CN115498057B - 联合钝化背接触太阳能电池及其基于激光扩散的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于背接触太阳能电池技术领域，具体涉及联合钝化背接触太阳能电池及其基于激光扩散的制备方法，包括具有受光面和背面的硅片，还包括：在硅片的背面向外依次设置的隧穿氧化层、掺杂多晶硅层和耐腐蚀膜层，掺杂多晶硅层包括轻掺杂区以及依次交替分布的N型掺杂发射极与P型掺杂发射极；P型掺杂发射极的P型掺杂区域依次经掺杂多晶硅层、隧穿氧化层延伸至硅片内，位于硅片内的P型掺杂发射极延伸部分的深度与硅片厚度之比为0.0002‑0.003。本发明能够增强对制备中高温工艺的耐受性，拓宽工艺手段，生产良率高，其制造成本大幅降低，工艺周期也大大缩短，从而实现大规模量产的目的。

Description

联合钝化背接触太阳能电池及其基于激光扩散的制备方法
技术领域
本发明属于背接触太阳能电池技术领域，具体涉及联合钝化背接触太阳能电池及其基于激光扩散的制备方法。
背景技术
目前，背接触异质结太阳电池工艺流程一般为：S101、硅片双面抛光；S102、硅片背面镀第一掩膜层保护；S103、硅片制绒清洗，在第一掩膜层的对面形成金字塔绒面，之后去除第一掩膜层，形成单面制绒、单面抛光结构的硅片；S104、硅片背面依次镀第一半导体层及第二掩膜层，第一半导体层包含本征非晶或微晶硅层及N型或P型掺杂非晶或微晶硅层；S105、在硅片背面激光或蚀刻开口，去除第二掩膜层及部分第一半导体层，形成第二半导体区开口；S106、硅片清洗，去除第二半导体区内的第一半导体层；S107、硅片受光面依次形成非晶层及减反层，背面形成第二半导体层，第二半导体层包含本征非晶或微晶硅层及P型或N型掺杂非晶或微晶硅层，其中当第一半导体层为N型时第二半导体层为P型，当第一半导体层为P型时第二半导体层为N型；S108、硅片背面激光或蚀刻开口，形成与第二半导体区交替排列的第一半导体区；S109、硅片清洗，去除第一半导体区内的第二掩膜层；S110、硅片背面沉积导电膜；S111、通过激光或蚀刻的方式，在第一半导体区与第二半导体区之间形成绝缘槽；S112、在硅片第一半导体区与第二半导体区上形成金属电极。
现有技术中，背接触异质结电池背面的第一半导体开口区与第二半导体开口区为指状交替排列。在上述工艺流程中，电池背面先全面积沉积第一半导体层后需要刻蚀开口形成第二半导体开口区，之后全面积沉积第二半导体层，再刻蚀去除第一半导体层上面的掩膜层及第二半导体层，形成第一半导体开口区。
然而，以上工艺流程中，第一半导体层和第二半导体层的掺杂类型不同，需要单独的薄膜生长工艺和设备，需要多次清洗。第一半导体层、第二半导体层和基底硅片的接触面为高度敏感表面，对清洁要求高，多次重复清洗增加了工艺成本和降低了生产良率，不利于该项高效技术的推广应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的背接触电池生产良率低、工艺成本增加的缺陷，提供联合钝化背接触太阳能电池及其基于激光扩散的制备方法，该联合钝化背接触太阳能电池能够增强对制备中高温工艺的耐受性，拓宽工艺手段，转换效率高，生产良率高，其制造成本大幅降低，工艺周期也大大缩短，从而实现大规模量产的目的。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了联合钝化背接触太阳能电池，包括具有受光面和背面的硅片，还包括：在所述硅片的背面向外依次设置的隧穿氧化层、掺杂多晶硅层和耐腐蚀膜层，所述掺杂多晶硅层包括轻掺杂区以及依次交替分布的N型掺杂发射极与P型掺杂发射极，所述P型掺杂发射极的P型掺杂区域依次经掺杂多晶硅层、隧穿氧化层延伸至硅片内，位于硅片内的P型掺杂发射极延伸部分的深度与硅片厚度之比为0.0002-0.003：1；所述耐腐蚀膜层位于所述N型掺杂发射极与P型掺杂发射极之间区域的外部。
在一些优选实施方式中，所述P型掺杂发射极超出掺杂多晶硅层的延伸部分的深度不高于300nm，优选为50-300nm。
在一些优选实施方式中，所述N型掺杂发射极的深度不高于掺杂多晶硅层的厚度。
在一些更优选实施方式中，所述N型掺杂发射极的深度为掺杂多晶硅层的厚度的60%-100%。
在一些优选实施方式中，沿平行于掺杂多晶硅层的方向上，所述P型掺杂发射极呈连续的直线分布或呈非连续的点状分布，所述N型掺杂发射极呈连续的直线分布或呈非连续的点状分布。
更优选地，在所述掺杂多晶硅层的背面上，所述P型掺杂发射极的分布面积总和占整个背面面积的2%-40%，所述N型掺杂发射极的分布面积总和占整个背面面积的1%-30%。
在一些优选实施方式中，所述轻掺杂区、N型掺杂发射极与P型掺杂发射极的有效掺杂浓度之比为1：10-4000：10-300。
在一些优选实施方式中，所述轻掺杂区的有效掺杂浓度在1e17- 8e18cm-3，所述N型掺杂发射极的有效掺杂浓度在1e19 - 8e20cm-3，所述P型掺杂发射极的有效掺杂浓度在2e18 - 5e19cm-3。
在一些优选实施方式中，所述N型掺杂发射极与P型掺杂发射极均通过激光扩散获得。
在一些优选实施方式中，所述隧穿氧化层的厚度为1.5-2.5nm，所述掺杂多晶硅层的厚度为50-300nm。
在一些优选实施方式中，所述耐腐蚀膜层的厚度为30-150nm。
优选地，所述耐腐蚀膜层为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅膜层。
在一些优选实施方式中，所述联合钝化背接触太阳能电池还包括：在所述硅片的受光面往外依次设置的钝化膜层、N型掺杂硅层和任选的减反层，受光面上的相邻层之间均为绒面接触；其中所述钝化膜层为隧穿氧化硅层或氢化本征非晶硅层。
更优选地，所述隧穿氧化硅层的厚度为1.5-2.0nm，所述氢化本征非晶硅层在抛光面上的等效厚度为3-12nm。
更优选地，所述N型掺杂硅层为N型掺杂的多晶硅层、N型掺杂的非晶硅层或N型掺杂的微晶硅层。
优选地，所述N型掺杂硅层在抛光面上的等效厚度为5-25nm。
更优选地，所述减反层为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。
优选地，减反层在抛光面上的等效厚度为50-120nm。
在一些更优选实施方式中，所述钝化膜层为隧穿氧化硅层时，所述联合钝化背接触太阳能电池还包括：
金属电极，其设置在背面的相邻耐腐蚀膜层之间，且其包括间隔设置的第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极和第二金属电极分别与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应接触。
在另外一些更优选实施方式中，所述钝化膜层为氢化本征非晶硅层时，所述联合钝化背接触太阳能电池还包括：
导电膜层，其设置在所述硅片背面，且其位于相邻耐腐蚀膜层之间且与掺杂多晶硅层接触，并沿耐腐蚀膜层向外延伸；相邻导电膜层之间形成绝缘开口，用于将相邻的N型掺杂发射极与P型掺杂发射极间隔开；
