1上的投影位于掺杂区2的边界内时，说明沿着平行于半导体基底1表面的方向，半导体基底1内掺杂区2的形成范围较大。在此情况下，即使后续在制造电极8时，电极8的形成位置与预设方案的位置略有偏差，也不会使得电极8形成在半导体基底1除掺杂区2之外的其它部分上，降低对电极8制造精度的要求和制造难度的同时，确保电极8的全部区域均能够与掺杂区2相接触。
再例如：如图22、图25和图29所示，在掺杂区2为掺杂在半导体一侧的局部区域的情况下，上述镂空区域7在半导体基底1上的投影可以覆盖掺杂区2，即掺杂区2的边界位于镂空区域7在半导体基底1上的投影的边界内。此时，与上述两种方案相比，半导体基底1暴露在镂空区域7处的面积更大，能够确保掺杂区2全部暴露在第一钝化层3开设的镂空区域7处，使得电极8能够与整个掺杂区2相接触。
另例如：在掺杂区为掺杂在半导体一侧的局部区域的情况下，镂空区域在半导体基底上的部分投影可以仅与部分掺杂区重叠。此时，镂空区域露出部分掺杂区、以及半导体基底与掺杂区相邻的部分。
至于上述电极的材料可以为银、铝、铜等导电材料。
此外，如图30所示，太阳能电池还包括与形成在掺杂区2上的电极8电性相反的电极。该电极与太阳能电池的发射极接触，以便于导出发射极收集的载流子。
作为一种可能的实现方式，如图21、图24、图26和图28所示，在上述镂空区域7在半导体基底1上的投影位于掺杂区2的边界内、且掺杂区2掺杂在半导体基底1的一侧的局部区域的情况下，上述第一钝化层3包括界面钝化层4和掺杂源层5。掺杂源层5整层设置在半导体基底1形成有掺杂区2的一侧，界面钝化层4位于掺杂区2和掺杂源层5之间。其中，掺杂源层5的材料包括AxBy。元素A为掺杂元素，元素B为氧、氮或碳，x和y为大于零的正整数。界面钝化层4的材料包括CmBn。元素C与半导体基底1的主体材料相同，m和n为大于零的正整数。
具体的，界面钝化层和掺杂源层的材料和厚度可以参考前文，此处不再赘述。
作为一种可能的实现方式，上述第一钝化层的厚度为2nm至20nm。当然，也可以根据实际应用场景将第一钝化层的厚度设置为其它合适数值。其中，当第一钝化层的厚度为2nm至20nm时，第一钝化层的厚度适中，防止制造第一钝化层的材料层的厚度较小而导致材料层内的掺杂元素全部扩散至半导体基底的相应区域内也无法满足预设方案中对掺杂区的掺杂浓度的要求。同时，也可以防止因第一钝化层的厚度较大使得制造该第一钝化层的材料层的厚度也较大而导致材料浪费。
在一些情况下，如图19至图30所示，太阳能电池还包括至少覆盖在第一钝化层3上的第二钝化层11，以对半导体基底1形成有第一钝化层3的一侧进行钝化，降低导电类型不同的载流子在半导体基底1靠近第一钝化层3表面的复合速率，提高太阳能电池的光电转换效率。
具体的，该第二钝化层的材料可以为任一具有钝化作用的材料。第二钝化层的厚度可以根据实际需求进行设置。例如：第二钝化层的材料可以为氧化铝、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或碳化硅，第二钝化层的厚度可以为50nm至150nm。
在一些情况下，如图19至图30所示，太阳能电池还包括形成在半导体基底1背离第一钝化层3一面上的第三钝化层12，以对半导体基底1背离第一钝化层3的一侧进行钝化，降低导电类型不同的载流子在半导体基底1背离第一钝化层3表面的复合速率，提高太阳能电池的光电转换效率。具体的，第三钝化层12的材料和厚度可以参考前文所述的第二钝化层11的材料和厚度，此处不再赘述。
如图31所示，本发明实施例还提供了一种太阳能电池的制造方法。下文将根据图1至图30示出的操作的剖视图，对制造过程进行描述。具体的，该太阳能电池的制造方法包括：
如图1所示，首先提供一半导体基底1。该半导体基底1的材质和结构等信息可以参考前文，此次不再赘述。
如图6至图8所示，在半导体基底1的一侧形成材料层10。材料层10的材料包括化合物。
应理解，该材料层为制造掺杂区和第一钝化层的膜层，因此该材料层的材料需要根据掺杂区掺杂的掺杂元素和第一钝化层的材料进行确定。例如：在掺杂区掺杂有磷，并且第一钝化层的材料包括氧化磷的情况下，上述化合物为氧化磷。又例如：在掺杂区掺杂有铝，并且第一钝化层的材料包括氮化铝的情况下，上述化合物为氮化铝。
