CN116013998A - 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，包括半导体衬底，半导体衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；位于半导体衬底第一表面的偏光结构以及位于偏光结构背离半导体衬底一侧的第一钝化层；第一钝化层背离偏光结构的一侧表面设置有多个间隔排列的沟槽，沟槽的深度小于等于第一钝化层的厚度，沟槽的开口直径为1nm～100nm；位于半导体衬底第二表面的第二钝化层；位于第一钝化层表面的第一电极及位于第二钝化层表面的第二电极。本申请太阳能电池在第一钝化层表面进行改善，增加陷光减反射作用，提高太阳光的有效利用，提升太阳能电池的光电转换效率，避免了直接对偏光结构进行调整或修饰，不会对电池的电性能产生有害影响。

Description

太阳能电池及其制备方法、光伏组件

技术领域

本申请涉及光伏电池技术领域，具体地讲，涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件。

背景技术

随着太阳能电池技术的不断发展，电池短路电池密度的提高成为影响太阳能电池转换效率提升的重要因素之一。为了提高太阳能电池的光电转换速率，常通过在硅衬底的表面进行清洗制绒，以得到5微米～10微米大小的金字塔结构，改善硅衬底内部的反射，降低硅衬底的反射率，从而提高电池的短路电池密度，然而，这种方式提高电池短路密度的能力有限，使得电池的转换效率提升有限，制约着太阳能电池的进一步发展。

因此，如何进一步降低电池的反射以提升电池的短路电流密度成为光伏产业急需解决的问题。

发明内容

鉴于此，本申请提出一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，该太阳能电池能够具有较优的减反射作用，能够提升太阳能电池的光电转换效率，同时，不会加剧太阳能电池的电性能损失。

第一方面，本申请提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：

半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；

位于所述半导体衬底第一表面的偏光结构以及位于所述偏光结构背离所述半导体衬底一侧的第一钝化层；

所述第一钝化层背离所述偏光结构的一侧表面设置有多个间隔排列的沟槽，所述沟槽的深度小于等于所述第一钝化层的厚度，所述沟槽的开口直径为1nm～100nm；

位于所述半导体衬底第二表面的第二钝化层；

位于所述第一钝化层表面的第一电极及位于所述第二钝化层表面的第二电极。

第二方面，本申请提供一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底具有相对设置的第一表面和第二表面；

在所述半导体衬底的第一表面进行制绒处理形成偏光结构；

在所述偏光结构背离所述半导体衬底的一侧形成第一钝化层；

在所述第一钝化层的表面进行刻蚀处理形成多个间隔排列的沟槽，所述沟槽的深度小于等于所述第一钝化层的厚度，且所述沟槽的开口直径为1nm～100nm；

在所述半导体衬底的第二表面形成第二钝化层；

在所述第一钝化层的表面形成第一电极及在所述第二钝化层的表面形成第二电极，得到太阳能电池。

第三方面，本申请实施例提供一种光伏组件，所述光伏组件包括盖板、封装材料层、太阳能电池串，所述太阳能电池串包括多个第一方面所述的制备方法制备的太阳能电池或第二方面所述的太阳能电池。

本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：

本申请通过在第一钝化层背离偏光结构的一侧表面设置有多个间隔排列的沟槽，沟槽的深度小于等于第一钝化层的厚度，沟槽的开口直径为1nm～100nm，当太阳光照射电池时，一方面，偏光结构的存在能够减少太阳光的反射，起到一定的陷光减反射作用；另一方面，太阳光在太阳能电池上的入射路径为：太阳光先经过沟槽，再入射偏光结构，偏光结构可以作为沟槽的同质层，产生低反射性，使得上述纳米尺寸的沟槽形成一个个的减反射单元，进一步增加了陷光减反射作用，进而提高太阳光的有效利用，提高电池的短路电流，从而提升太阳能电池的光电转换效率，同时，本申请的太阳能电池，避免了直接对偏光结构进行调整或修饰，而是在第一钝化层表面进行改善，不会对电池的电性能产生有害影响。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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为本申请太阳能电池沟槽的深度小于第一钝化层厚度的结构示意图；

图2为本申请太阳能电池沟槽的深度等于第一钝化层厚度的结构示意图；

图3为本申请太阳能电池的制备流程图；

图4为本申请在半导体衬底表面制备偏光结构后得到的结构示意图；

图5为本申请在偏光结构表面制备第一钝化层后得到的结构示意图；

图6为本申请在第一钝化层上形成沟槽前驱体的结构示意图；

图7为本申请在第一钝化层上形成沟槽的结构示意图；

图8为本申请在半导体衬底第二表面形成第二钝化层的结构示意图；

图9为本申请光伏组件的结构示意图。

图中：1-半导体衬底；

2-偏光结构；

3-第一钝化层；

4-沟槽前驱体；

5-沟槽；

6-第二钝化层；

7-第一电极；

8-第二电极；

1000-光伏组件；

100-太阳能电池；

200-第一盖板；

300-第一封装胶层；

400-第二封装胶层；

500-第二盖板。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

太阳能电池主要通过光伏效应将太阳能转化为电能，是利用太阳能最有效的方式之一，目前市面上的太阳能电池，硅基太阳能电池应用最为广泛，虽然其具有较高的光电转换效率和稳定性，但是在制备工艺中，仍存在耗能污染多、成本昂贵、光电转换效率有望进一步提高等问题。