金属电极，其设置在所述导电膜层的外部，且其包括间隔设置的第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极和第二金属电极分别与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的联合钝化背接触太阳能电池的基于激光扩散的制备方法，包括以下步骤：
S1、提供背面抛光清洁后的硅片；
S2、在所述硅片的背面依次形成隧穿氧化层、N型轻掺杂多晶硅层、N型重掺杂膜层；其中N型重掺杂膜层的有效掺杂浓度大于N型轻掺杂多晶硅层的掺杂浓度；
S3、在S2所得硅片背面的预设N+区域内进行第一次激光扫描掺杂SE，用于促进N型重掺杂膜层中的磷向N型轻掺杂多晶硅层中扩散迁移，以形成N型掺杂发射极；
S4、移除S3所得硅片背面的N型重掺杂膜层，然后进行清洁；
S5、在S4所得硅片背面沉积一层耐腐蚀膜层；
S6、在S5所得硅片背面的预设P+区域对应的耐腐蚀膜层部分进行第一激光开口，以暴露N型轻掺杂多晶硅层；并在所得硅片背面的第一激光开口的区域引入含P型掺杂剂的掺杂浆料；
S7、对S6所得硅片背面进行第二激光掺杂，形成P型掺杂发射极；
S8、对S7所得硅片背面的预设N+区域对应的耐腐蚀膜层部分进行第二激光开口，以裸露部分N型掺杂发射极。
在一些优选实施方式中，S2中，N型轻掺杂多晶硅层的有效掺杂浓度在1e17-8e18cm-3，N型重掺杂膜层的有效掺杂浓度在1e19-8e20cm-3。
在一些优选实施方式中，所述N型重掺杂膜层为表面PSG层或者重掺杂硅晶层，所述重掺杂硅晶层为多晶硅层或非晶硅层。
在一些优选实施方式中，S2所述依次形成隧穿氧化层、N型轻掺杂多晶硅层、N型重掺杂膜层的过程包括：先采用LPCVD在硅片背面形成隧穿氧化层和本征硅晶层，然后进行高温磷扩散，在本征硅晶层外形成非掺杂氧化层和PSG层；所述高温磷扩散的温度为750-900℃。
更优选地，所述沉积隧穿氧化层时LPCVD的条件包括：通入氧气，工艺压力为100-1000Pa，沉积温度为550-700℃，沉积时间为5-60min。
更优选地，所述沉积本征硅晶层时LPCVD的条件包括：通入硅烷，工艺压力为500-3000Pa，沉积温度为550-700℃，沉积时间为30-90min。
更优选地，所述高温磷扩散的过程包括：先进入预沉积的第一阶段，第一阶段中通入包括三氯氧磷、氮气和氧气中至少一种，通过化学反应形成磷单质和PSG层，第一阶段的反应温度为750-850℃，反应时间为5-180min；然后进入升温磷扩散的第二阶段，第二阶段在有氧的氛围中进行，在升温推进磷扩散的同时，在PSG层和本征硅晶层之间形成非掺杂氧化层，第二阶段的温度为800-900℃，时间为10-300min。
在一些优选实施方式中，所述依次形成隧穿氧化层、N型轻掺杂多晶硅层、N型重掺杂膜层的过程包括如下步骤：
S201、采用PECVD在硅片背面依次沉积隧穿氧化层、本征晶层或轻掺杂晶层、高掺杂晶硅层，沉积温度为350-500℃；本征晶层、轻掺杂晶层各自独立地为非晶层和/或多晶层，高掺杂晶硅层为非晶硅层和/或多晶硅层；
其中，所述沉积隧穿氧化层时PECVD的条件包括：通入体积流量比为1:2-5的硅烷与笑气，沉积时间为20-180s；
所述沉积非晶层和/或多晶硅时PECVD的条件包括：通入包括硅烷、氢气与磷烷的磷源气体，硅烷与氢气的体积流量比为1：0-600，沉积时间为10-50min，且在沉积过程中变化磷源气体的磷浓度以获得所需的对应掺杂浓度；
S202、然后进行退火，退火温度为750-880℃，退火时间为5-20min。
在一些优选实施方式中，S6中，优选地，所述P型掺杂剂为金属镓或硼酸。
更优选地，所述含P型掺杂剂的掺杂浆料中P型掺杂剂的浓度为0.1%-10%。
在一些优选实施方式中，S7中，所述第二激光掺杂的过程包括：在预设P+区域内进行激光扫描掺杂，之后洗掉含P型掺杂剂的掺杂浆料。
更优选地，所述第二激光掺杂采用的激光的脉冲宽度小于20ns，第二激光掺杂后方阻为120-300Ω/□。
在一些优选实施方式中，S1中所述硅片的受光面为抛光平面，且所述制备方法还包括：S 5-1、在S5所得硅片的受光面进行制绒清洗，之后在受光面依次沉积钝化膜层、N型掺杂硅层和任选的减反层；然后进行所述S6。
在一些优选实施方式中，S1中形成受光面制绒、背面抛光的硅片；且所述制备方法还包括：S 5-2、在S5所得硅片的受光面依次沉积钝化膜层、N型掺杂硅层和任选的减反层；然后进行所述S6。
更优选地，所述钝化膜层为氢化本征非晶硅层时，所述制备方法还包括：
S901、在S8所得硅片背面全覆盖地沉积一层导电膜层；
S902、在所述导电膜层上进行激光绝缘开口，形成将N型掺杂发射极与P型掺杂发射极隔开的绝缘开口；
S903、在S902所得导电膜层上形成金属电极，金属电极与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应。
更优选地，所述钝化膜层为隧穿氧化硅层时，所述制备方法还包括：
S9、在S8所得硅片背面的相邻耐腐蚀膜层之间形成金属电极，金属电极与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应。
有益效果：
本发明的联合钝化背接触太阳能电池，电池背面采用topcon方式钝化配合具有特定结构的掺杂多晶硅层，其中隧穿氧化层与轻掺杂区作为非指状交替排列的N型掺杂发射极与P型掺杂发射极的掺杂基底，能够避免掺杂多晶硅层上的重掺杂区域直接接触带来的电性短路问题；而本发明在轻掺杂区上交替分布设置有限的特定结构的P型掺杂发射极能保证较优异的串联电阻，利于同时提高钝化水平和导电性，电池转换效率高。而如果硅片的背面仅设置指状交替排列的N/P相间的重掺杂多晶膜层（其如背景技术所述的工艺流程得到的电池结构，其隧穿氧化层和N+区整体均间隔性的交替排布），那么光伏电池产生的电荷会大部分被寄生旁路电阻消耗；如果轻掺杂区为本征多晶，N型背场BSF将不存在，会导致大量的电子空穴或在本征多晶膜层（或附近）复合消失，转换效率极低。
本发明的电池结构，能够增强对制备中高温工艺的耐受性，拓宽工艺手段，生产良率高，其制造成本大幅降低，工艺周期也大大缩短，从而实现大规模量产的目的。
本发明的基于激光扩散的制备方法，N型掺杂发射极与P型掺杂发射极都是基于S1的一次表面清洁和S2的镀膜过程形成之后进一步激光扩散而形成，在背面的激光扩散形成过程中（不包括受光面的处理步骤）仅需一次清洁。与常规背接触电池（通常背接触电池制备中每做一次钝化膜层就需要清洁一次，至少需要清洁二到三次，背面两个极性接触区域制备过程中通常需要高质量清洁两次）对比，本发明所需的清洁次数减少，大幅简化了工艺流程，降低了生产成本，生产良率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明联合钝化背接触太阳能电池的一种具体实施方式的结构示意图。
图2是本发明联合钝化背接触太阳能电池的另一种具体实施方式的结构示意图。
图3是本发明的一种具体实施方式的制备方法的工艺流程图。