此外，上述材料层的形成范围需要根据掺杂区和第一钝化层的形成范围进行确定。例如：如图6和图9所示，在掺杂区2为整层掺杂在半导体基底1的一侧的情况下，材料层10整层设置在半导体基底1的一侧。又例如：如图6至图8、以及图10至图13所示，在掺杂区2掺杂在半导体基底1一侧的局部区域的情况下，材料层10可以整层设置在半导体基底1的一侧，也可以形成在半导体基底1的一侧的局部区域上。
再者，因材料层的材料包括的化合物的总量随材料层的厚度不同而不同，并且材料层为形成掺杂区的掺杂源，故上述材料层的厚度需要根据掺杂区的掺杂浓度。例如：在掺杂区的掺杂浓度较大的情况下，需要形成厚度较大的材料层，以在后续热处理的过程中能够向半导体基底内掺杂充足的掺杂元素。
在实际的应用过程中，可以采用原子层沉积、等离子化学气相沉积或等离子体辅助原子层沉积等工艺在半导体基底的一侧形成材料层。
如图9至图13所示，对材料层10进行热处理，使化合物中的一元素作为掺杂元素掺杂到半导体基底1内，以在半导体基底1内形成掺杂区2。对材料层10进行热处理后形成第一钝化层3，第一钝化层3的材料包括化合物。
在实际的应用过程中，对材料层进行热处理后，材料层被热处理的部分所具有的相应元素才可以作为掺杂元素掺杂到半导体基底内，从而在材料层被热处理的部分的下面形成掺杂区。基于此，可以根据需要在半导体基底一侧的哪些范围内形成掺杂区来确定材料层被热处理的范围。
作为一种可能的实现方式，如图9和图12所示，需要掺杂层整层掺杂在半导体基底1的一侧的情况下，上述对材料层10进行热处理包括步骤：对整层材料层10进行热处理，以使掺杂元素整层掺杂在半导体基底1的一侧。在此情况下，材料层10整层设置在半导体基底1的一侧。
作为另一种可能的实现方式，如图10、图11和图13所示，需要掺杂区2掺杂在半导体基底1一侧的局部区域的情况下，上述对材料层10进行热处理包括步骤：对材料层10位于目标区域的部分进行热处理，以在目标区域的下方形成掺杂区2。在此情况下，材料层10可以整层设置在半导体基底1的一侧，或者，材料层10也可以形成在半导体基底1的一侧的局部区域上。
在实际的应用过程中，可以通过激光照射等方式对材料层进行热处理。其中，因激光照射可以迅速产生较高的温度，故通过激光照射方式对材料层进行热处理，可以提高掺杂效率。另外，激光照射防止可以更有针对性的在材料层的特定区域进行热处理，更有利于形成仅掺杂在半导体基底的局部区域内的掺杂区。
需要说明的是，在对材料层进行热处理的过程中，除了可以使化合物中的一元素作为掺杂元素掺杂到半导体基底内从而获得掺杂区，上述化合物中的剩余元素可以与半导体基底的主体材料反应。例如：在材料层的材料包括氧化磷、且半导体基底为硅基底的情况下，对材料层进行热处理的过程中，氧化磷中的磷可以掺杂至半导体基底内，获得N型掺杂区。并且，氧化磷中的氧可以与硅基底反应，形成氧化硅。
作为一种可能的实现方式，如前文所述，在第一钝化层具有镂空区域、以及太阳能电池还包括电极的情况下，上述对材料层进行热处理后，太阳能电池的制造方法还包括以下步骤：如图19至图29所示，对第一钝化层3进行图案化处理，以在第一钝化层3内开设镂空区域7。镂空区域7至少露出部分掺杂区2。如图30所示，至少在镂空区域7内形成电极8，电极8通过镂空区域7与掺杂区2接触。
在实际的应用过程中，可以在掩膜层的掩膜作用下，采用激光刻蚀工艺、等离子体刻蚀工艺或反应离子刻蚀工艺等对第一钝化层进行图案化处理，形成镂空区域。该镂空区域的开设范围可以参考前文，此处不再赘述。接着可以采用电极浆料、激光转印法、电镀、化学镀、光诱导电镀、蒸发、溅射等方法形成电极。
作为一种可能的实现方式，在掺杂区掺杂在半导体基底一侧的局部区域、且所制造的太阳能电池为背接触电池的情况下，上述提供一半导体基底后，在半导体基底的一侧形成材料层前，上述太阳能电池的制造方法还包括步骤：如图4所示，在半导体基底1形成有掺杂区2的一侧形成掺杂半导体层6。沿着平行于半导体基底1表面的方向，半导体基底1被掺杂半导体层6覆盖的区域与掺杂区2交替间隔设置。掺杂半导体层6的导电类型与掺杂区2的导电类型相反。
在实际的应用过程中，可以采用低压化学气相沉积工艺、等离子体增强化学气象沉积工艺或等离子体增强原子层沉积等工艺预先形成制造掺杂半导体层的本征半导体层。接着根据掺杂半导体层的导电类型，选择合适的掺杂源对本征半导体层进行导电粒子掺杂处理。例如：在掺杂半导体层为掺杂有硼的P型掺杂半导体层的情况下，可以选择B2H6、BBr3、BCl3等含硼的化合物作为掺杂源。最后，对经掺杂后的半导体层进行图案化处理，获得掺杂半导体层。