附图标记说明
1、硅片，2、隧穿氧化层，3、掺杂多晶硅层，4、耐腐蚀膜层，5、导电膜层，6、金属电极，7、钝化膜层，8、N型掺杂硅层，9、减反层。
301、轻掺杂区，302、N型掺杂发射极，303、P型掺杂发射极。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明中以靠近硅片中心水平轴线的方向为内，反之为外。
本发明中，所述P型掺杂发射极的深度是指沿垂直于掺杂多晶硅层向内（即向硅片的方向）的方向上，硅片内由于掺杂多晶硅层形成中高温磷扩散而引起的掺杂浓度为衬底硅片原始掺杂浓度的2倍的位置与掺杂多晶硅层外表面之间的最大垂直距离。N型掺杂发射极的深度是指沿垂直于掺杂多晶硅层向内（即向硅片的方向）的方向上，掺杂多晶硅层内由于N型掺杂发射极形成工艺（即制备方法中的第一次激光扫描掺杂SE）而引起的掺杂扩散浓度为原先轻掺杂区的形成工艺引起的扩散浓度的2倍的位置与掺杂多晶硅层外表面之间的最大垂直距离。
本发明中，除另有说明外，浓度是以质量计。
第一方面，本发明提供了一种联合钝化背接触太阳能电池，包括具有受光面和背面的硅片，还包括：在所述硅片的背面向外依次设置的隧穿氧化层、掺杂多晶硅层和耐腐蚀膜层，所述掺杂多晶硅层包括轻掺杂区以及依次交替分布的N型掺杂发射极与P型掺杂发射极，所述P型掺杂发射极的P型掺杂区域依次经掺杂多晶硅层、隧穿氧化层延伸至硅片内，位于硅片内的P型掺杂发射极延伸部分的深度与硅片厚度之比为0.0002-0.003：1；所述耐腐蚀膜层位于所述N型掺杂发射极与P型掺杂发射极之间区域的外部。
应当理解的是，所述掺杂多晶硅层中，所述N型掺杂发射极与P型掺杂发射极的周边区域均为轻掺杂区。此处周边区域包括N型掺杂发射极与P型掺杂发射极之间的区域，N型掺杂发射极与隧穿氧化层之间的区域。
本发明中，隧穿氧化层与轻掺杂区作为非指状交替排列的N型掺杂发射极与P型掺杂发射极的掺杂基底，能够避免掺杂多晶硅层上的重掺杂区域直接接触带来的电性短路问题。
本发明中，要求位于硅片内的P型掺杂发射极延伸部分的深度与硅片厚度之比满足前述范围，能够同时保证串联电阻和表面钝化需要，利于转换效率的提高。P型掺杂发射极是空穴引出极，需要在原先的N型轻掺杂极性进行翻转；如果其P型掺杂区域没有超过掺杂多晶硅层本身延伸至硅片内，空穴无法引出，影响电池发电效能；而如果位于硅片内的P型掺杂发射极延伸部分的深度与硅片厚度之比过大，会造成发射极钝化效果变差，导致开路电压下降；过小，会导致空穴无法引出，导致导电性下降。
位于硅片内的P型掺杂发射极延伸部分的深度与硅片厚度之比为0.0002-0.003：1，具体例如可以为0.0002、0.00025、0.0003、0.0004、0.0005、0.0006、0.0007、0.0008、0.0009、0.001、0.0012、0.0013、0.0014、0.0015、0.0016、0.0017、0.0018、0.0019、0.002、0.0021、0.0022、0.0023、0.0024、0.0025、0.0026、0.0027、0.0028、0.0029、0.003等。优选情况下，位于硅片内的P型掺杂发射极延伸部分的深度与硅片厚度之比为0.0002-0.0015：1。
在一些优选实施方式中，所述P型掺杂发射极超出掺杂多晶硅层的延伸部分的深度不高于300nm，优选为50-300nm。该优选方案下，更利于提升钝化效果、提升开路电压，同时提升导电性。
在一些优选实施方式中，所述N型掺杂发射极的深度不高于掺杂多晶硅层的厚度。该优选方案下，更利于在保证N型掺杂发射极正常工作的情况下，提升钝化效果和导电性，提高电池的填充因子。
在一些优选实施方式中，所述N型掺杂发射极的深度为掺杂多晶硅层的厚度的60%-100%。该优选方案下，更利于进一步提升钝化效果和导电性。
在本发明中，N型掺杂发射极为N型重掺杂区域，能满足接触电阻需要。在一些优选实施方式中，所述轻掺杂区、N型掺杂发射极与P型掺杂发射极的有效掺杂浓度之比为1：10-4000：10-300。该优选方案下，能够进一步平衡降低串联电阻和保持表面钝化水平的要求，更利于提升转换效率。而如果N型掺杂发射极过高掺杂会增加红外吸收，容易形成死区；P型掺杂发射极掺杂浓度过量，容易形成死区；从而带来影响电池整体钝化的可能。
在一些优选实施方式中，沿平行于掺杂多晶硅层的方向上，所述P型掺杂发射极呈连续的直线分布或呈非连续的点状分布，所述N型掺杂发射极呈连续的直线分布或呈非连续的点状分布。所述沿平行于掺杂多晶硅层的方向是指沿垂直于附图所示纸面且平行于掺杂多晶硅层的水平长度方向，且该方向与所述交替分布的水平宽度方向相垂直。
更优选地，在所述掺杂多晶硅层的背面上，所述P型掺杂发射极的分布面积总和占整个背面面积的2%-40%，所述N型掺杂发射极的分布面积总和占整个背面面积的1%-30%。该优选方案下，其面积占比适宜，能够平衡电池转化效率和制造成本的关系，使得电池转化效率在较高水平的同时降低制造成本，更利于推广背接触技术的量产推广。
可以理解的是，所述整个背面面积是指平行于掺杂多晶硅层的水平方向上的背面面积。
在一些优选实施例中，选用激光光斑，使得P型掺杂发射极的开口宽度在30-120μm之间。激光开口所用光斑可以是连续的线性扫描的光斑，也可以是非连续的跳跃式开口，激光开口比例占背面的面积为2%-40%。 N型掺杂发射极的开口宽度在30-80μm之间，激光开口所用光斑可以是连续的线性扫描的光斑，也可以是非连续的跳跃式开口，激光开口比例占背面的面积为1%-30%。
在一些优选实施方式中，所述P型掺杂发射极和N型掺杂发射极所用的激光SE步骤采用空间整形的光斑，光斑形状为矩形或圆形或椭圆形，保证加工区域和非加工区域激光强度有强烈对比，形成快速过渡，避免扩散深度不足的过渡区域出现。使得N-轻掺杂区、N+型掺杂背场区、P型掺杂发射极区域边界清楚，尽量消除不必要的过渡区域。
在一些优选实施方式中，所述轻掺杂区的有效掺杂浓度在1e17- 8e18cm-3，所述N型掺杂发射极的有效掺杂浓度在1e19 - 8e20cm-3，所述P型掺杂发射极的有效掺杂浓度在2e18 - 5e19cm-3。
本发明中制作N型掺杂发射极与P型掺杂发射极的方法可选范围较宽，只要能得到所需结构即可。在一些优选实施方式中，所述N型掺杂发射极与P型掺杂发射极均通过激光扩散获得。
在一些优选实施方式中，所述隧穿氧化层的厚度为1.5-2.5nm，所述掺杂多晶硅层的厚度为50-300nm。
本发明中耐腐蚀膜层的功能在于在制作方法中防止交叉扩散，同时可以防止金属化完成后不同电极之间的短路。
在一些优选实施方式中，所述耐腐蚀膜层的厚度为30-150nm。
更优选地，所述耐腐蚀膜层为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅膜层。
在一些优选实施方式中，所述联合钝化背接触太阳能电池还包括：在所述硅片的受光面往外依次设置的钝化膜层、N型掺杂硅层和任选的减反层。
优选地，受光面上的相邻层之间均为绒面接触。在绒面上的层厚度均可以基于抛光面上的厚度进行换算得到，其为本领域的常规手段，不需要付出创造性劳动，在此不再赘述。
其中所述钝化膜层为隧穿氧化硅层或氢化本征非晶硅层。该优选方案下，电池受光面可以为topcon或异质结方式钝化，更利于提升钝化水平，提高开路电压。
更优选地，所述隧穿氧化硅层的厚度为1.5-2.0nm。
优选地，所述氢化本征非晶硅层在抛光面上的等效厚度为3-12nm。
更优选地，所述N型掺杂硅层为N型掺杂的多晶硅层、N型掺杂的非晶硅层或N型掺杂的微晶硅层。
优选地，所述N型掺杂硅层在抛光面上的等效厚度为5-25nm。优选地，减反层在抛光面上的等效厚度为50-120nm。
更优选地，所述减反层为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。
本领域技术人员可以根据实际需求在背面还形成金属电极或导电膜层，根据实际需求选择相应各层的厚度等尺寸。
在一些更优选实施方式中，所述钝化膜层为隧穿氧化硅层时，所述联合钝化背接触太阳能电池还包括：
金属电极，其设置在背面的相邻耐腐蚀膜层之间，且其包括间隔设置的第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极和第二金属电极分别与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应接触。
在另外一些更优选实施方式中，所述钝化膜层为氢化本征非晶硅层时，所述联合钝化背接触太阳能电池还包括：
导电膜层，其设置在所述硅片背面，且其位于相邻耐腐蚀膜层之间且与掺杂多晶硅层接触，并沿耐腐蚀膜层向外延伸；相邻导电膜层之间形成绝缘开口，用于将相邻的N型掺杂发射极与P型掺杂发射极间隔开；
金属电极，其设置在所述导电膜层的外部，且其包括间隔设置的第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极和第二金属电极分别与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应。
本发明中，优选地，所述导电膜层为掺杂钛、锌、锡、钨中至少一种元素的氧化铟基导电膜，或者掺杂铝、镓、硼中至少一种元素的氧化锌基导电膜。
优选地，所述导电膜层厚度为50-120nm。
本发明中，所述硅片可以为直拉单晶硅片或铸造单晶硅片。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的联合钝化背接触太阳能电池的基于激光扩散的制备方法，包括以下步骤：
S1、提供背面抛光清洁后的硅片；
S2、在所述硅片的背面依次形成隧穿氧化层、N型轻掺杂多晶硅层、N型重掺杂膜层；其中N型重掺杂膜层的有效掺杂浓度大于N型轻掺杂多晶硅层的掺杂浓度；
S3、在S2所得硅片背面的预设N+区域内进行第一次激光扫描掺杂SE，用于促进N型重掺杂膜层中的磷向N型轻掺杂多晶硅层中扩散迁移，以形成N型掺杂发射极；
S4、移除S3所得硅片背面的N型重掺杂膜层，然后进行清洁；
S5、在S4所得硅片背面沉积一层耐腐蚀膜层；
S6、在S5所得硅片背面的预设P+区域对应的耐腐蚀膜层部分进行第一激光开口，以暴露N型轻掺杂多晶硅层；并在所得硅片背面的第一激光开口的区域引入含P型掺杂剂的掺杂浆料；
S7、对S6所得硅片背面进行第二激光掺杂，形成P型掺杂发射极；
S8、对S7所得硅片背面的预设N+区域对应的耐腐蚀膜层部分进行第二激光开口，以裸露部分N型掺杂发射极。
本发明S1中，所述抛光的方法可以采用本领域现有的方法进行，示例性的，抛光的方法包括：用温度为70-90℃、质量浓度为3%-8%的氢氧化钾或氢氧化钠溶液对硅片进行抛光。S1中所述清洁采用的清洗液可以为SC1溶液、SC2溶液、HF溶液等。
本发明S1中，所述硅片的受光面可以为抛光平面，也可以为制绒面。
在一些优选实施方式中，S2中，N型轻掺杂多晶硅层的有效掺杂浓度在1e17-8e18cm-3，N型重掺杂膜层的有效掺杂浓度在1e19-8e20cm-3。
在一些优选实施方式中，所述N型重掺杂膜层为表面PSG（磷硅玻璃）层或者重掺杂硅晶层。优选地，所述重掺杂硅晶层为多晶硅层或非晶硅层。
在一些优选实施方式中，所述N型重掺杂膜层为表面PSG层，该方案下，S2所述依次形成隧穿氧化层、N型轻掺杂多晶硅层、N型重掺杂膜层的过程优选包括：先采用LPCVD（低压化学气相沉积）在硅片背面形成隧穿氧化层和本征硅晶层，然后进行高温磷扩散，在本征硅晶层外形成非掺杂氧化层和PSG层；所述高温磷扩散的温度为750-900℃。S2中在沉积隧穿氧化硅后抽空、洗气（也即，先抽真空，再通清洗气体洗去残留的气体，反复操作直至无原有气氛残留），接着沉积本征硅晶层。所述本征硅晶层可以为本征非晶层或本征多晶层。本领域技术人员可以根据所需的轻掺杂区、N型掺杂发射极与P型掺杂发射极的有效掺杂浓度之比来调节高温磷扩散的温度。
更优选地，所述沉积隧穿氧化层时LPCVD的条件包括：通入氧气，工艺压力为100-1000Pa，沉积温度为550-700℃，沉积时间为5-60min。
更优选地，所述沉积本征硅晶层时LPCVD的条件包括：通入硅烷，工艺压力为500-3000Pa，沉积温度为550-700℃，沉积时间为30-90min。
更优选地，所述高温磷扩散的过程包括：先进入预沉积的第一阶段，第一阶段中通入包括三氯氧磷（POCl3）、氮气和氧气中至少一种，通过化学反应形成磷单质和PSG层，第一阶段的反应温度为750-850℃，反应时间为5-180min；然后进入升温磷扩散的第二阶段，第二阶段在有氧的氛围中进行，在升温推进磷扩散的同时，在PSG层和本征硅晶层之间形成非掺杂氧化层（USG），第二阶段的温度为800-900℃，时间为10-300min。该优选方案下，在上述高温磷扩散的同时有对隧穿氧化层退火的作用，提升隧穿氧化层的品质和降低表面缺陷态；高温退火同时提升LPCVD制备的本征硅晶层的品质，促使部分非晶硅向低缺陷态多晶硅转化；而且形成USG/PSG的结构，有助于降低多晶的有效掺杂，同时使得后续激光扫描掺杂SE形成N型掺杂发射极。
在一些优选实施方式中，所述N型重掺杂膜层为重掺杂硅晶层，可以为多晶硅层或非晶硅层；该方案下，所述依次形成隧穿氧化层、N型轻掺杂多晶硅层、N型重掺杂膜层的过程优选包括如下步骤：
S201、采用PECVD在硅片背面依次沉积隧穿氧化层、本征晶层或轻掺杂晶层，以及高掺杂晶硅层，沉积温度为350-500℃；本征晶层、轻掺杂晶层各自独立地为非晶层和/或多晶层，高掺杂晶硅层为非晶硅层和/或多晶硅层；
S202、然后进行退火，退火温度为750-880℃，退火时间为5-20min，用于将非晶硅转换为多晶硅层。
更优选地，S201中，所述沉积隧穿氧化层时PECVD的条件包括：通入体积流量比为1:2-5的硅烷与笑气，沉积时间为20-180s。