作为另一种可能的实现方式，在所制造的太阳能电池的背场和发射极分别位于半导体基底相对的两侧的情况下，在提供一半导体基底后，在半导体基底的一侧形成材料层前，上述太阳能电池的制造方法还包括步骤：如图3所示，在半导体基底1背离材料层10的一侧形成掺杂半导体层6。掺杂半导体层6的导电类型与掺杂区2的导电类型相反。具体的，该情况下，形成掺杂半导体层6的制造过程、以及所采用的工艺可以参考前文，此处不再赘述。
在一种示例中，在上述两种情况下，在提供一半导体基底后，在形成上述掺杂半导体层前，太阳能电池的制造方法还包括步骤：如图2至图4所示，在半导体基底1对应掺杂半导体层6的部分上形成隧穿钝化层9。
在实际的应用过程中，如图2至图4所示，可以至少采用原子层沉积等工艺形成上述隧穿钝化层9。其中，在掺杂半导体层6为形成在半导体基底1背离第一钝化层3的局部掺杂半导体层6的情况下，可以采用原子层沉积等工艺形成制造隧穿钝化层9的膜层，并在对用于制造掺杂半导体层6的膜层进行图案化处理后基于相同的掩膜对制造隧穿钝化层9的膜层进行图案化处理，获得隧穿钝化层9。
需要说明的是，掺杂半导体层和隧穿钝化层的形成温度较高，因此在形成材料层前制造上述两个膜层可以防止在形成上述两个膜层的过程中材料层受热而形成整层掺杂在半导体基底一侧的掺杂区、以及确保掺杂区的掺杂浓度满足预设方案的要求，提高太阳能电池的良率。可以想到的是，当实际应用场景中需要掺杂层整层掺杂在半导体基底的一侧，并且掺杂区的掺杂浓度越高越利于提升太阳能电池的光电转换效率时，也可以在形成材料层后制造上述两个膜层。
在一种示例中，上述对材料层进行热处理后，太阳能电池的制造方法还包括：如图14至图18所示，形成至少覆盖在第一钝化层3上的第二钝化层11。具体的，可以采用原子层沉积、等离子体增强化学气相沉积等工艺形成第二钝化层11。该第二钝化层11的材料和厚度可以参考前文，此处不再赘述。
需要说明的是，如图19至图30所示，在形成有第二钝化层11，并且太阳能电池包括的相应电极8通过第二钝化层11和第一钝化层3开设的镂空区域7与掺杂区接触的情况下，在形成第二钝化层11后还需要在掩膜层的掩膜作用下，对第二钝化层11和第一钝化层3进行图案化处理。
在一种示例中，在提供一半导体基底后、且在形成材料层前；或者，在对材料层进行热处理后，太阳能电池的制造方法还包括：如图14至图18所示，在半导体基底背离材料层10的一侧形成第三钝化层12。具体的，形成第三钝化层12所采用的工艺可以参考前文所述的形成第二钝化层11所采用的工艺。第三钝化层12的材料和厚度可以参考前文，此处不再赘述。
需要说明的是，如图19至图30所示，在形成有掺杂半导体层6和第三钝化层12，并且太阳能电池包括的相应电极通过第三钝化层12开设的镂空区域与掺杂半导体层6接触的情况下，在形成第三钝化层12后也需要在相应掩膜层的掩膜作用下，对第三钝化层12进行图案化处理。之后，再采用丝网印刷等工艺在第三钝化层12开设镂空区域内形成电极。
第三方面，本发明实施例还提供了一种光伏组件，该光伏组件包括透明盖板、背板、以及设置在透明盖板和背板之间的太阳能电池。其中，太阳能电池为上述第一方面及其各种实现方式提供的太阳能电池。
具体的，上述透明盖板和背板的具体结构和材料可以根据实际需求进行设置。例如：透明盖板的材料可以为钢化玻璃、高透塑料或硅橡胶等。上述背板可以为绝缘背场，也可以为导电背板。当背板为绝缘背板时，背板的材料可以为钢化玻璃或PET材料等。当背板为导电背场时，背板可以给太阳能电池的排布提供一个平台。此时，背板可以包括导电层和支撑层。其中，对于导电层来说，该导电层用于将多个太阳能电池串联。导电层可以是图案化处理过的导电金属箔层。导电金属箔层的材料可以为铜、银、铝、镍、镁、铁、钛、钼、钨中任意一种或者多种的组合。对于支撑层来说，该支撑层可以给导电层提供支撑力，使其保持其形状。支撑层的材料可以为TPT、TPE或KPE等。
本发明实施例中第二方面和第三方面及其各种实现方式的有益效果，可以参考第一方面及其各种实现方式中的有益效果分析，此处不再赘述。
在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (18)
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