更优选地，S201中，所述沉积非晶层和/或多晶硅时PECVD的条件包括：通入包括硅烷、氢气与磷烷（PH3）的磷源气体，硅烷与氢气的体积流量比为1：0-600，沉积时间为10-50min，且在沉积过程中变化磷源气体的磷浓度以获得所需的对应掺杂浓度。其中，磷烷与硅烷的流量比例可以根据轻掺杂或重掺杂的实际需求确定，只要能够得到具有前述结构的联合钝化背接触太阳能电池即可。所述在沉积过程中变化磷源气体的磷浓度以获得所需的对应掺杂浓度例如可以包括：在沉积的初始阶段，通入不同磷源或少量稀释的磷源气体，在结束阶段通入高比例磷源的气体，以形成N型轻掺杂多晶硅层到N型重掺杂膜层的变化层。
S3中，所述第一次激光扫描掺杂SE（selective emitter，选择性发射极），也可称为第一次选择性激光扫描掺杂。
对于所述N型重掺杂膜层为表面PSG层的方案，S3中，第一次激光扫描掺杂SE的激光光斑选择性加热被扫描区域，能促使PSG中的磷继续向多晶硅扩散。对于所述N型重掺杂膜层为重掺杂硅晶层的方案，S3中，第一次激光扫描掺杂SE的激光光斑同样选择性加热被扫描区域，被扫描区域的多晶硅部分融化，促使N型重掺杂膜层中的磷活化，形成有效掺杂，同时进一步向N型轻掺杂多晶硅层中扩散迁移。其激光波长的选择可以是紫外（如355nm），或绿光（532nm），或者红外（1064nm）。优选地，采用绿光激光，避免直接激光吸收材料消融现象，或者过度的温度提升现象。
S4中，本发明对所述移除S3所得硅片背面的N型重掺杂膜层的方式没有任何限制，只要能实现移除N型重掺杂膜层即可，例如可以采用湿法化学腐蚀的方式。对于所述N型重掺杂膜层为表面PSG层的方案，所述移除可以用包含氟离子的酸性溶液移除USG及PSG层。对于所述N型重掺杂膜层为重掺杂硅晶层的方案，所述移除可以用碱性溶液腐蚀移除背面的N型重掺杂膜层。
优选地，S4中还包括：在完成所述移除后，进行表面清洁及干燥脱水的步骤。
本发明中，所述耐腐蚀膜层是指抗碱液腐蚀膜层，优选为氢化的氮化硅膜层。
在一些优选实施方式中，S6中，所述含P型掺杂剂的掺杂浆料中P型掺杂剂的浓度为0.1%-10%。本领域技术人员可以根据所需的轻掺杂区、N型掺杂发射极与P型掺杂发射极的有效掺杂浓度之比来调节浓度。
本发明所述引入含P型掺杂剂的掺杂浆料的方法可以为丝网印刷或喷墨打印。
更优选地，所述P型掺杂剂为金属镓或硼酸。更优选为金属镓，其能够高度活化，更利于提高有效掺杂。
在一些优选实施方式中，S7中，所述第二激光掺杂的过程包括：在预设P+区域内进行激光扫描掺杂，之后洗掉含P型掺杂剂的掺杂浆料。
在上述第二激光掺杂的过程中，利用具有高浓度P型掺杂剂的掺杂浆料覆盖在N型轻掺杂多晶硅层的表面，激光刻蚀过程中会进行加热，将高浓度的掺杂源分解反应形成单质掺杂元素，利用掺杂源与N型轻掺杂多晶硅层中掺杂浓度的巨大差距，扩散到N型轻掺杂多晶硅层内，从而实现对N型轻掺杂多晶硅层的P型掺杂。
更优选地，所述第二激光掺杂采用的激光的脉冲宽度小于20ns。该优选方案下，能利于降低对N型轻掺杂多晶硅层的损伤。而在相同条件下，若脉冲宽度过大，对N型轻掺杂多晶硅层的损伤较大。其激光波长的选择可以是紫外（如355nm），或绿光（532nm），或者红外（1064nm）。优选地，采用绿光激光，避免直接激光吸收材料消融现象，或者过度的温度提升现象。
所述第二激光掺杂可以用纳秒激光器。优选的，所述第二激光掺杂采用脉冲宽度小于100ps的激光器。
更优选地，所述第二激光掺杂后方阻为120-300Ω/□。该优选方案下，能利于能避免过度掺杂而形成死区，提高转换效率。
S8中，所述第二激光开口可以用绿光或紫外激光开口。优选地，采用紫外激光开口。本领域技术人员可以根据需求选择所述激光整形的光斑形状，可以为矩形的整形光斑，也可以为自然的高斯分布，优选后者以节约成本。本领域技术人员可以根据需求选择第二激光开口的光斑宽度，以获得所需面积的P型掺杂发射极分布区域。
在一些优选实施方式中，S1中所述硅片的受光面为抛光平面，且所述制备方法还包括：S 5-1、在S5所得硅片的受光面进行制绒清洗，之后在受光面依次沉积钝化膜层、N型掺杂硅层和任选的减反层；然后进行所述S6。
本发明中“任选的减反层”是指减反层可以有或没有，也即可以沉积或不沉积减反层。本领域技术人员可以根据实际需求选择。
本发明所述制绒清洗的过程包括：通过预设浓度及温度（其具体根据所需绒面尺寸而确定）的NaOH溶液或KOH溶液，在硅片受光面制绒形成金字塔绒面。
在一些优选实施方式中，S1中形成受光面制绒、背面抛光的硅片；且所述制备方法还包括：S 5-2、在S5所得硅片的受光面依次沉积钝化膜层、N型掺杂硅层和任选的减反层；然后进行所述S6。
上述N型掺杂硅层可以为N型掺杂的多晶硅层、非晶硅层或微晶硅层。
本领域技术人员可以采用现有的方法沉积钝化膜层、N型掺杂硅层和任选的减反层。优选地，所述氢化本征非晶硅层、N型掺杂硅层、减反层由等离子体增强化学气相沉积技术（PECVD）形成。
更优选地，所述钝化膜层为氢化本征非晶硅层时，所述制备方法还包括：
S901、在S8所得硅片背面全覆盖地沉积一层导电膜层；
S902、在所述导电膜层上进行激光绝缘开口，形成将N型掺杂发射极与P型掺杂发射极隔开的绝缘开口；
S903、在S902所得导电膜层上形成金属电极，金属电极与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应。
本领域技术人员可以采用物理气相沉积技术（PVD）或反应式等离子体技术（RPD）在硅片背面沉积导电膜层；且沉积的温度不超过250℃。
S902中所述激光绝缘开口优选用皮秒或纳秒激光器。
本领域技术人员可以根据实际需求选择所述绝缘开口的宽度。例如，绝缘开口的刻蚀宽度优选为0.03-0.1mm。
更优选地，所述钝化膜层为隧穿氧化硅层时，不需要沉积导电膜层，这是由于后续所有工艺都是高温制程（如温度高于700℃），退火工艺可以保证金属电极和掺杂多晶硅层可以建立良好的欧姆接触。如果所述钝化膜层为氢化本征非晶硅层，后续工艺必须采用低温工艺（如不超过250℃），需要透明导电膜层作为过渡建立良好的欧姆接触。
本发明中，在受光面的钝化膜层为隧穿氧化硅层时，在镀膜之前仅进行一次清洁即可；在受光面的钝化膜层为氢化本征非晶硅层时，在镀膜之前仅进行两次清洁即可。相比于现有技术，本发明整体的清洁次数减少，大幅简化了工艺流程，降低了生产成本，生产良率高。
优选地，所述制备方法还包括：S9、在S8所得硅片背面的相邻耐腐蚀膜层之间形成金属电极，金属电极与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应。
本领域技术人员可以采用现有的方法制备金属电极。
所述形成金属电极可以采用丝网印刷工艺，在硅片背面印刷金属浆料栅线，分别在N型掺杂发射极、P型掺杂发射极引出金属电极。优选地，N型掺杂发射极的区域印制银浆，而P型掺杂发射极的区域印制铝浆。
所述形成金属电极也可以采用铜电镀方案，例如可以采用依序镀膜Ti/Cu，Ni/Cu，或Al/TiW/Cu的工艺。具体包括：在种子铜上印制电镀图形，在暴露区域经历电镀栅线增高过程，电镀栅线的高度为3-40μm。优选地，在电镀铜的上方覆盖金属银或金属锡，以防止铜的氧化，增强可焊接性。在去油墨过程之后，用酸性溶液腐蚀种子金属层及阻挡层金属层。其为本领域的常规技术，不需要付出创造性劳动。
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细阐述。
实施例1
一种基于激光扩散的联合钝化背接触太阳能电池，如图2所示，包括具有受光面和背面的硅片1，以及在所述硅片1的背面向外依次设置的隧穿氧化层2、掺杂多晶硅层3和耐腐蚀膜层4，以及在硅片1的受光面往外依次设置的钝化膜层7（为隧穿氧化硅层）、N型掺杂硅层8和减反层9。所述掺杂多晶硅层3包括轻掺杂区301以及依次交替分布的N型掺杂发射极302与P型掺杂发射极303，轻掺杂区301的有效掺杂浓度在1e17cm-3，轻掺杂区301、N型掺杂发射极302与P型掺杂发射极303的有效掺杂浓度之比为1：1000：200；所述耐腐蚀膜层4位于所述N型掺杂发射极302与P型掺杂发射极303之间区域的外部。其中，N型掺杂发射极302的深度为掺杂多晶硅层3的厚度的100%，P型掺杂发射极303的P型掺杂区域依次经掺杂多晶硅层3、隧穿氧化层2延伸至硅片1内，硅片厚度为150μm，位于硅片内的P型掺杂发射极303延伸部分的深度与硅片厚度之比为0.0006：1。沿平行于掺杂多晶硅层3的方向上，所述P型掺杂发射极303、N型掺杂发射极302均呈连续的直线分布，且在所述掺杂多晶硅层3的背面，P型掺杂发射极303的分布面积总和占整个背面面积的20%，所述N型掺杂发射极302的分布面积总和占整个背面面积的10%。
背面上，隧穿氧化层2的厚度为1.5nm，所述掺杂多晶硅层3的厚度为150nm，耐腐蚀膜层4的厚度为70nm。耐腐蚀膜层4为氮化硅膜层。受光面上，隧穿氧化硅层的厚度为1.5nm，N型掺杂硅层8在抛光面上的等效厚度为20nm，减反层9在抛光面上的等效厚度为100nm，减反层9为氮氧化硅。
其制备方法如下：
S1、碱抛光：提供碱抛光清洗后的N型单晶硅片1；
用温度为80℃、质量浓度为5%的氢氧化钾溶液对所述N型单晶硅片1进行抛光，之后通过SC1溶液清洗硅片1表面，所述N型单晶硅片1为直拉单晶硅片1。
S2、多晶硅沉积：在硅片1背面形成隧穿氧化层2、N型轻掺杂多晶硅层、表面PSG层（磷硅玻璃）；具体方法如下：
采用低压化学气相沉积（LPCVD）技术在硅片1背面形成隧穿氧化层2及本征非晶层。所述沉积隧穿氧化层2时LPCVD通入氧气，工艺压力为500Pa，沉积温度为600℃，沉积时间为10min。沉积隧穿氧化硅后抽空、洗气，接着沉积本征非晶层，所述沉积本征非晶层时LPCVD通入硅烷，工艺压力为1000Pa，沉积温度为600℃，沉积时间为50min。之后将硅片1转移到高温炉管式设备。首先是预沉积阶段，通入三氯氧磷（POCl3）、氮气和氧气，通过化学反应形成磷单质和PSG玻璃，这一阶段的反应温度为780℃，反应时间为8min。第二阶段在有氧的氛围中提升温度，在推进磷扩散的同时，在PSG和多晶硅之间形成一定厚度的非掺杂氧化层（USG），该有氧高温扩散步骤的温度设置为875℃，时间为20min。高温工艺同时有对隧穿氧化层2退火的作用，提升隧穿氧化层2的品质和降低表面缺陷态。高温退火同时提升LPCVD制备的非晶层品质，促使部分非晶硅向低缺陷态多晶硅转化。该步骤形成USG/PSG的结构（即表面PSG层），同时利于后续进行激光SE形成N型掺杂发射极302。
S3、第一次激光扫描掺杂：在硅片1表面的预设N+区域图形内进行激光扫描掺杂SE，激光光斑选择性加热被扫描区域，促使表面PSG中的磷继续向N型轻掺杂多晶硅层扩散。
S4、用湿法化学腐蚀的方式移除背面的PSG玻璃层。用包含氟离子的酸性溶液移除USG及PSG玻璃层。完成上述工艺步骤后，在湿法设备中进行表面清洁及干燥脱水。
S5、用LPCVD的方式在背面沉积一层抗碱液腐蚀膜层。该抗碱液腐蚀膜层为氢化的氮化硅膜层。
S6、制绒清洗：通过KOH溶液，在硅片1受光面制绒形成金字塔绒面。
S7、在硅片1受光面依次沉积钝化膜层7、N型轻掺杂多晶硅层、减反层9；具体由等离子体增强化学气相沉积技术（PECVD）形成。
S8、激光选择性开口，在硅片1背面预设P+区域内用紫外激光开口，暴露底下的N型轻掺杂多晶硅层。在硅片1背面的所得开口区域用丝网印刷的方式涂布浓度为5%的镓的掺杂浆料。
S9、第二次激光掺杂：用纳秒激光器对背面的预设P+区域图形内进行激光扫描掺杂，之后洗掉掺杂浆料，制作P型掺杂发射极303；激光的脉冲宽度为10ns，激光掺杂后方阻为200Ω/□。
S10、第二次激光开口：在原先N+图形已进行激光SE区域用紫外激光矩形整形光斑进行消融开口，以裸露N型掺杂发射极302的中部。第二激光开口的光斑宽度为100μm。
S13、金属化：采用丝网印刷工艺，在硅片1背面印刷金属浆料栅线，分别在N型掺杂发射极302与P型掺杂发射极303处引出金属电极6。N型掺杂发射极302与P型掺杂发射极303的区域分别印制银浆、铝浆。
实施例2
参照实施例1的方法进行，不同的是，受光面的钝化膜层7为氢化本征非晶硅层，厚度为10nm；且背面还形成有导电膜层5、金属电极6；且N型重掺杂膜层为重掺杂硅晶层；电池结构如图1所示。其制备方法如图3所示，不同之处如下：
其中S2包括：
S201、PECVD沉积隧穿氧化层2、N型轻掺杂多晶硅层（具体为轻掺杂非晶/多晶层，即非晶/多晶混合态）、N型重掺杂膜层（具体为重掺杂非晶/多晶层，即非晶/多晶混合态）：采用管式PECVD炉，沉积温度为400℃。所述沉积隧穿氧化层2时通入硅烷与笑气，硅烷与笑气的体积流量比为1:3，沉积时间为50 s，所述沉积本征非晶层或多晶层时通入硅烷、氢气与磷烷（PH3），硅烷与氢气的体积流量比为1:2，沉积时间为20min，磷烷与硅烷的体积流量比例使得形成相应所需有效掺杂浓度的N型轻掺杂多晶硅层、N型重掺杂膜层。N型轻掺杂多晶硅层的有效掺杂浓度在1e17-5e18cm-3，N型重掺杂膜层的有效掺杂浓度在2e18-5e19cm-3。
S202、退火：进入退火炉，温度设置为800℃，退火时间为10min，将非晶硅转换为多晶硅层。
S3、第一次激光扫描掺杂：在硅片1表面的预设N+区域图形内进行激光扫描掺杂SE，激光光斑选择性加热被扫描区域，促使重掺杂膜层中的磷活化，形成有效掺杂，同时进一步向N型轻掺杂多晶硅膜层中扩散迁移。
S4、用湿法化学腐蚀的方式移除背面的PSG玻璃层。用碱性溶液腐蚀移除背面的重掺杂多晶层。完成上述工艺步骤后，在湿法设备中进行表面清洁及干燥脱水。
S11、沉积导电膜层5：采用物理气相沉积技术（PVD）在硅片1背面沉积导电膜层5，所述导电膜层5为掺钛、掺锌、掺锡、掺钨的氧化铟基，所述导电膜层5厚度为50nm。处理工艺不超过250℃。
S12、第三次开口：在N+图形和P+区域之间区域外部的导电膜层5部分进行激光消融开口，以裸露部分耐腐蚀膜层4，形成绝缘开口；然后进行S13的金属化。
实施例3
参照实施例1的方法进行，不同的是，N型掺杂发射极的深度为掺杂多晶硅层厚度的50%；其对应所需调节的工艺参数为S2中有氧高温扩散步骤的温度从875℃调整为840℃，扩散的深度较浅，激光SE造成的二次扩散深度也较浅。
实施例4