半导体基底，包括掺杂区；所述掺杂区位于所述半导体基底的一侧，所述掺杂区掺杂有掺杂元素；
以及第一钝化层，位于所述半导体基底形成有所述掺杂区的一侧；所述第一钝化层的材料包括所述掺杂元素的化合物。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂元素为磷，所述第一钝化层的材料包括氧化磷；
或，所述掺杂元素为铝，所述第一钝化层的材料包括氧化铝、氮化铝和碳化铝中的至少一种；
或，所述掺杂元素为镓，所述第一钝化层的材料包括氧化镓、氮化镓和碳化镓中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂区的导电类型与所述半导体基底的导电类型相同，且所述掺杂区的掺杂浓度大于所述半导体基底的掺杂浓度；
或，所述掺杂区的导电类型与所述半导体基底的导电类型相反。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂区整层掺杂在所述半导体基底的一侧，所述第一钝化层整层设置在所述半导体基底形成有所述掺杂区的一侧。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，沿着远离所述半导体基底的方向，所述第一钝化层包括界面钝化层、以及位于所述界面钝化层上的掺杂源层；其中，
所述掺杂源层的材料包括AxBy；元素A为所述掺杂元素，元素B为氧、氮或碳，x和y均为大于零的正整数；
所述界面钝化层的材料包括CmBn；元素C与所述半导体基底的主体材料相同，m和n均为大于零的正整数。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂区掺杂在所述半导体基底的一侧的局部区域；
所述第一钝化层整层设置在所述半导体基底形成有所述掺杂区的一侧，或，所述第一钝化层为至少形成在所述掺杂区上的局部钝化层。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括掺杂半导体层；所述掺杂半导体层的导电类型与所述掺杂区的导电类型相反；沿着平行于半导体基底表面的方向，所述掺杂半导体层与所述第一钝化层交替间隔设置在所述半导体基底形成有所述掺杂区的一侧。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层具有镂空区域；
所述太阳能电池还包括电极，所述电极通过所述镂空区域与所述掺杂区接触。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其特征在于，所述镂空区域在所述半导体基底上的投影位于所述掺杂区的边界内；所述掺杂区掺杂在所述半导体基底的一侧的局部区域；
所述第一钝化层包括界面钝化层和掺杂源层；所述掺杂源层整层设置在所述半导体基底形成有所述掺杂区的一侧，所述界面钝化层位于所述掺杂区和所述掺杂源层之间；其中，
所述掺杂源层的材料包括AxBy；元素A为所述掺杂元素，元素B为氧、氮或碳，x和y为大于零的正整数；
所述界面钝化层的材料包括CmBn；元素C与所述半导体基底的主体材料相同，m和n为大于零的正整数。
10.根据权利要求1～9任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层的厚度为2nm至20nm。
11.根据权利要求1～6、8、9任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括掺杂半导体层；所述掺杂半导体层的导电类型与所述掺杂区的导电类型相反；所述掺杂半导体层位于所述半导体基底背离所述第一钝化层的一面上。
12.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
提供一半导体基底；
在所述半导体基底的一侧形成材料层；所述材料层的材料包括化合物；
对所述材料层进行热处理，使所述化合物中的一元素作为掺杂元素掺杂到所述半导体基底内，以在所述半导体基底内形成掺杂区；对所述材料层进行所述热处理后形成第一钝化层，所述第一钝化层的材料包括所述化合物。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述对所述材料层进行热处理包括：