参照实施例1的方法进行，不同的是，P型掺杂发射极的面积之和占整个背面面积的比例调整为40%；其对应所需调节的工艺参数为S10中第二次激光开口的光斑宽度调整为220μm。
实施例5
参照实施例1的方法进行，不同的是，轻掺杂区、N型掺杂发射极与P型掺杂发射极的有效掺杂浓度之比为1：100：100；其对应所需调节的工艺参数为S8中采用硼掺杂浓度比例为0.1%的含硼浆料代替浓度为5%的镓的掺杂浆料，同时降低S2中有氧高温扩散步骤的温度为830℃。
实施例6
参照实施例1的方法进行，不同的是，位于硅片内的P型掺杂发射极延伸部分的深度与硅片厚度之比为0.002：1；其对应所需调节的工艺参数为S9中激光掺杂后的方阻为50Ω/□。
对比例1
本对比例采用现有的指状交替排列结构的异质结背接触电池；其制备方法为：
S101、硅片双面抛光；
S102、硅片背面镀第一掩膜层保护，所述第一掩膜层为氮化硅；
S103、硅片制绒清洗，在第一掩膜层的对面形成金字塔绒面，之后去除第一掩膜层，形成单面制绒、单面抛光结构的硅片；
S104、硅片背面依次镀第一半导体层及第二掩膜层，所述第一半导体层采用PECVD形成，第一半导体层包含本征非晶硅层及N型掺杂非晶硅，所述第二掩膜层为氮化硅；
S105、在硅片背面进行激光开口，去除第二掩膜层及部分第一半导体层，形成第二半导体区开口；
S106、硅片清洗，去除第二半导体区内的第一半导体层；
S107、硅片正面依次形成非晶层及减反层，背面形成第二半导体层，所述第二半导体层采用PECVD形成，第二半导体层包含本征非晶硅层及P型掺杂非晶硅层；
S108、硅片背面激光开口，形成与第二半导体区交替排列的第一半导体区；
S109、硅片清洗，去除第一半导体区内的第二掩膜层；
S110、硅片背面沉积导电膜；
S111、通过激光或蚀刻的方式，在第一半导体区与第二半导体区之间形成绝缘槽；
S112、在硅片第一半导体区与第二半导体区上形成金属电极。
其中，背面上，第一半导体层中本征非晶硅层及N型掺杂非晶硅层的厚度分别为4nm、8nm；第二半导体层中本征非晶硅层及P型掺杂非晶硅层的厚度分别为5nm、8nm。N型掺杂非晶硅层的有效掺杂浓度为5e19 cm-3。P型掺杂非晶硅层的有效掺杂浓度为1e19 cm-3。
对比例2
参照对比例1的方法进行，不同的是，采用第一半导体层中本征非晶硅层替换为厚度1.5nm的隧穿氧化层。本对比例为指状交替排列结构的topcon-异质结联合的背接触电池。
对比例3
参照实施例1的方法进行，不同的是，改变P型掺杂发射极303的延伸深度，具体地位于硅片内的P型掺杂发射极303延伸部分的深度与硅片厚度之比为0.0001：1。其对应所需调节的工艺参数为S9中激光掺杂后的方阻为500Ω/□。
测试例
将上述实施例和对比例的电池的电池转换效率进行测试，并对该批次的材料成本、生产良率进行测量，并记录工艺周期，其结果如表1所示。
表1
实施例编号 工艺周期（ H ） 材料成本（元 / 片） 电池转换效率（ % ） 生产良率（ % ）
实施例 1 10-15 1.2 24.8% 99%
实施例 2 10-15 1.25 24.8% 99%
实施例 3 10-12 1.2 24.6% 98.5%
实施例 4 12-16 1.3 24.8% 98%
实施例 5 10-12 1.17 24.1% 97%
实施例 6 12-17 1.25 24.5% 99%
对比例 1 24-36 1.5 25.5% 97%
对比例 2 18-20 1.4 25.8% 99%
对比例 3 10-15 1.2 21% 70%
通过上述实施例和对比例以及表1可知，本发明的实施例所得电池较对比例1的传统HBC电池、对比例2的联合钝化电池，虽然其转换效率稍低，但其制造成本大幅降低，工艺周期也大大缩短，对制造设备的要求较低，从而实现大规模量产。本发明实施例相比于对比例3，能够在具有较短工艺周期和低材料成本的同时，提高电池转换效率和生产良率。
进一步的，通过实施例1和实施例3-6可以看出，采用本发明N型掺杂发射极与P型掺杂发射极的优选结构的实施例1方案，其能够在兼具较短工艺周期和低材料成本的同时，提高电池转换效率和生产良率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种联合钝化背接触太阳能电池，包括具有受光面和背面的硅片，其特征在于，还包括：在所述硅片的背面向外依次设置的隧穿氧化层、掺杂多晶硅层和耐腐蚀膜层，所述掺杂多晶硅层包括轻掺杂区以及依次交替分布的N型掺杂发射极与P型掺杂发射极，所述P型掺杂发射极的P型掺杂区域依次经掺杂多晶硅层、隧穿氧化层延伸至硅片内，位于硅片内的P型掺杂发射极延伸部分的深度与硅片厚度之比为（0.0002-0.003）：1；所述耐腐蚀膜层位于所述N型掺杂发射极与P型掺杂发射极之间区域的外部；所述N型掺杂发射极的深度不高于掺杂多晶硅层的厚度；所述轻掺杂区、N型掺杂发射极与P型掺杂发射极的有效掺杂浓度之比为1：（10-4000）：（10-300）。
2.根据权利要求1所述的联合钝化背接触太阳能电池，其特征在于，所述P型掺杂发射极超出掺杂多晶硅层的延伸部分的深度不高于300nm。
3.根据权利要求1所述的联合钝化背接触太阳能电池，其特征在于，所述N型掺杂发射极的深度为掺杂多晶硅层的厚度的60%-100%。
4.根据权利要求1所述的联合钝化背接触太阳能电池，其特征在于，沿平行于掺杂多晶硅层的方向上，所述P型掺杂发射极呈连续的直线分布或呈非连续的点状分布，所述N型掺杂发射极呈连续的直线分布或呈非连续的点状分布。
5.根据权利要求1或4所述的联合钝化背接触太阳能电池，其特征在于，在所述掺杂多晶硅层的背面上，所述P型掺杂发射极的分布面积总和占整个背面面积的2%-40%，所述N型掺杂发射极的分布面积总和占整个背面面积的1%-30%。
6.根据权利要求1所述的联合钝化背接触太阳能电池，其特征在于，
所述N型掺杂发射极与P型掺杂发射极均通过激光扩散获得；
和/或，所述轻掺杂区的有效掺杂浓度在1e17- 8e18cm-3，所述N型掺杂发射极的有效掺杂浓度在1e19 - 8e20cm-3，所述P型掺杂发射极的有效掺杂浓度在2e18 - 5e19cm-3。
7.根据权利要求1所述的联合钝化背接触太阳能电池，其特征在于，所述隧穿氧化层的厚度为1.5-2.5nm，所述掺杂多晶硅层的厚度为50-300nm；
和/或，所述耐腐蚀膜层的厚度为30-150nm，所述耐腐蚀膜层为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅膜层。
8.根据权利要求1所述的联合钝化背接触太阳能电池，其特征在于，还包括：在所述硅片的受光面往外依次设置的钝化膜层、N型掺杂硅层和减反层，受光面上的相邻层之间均为绒面接触；其中所述钝化膜层为隧穿氧化硅层或氢化本征非晶硅层。
9.根据权利要求8所述的联合钝化背接触太阳能电池，其特征在于，所述隧穿氧化硅层的厚度为1.5-2.0nm，所述氢化本征非晶硅层在抛光面上的等效厚度为3-12nm；
和/或，所述N型掺杂硅层为N型掺杂的多晶硅层、非晶硅层或微晶硅层；所述N型掺杂硅层在抛光面上的等效厚度为5-25nm；
和/或，所述减反层为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种，减反层在抛光面上的等效厚度为50-120nm。
10.根据权利要求8所述的联合钝化背接触太阳能电池，其特征在于，
所述钝化膜层为隧穿氧化硅层时，所述联合钝化背接触太阳能电池还包括：
金属电极，其设置在背面的相邻耐腐蚀膜层之间，且其包括间隔设置的第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极和第二金属电极分别与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应接触；
所述钝化膜层为氢化本征非晶硅层时，所述联合钝化背接触太阳能电池还包括：
导电膜层，其设置在所述硅片背面，且其位于相邻耐腐蚀膜层之间且与掺杂多晶硅层接触，并沿耐腐蚀膜层向外延伸；相邻导电膜层之间形成绝缘开口，用于将相邻的N型掺杂发射极与P型掺杂发射极间隔开；
金属电极，其设置在所述导电膜层的外部，且其包括间隔设置的第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极和第二金属电极分别与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应。
11.一种如权利要求1-10中任一项所述的联合钝化背接触太阳能电池的基于激光扩散的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、提供背面抛光清洁后的硅片；
S2、在所述硅片的背面依次形成隧穿氧化层、N型轻掺杂多晶硅层、N型重掺杂膜层；其中N型重掺杂膜层的有效掺杂浓度大于N型轻掺杂多晶硅层的掺杂浓度；
S3、在S2所得硅片背面的预设N+区域内进行第一次激光扫描掺杂SE，用于促进N型重掺杂膜层中的磷向N型轻掺杂多晶硅层中扩散迁移，以形成N型掺杂发射极；
S4、移除S3所得硅片背面的N型重掺杂膜层，然后进行清洁；
S5、在S4所得硅片背面沉积一层耐腐蚀膜层；
S6、在S5所得硅片背面的预设P+区域对应的耐腐蚀膜层部分进行第一激光开口，以暴露N型轻掺杂多晶硅层；并在所得硅片背面的第一激光开口的区域引入含P型掺杂剂的掺杂浆料；
S7、对S6所得硅片背面进行第二激光掺杂，形成P型掺杂发射极；
S8、对S7所得硅片背面的预设N+区域对应的耐腐蚀膜层部分进行第二激光开口，以裸露N型掺杂发射极的中部。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，S2中，N型轻掺杂多晶硅层的有效掺杂浓度在1e17- 8e18cm-3，N型重掺杂膜层的有效掺杂浓度在1e19-8e20cm-3；
和/或，所述N型重掺杂膜层为表面PSG层或者重掺杂硅晶层，所述重掺杂硅晶层为多晶硅层或非晶硅层。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，S2所述依次形成隧穿氧化层、N型轻掺杂多晶硅层、N型重掺杂膜层的过程包括：先采用LPCVD在硅片背面形成隧穿氧化层和本征硅晶层，然后进行高温磷扩散，在本征硅晶层外形成非掺杂氧化层和PSG层；所述高温磷扩散的温度为750-900℃。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，
所述形成隧穿氧化层时LPCVD的条件包括：通入氧气，工艺压力为100-1000Pa，沉积温度为550-700℃，沉积时间为5-60min；
所述形成本征硅晶层时LPCVD的条件包括：通入硅烷，工艺压力为500-3000Pa，沉积温度为550-700℃，沉积时间为30-90min；
所述高温磷扩散的过程包括：先进入预沉积的第一阶段，第一阶段中通入包括三氯氧磷、氮气和氧气中至少一种，通过化学反应形成磷单质和PSG层，第一阶段的反应温度为750-850℃，反应时间为5-180min；然后进入升温磷扩散的第二阶段，第二阶段在有氧的氛围中进行，在升温推进磷扩散的同时，在PSG层和本征硅晶层之间形成非掺杂氧化层，第二阶段的温度为800-900℃，时间为10-300min。
15.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述依次形成隧穿氧化层、N型轻掺杂多晶硅层、N型重掺杂膜层的过程包括如下步骤：
S201、采用PECVD在硅片背面依次沉积隧穿氧化层、本征晶层或轻掺杂晶层、高掺杂晶硅层，沉积温度为350-500℃；本征晶层、轻掺杂晶层各自独立地为非晶层和/或多晶层，高掺杂晶硅层为非晶硅层和/或多晶硅层；
其中，所述沉积隧穿氧化层时PECVD的条件包括：通入体积流量比为1:（2-5）的硅烷与笑气，沉积时间为20-180s；
所述沉积非晶层和/或多晶硅时PECVD的条件包括：通入包括硅烷、氢气与磷烷的磷源气体，硅烷与氢气的体积流量比为1：（0-600），沉积时间为10-50min，且在沉积过程中变化磷源气体的磷浓度以获得所需的对应掺杂浓度；
S202、然后进行退火，退火温度为750-880℃，退火时间为5-20min。
16.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，
S6中，所述P型掺杂剂为金属镓或硼酸，所述含P型掺杂剂的掺杂浆料中P型掺杂剂的浓度为0.1%-10%；
和/或，S7中，所述第二激光掺杂的过程包括：在预设P+区域内进行激光扫描掺杂，之后洗掉含P型掺杂剂的掺杂浆料；其中，所述第二激光掺杂采用的激光的脉冲宽度小于20ns，第二激光掺杂后方阻为120-300Ω/□。
17.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，S1中所述硅片的受光面为抛光平面，且所述制备方法还包括：S 5-1、在S5所得硅片的受光面进行制绒清洗，之后在受光面依次沉积钝化膜层、N型掺杂硅层和减反层；然后进行所述S6；
或者，S1中形成受光面制绒、背面抛光的硅片；且所述制备方法还包括：S 5-2、在S5所得硅片的受光面依次沉积钝化膜层、N型掺杂硅层和减反层；然后进行所述S6。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，
所述钝化膜层为氢化本征非晶硅层时，所述制备方法还包括：
S901、在S8所得硅片背面全覆盖地沉积一层导电膜层；
S902、在所述导电膜层上进行激光绝缘开口，形成将N型掺杂发射极与P型掺杂发射极隔开的绝缘开口；
S903、在S902所得导电膜层上形成金属电极，金属电极与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应；
所述钝化膜层为隧穿氧化硅层时，所述制备方法还包括：
S9、在S8所得硅片背面的相邻耐腐蚀膜层之间形成金属电极，金属电极与N型掺杂发射极、P型掺杂发射极一一对应。
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