对整层所述材料层进行热处理，以使掺杂元素整层掺杂在所述半导体基底的一侧；
其中，所述材料层整层设置在所述半导体基底的一侧。
14.根据权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述对所述材料层进行热处理包括：对所述材料层位于目标区域的部分进行热处理，以在所述目标区域的下方形成所述掺杂区；
其中，所述材料层整层设置在所述半导体基底的一侧，或，所述材料层形成在所述半导体基底的一侧的局部区域上。
15.根据权利要求12～14任一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述对所述材料层进行热处理后，所述太阳能电池的制造方法还包括：
对所述第一钝化层进行图案化处理，以在所述第一钝化层内开设镂空区域；所述镂空区域至少露出部分所述掺杂区；
至少在所述镂空区域内形成电极，所述电极通过所述镂空区域与所述掺杂区接触。
16.根据权利要求14所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述提供一半导体基底后，所述在所述半导体基底的一侧形成材料层前，所述太阳能电池的制造方法还包括：
在所述半导体基底形成有所述掺杂区的一侧形成掺杂半导体层；沿着平行于半导体基底表面的方向，所述半导体基底被所述掺杂半导体层覆盖的区域与所述掺杂区交替间隔设置；所述掺杂半导体层的导电类型与所述掺杂区的导电类型相反。
17.根据权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述提供一半导体基底后，所述在所述半导体基底的一侧形成材料层前，所述太阳能电池的制造方法还包括：
在所述半导体基底背离所述材料层的一侧形成掺杂半导体层；所述掺杂半导体层的导电类型与所述掺杂区的导电类型相反。
18.一种光伏组件，其特征在于，包括透明盖板、背板、以及设置在所述透明盖板和所述背板之间的太阳能电池；
其中，所述太阳能电池为如权利要求1～11任一项所述的太阳能电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210836767.2A CN115394861A (zh) | 2022-07-15 | 2022-07-15 | 一种太阳能电池及其制造方法、光伏组件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210836767.2A CN115394861A (zh) | 2022-07-15 | 2022-07-15 | 一种太阳能电池及其制造方法、光伏组件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115394861A true CN115394861A (zh) | 2022-11-25 |
Family
ID=84116201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210836767.2A Pending CN115394861A (zh) | 2022-07-15 | 2022-07-15 | 一种太阳能电池及其制造方法、光伏组件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115394861A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115985974A (zh) * | 2023-01-04 | 2023-04-18 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 背接触太阳能电池及其制备方法、光伏组件 |
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2022
- 2022-07-15 CN CN202210836767.2A patent/CN115394861A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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