目前，提高太阳能电池的光电转换效率和降低成本一直是其研究的重点，而减少电池表面对入射光的反射和增加入射光的吸收是提高太阳能电池光电转换效率的重要手段。现有的太阳能电池通常是在电池衬底表面进行清洗制绒形成金字塔结构的绒面，以减少太阳光在电池上的光反射，并进一步在金字塔结构的表面镀减反射膜，从而达到陷光减反射作用，然而这种结构设计的减反射作用有限，反射率在10％左右，无法满足人们对太阳能电池光电转换效率愈来越高的需求。

进一步的，人们研究出了离子刻蚀制绒RIE技术，具体的，离子刻蚀制绒RIE技术是通过电离SF₆、Cl₂等反应气体形成活性等离子体，对硅衬底进行物理轰击和化学反应双重作用刻蚀，从而形成RIE黑硅绒，其能够达到较低的反射率，反射率在5％～13％之间，但是这种物理轰击和化学反应双重刻蚀的方式使得硅衬底的表面损失过大，导致高的电池表面复合速率，开路电压损失严重，无法大范围的使用。

人们还研究出金属辅助催化化学制绒技术，具体的，金属辅助催化化学制绒技术是将Au、Ag和Cu等金属粒子随机附着在硅片表面，反应中金属粒子作为阴极、硅作为阳极，同时在硅表面构成微电化学反应通道，在金属粒子下方快速刻蚀硅衬底，从而形成纳米结构，通过纳米结构减少太阳光的反射，然而，金属粒子的引入会导致金属离子污染，导致电池的少子寿命严重受损，而且Au和Ag的价格昂贵，导致成本大大增加。

鉴于此，本申请提供一种太阳能电池，其能够避免直接电池绒面上进行调整，而是在第一钝化层的膜层上形成纳米尺寸的沟槽，沟槽与绒面的配合能够达到较优的陷光减反射作用，提高太阳光的有效利用，提高电池的短路电流，从而提升太阳能电池的光电转换效率，同时，还不会降低电池的电性能。

具体的，本申请实施例提供一种太阳能电池，如图1所示，为本申请实施例提供的太阳能电池的结构示意图，包括：

半导体衬底1，半导体衬底1包括相对设置的第一表面和第二表面；

位于半导体衬底1第一表面的偏光结构2以及位于偏光结构2背离半导体衬底1一侧的第一钝化层3；

第一钝化层3背离偏光结构2的一侧表面设置有多个间隔排列的沟槽5，沟槽5的深度小于等于第一钝化层3的厚度，沟槽5的开口直径为1nm～100nm；

位于半导体衬底1第二表面的第二钝化层6；

位于第一钝化层3表面的第一电极7及位于第二钝化层6表面的第二电极8。

在上述方案中，本申请通过在第一钝化层3背离偏光结构2的一侧表面设置有多个间隔排列的沟槽5，沟槽5的深度小于等于第一钝化层3的厚度，沟槽5的开口直径为1nm～100nm，当太阳光照射电池时，一方面，偏光结构2的存在能够减少太阳光的反射，起到一定的陷光减反射作用；另一方面，太阳光在太阳能电池上的入射路径为：太阳光先经过沟槽5，再入射偏光结构2，偏光结构2可以作为沟槽5的同质层，产生低反射性，使得上述纳米尺寸的沟槽5形成一个个的减反射单元，进一步增加了陷光减反射作用，进而提高太阳光的有效利用，提高电池的短路电流，从而提升太阳能电池的光电转换效率，同时，本申请的太阳能电池，避免了直接对偏光结构2进行调整或修饰，而是在第一钝化层3表面进行改善，不会对电池的电性能产生有害影响。

相比于直接在金字塔结构的绒面表面镀减反射膜起到的减反射作用相比，本申请在第一钝化层3上进行处理形成多个间隔设置的沟槽5，沟槽能够产生低的反光性，其反射率能达到7％～9.5％，使得更多的太阳光照射在电池表面可以进入半导体衬底1内而减少反射所产生的能量损失，激发更多的有效载流子被电池表面金属栅线收集，测试数据上表现为电池短路电流(Isc)增益明显，光电转换效率(Eta)大幅提升。

可以理解的是，“偏光结构2”是指可以让光线发生折射或反射以增强光吸收的微纳米尺寸级别的结构。

在一些实施方式中，沟槽5的深度小于等于第一钝化层3的厚度，即沟槽5的深度可以小于第一钝化层3的厚度(如图1所示)，当然沟槽5的深度还可以等于第一钝化层3的厚度(如图2所示)，可以理解的是，当沟槽5的深度等于第一钝化层3的厚度时，沟槽5为贯穿第一钝化层3的纳米孔，即沟槽5为在第一钝化层3上形成的纳米孔阵列，该结构具有较大的比表面积，其也能够表现出低反射性，此状态下，有一部分的太阳能直接从纳米孔中入射偏光结构2，导致减反射作用减弱，因此，可选沟槽5的深度小于第一钝化层3的厚度。

在一些实施方式中，沟槽5的开口直径为1nm～100nm，具体可以是1nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm，将沟槽5的开口直径限制在上述范围内，使得沟槽5的尺寸大小较为合适，可以有效降低半导体衬底1表面的反射率。

需要说明的是，图1仅以矩形和锯齿状为例对本申请的太阳能电池的结构进行了示意，并不对太阳能的具体形状进行限定，其中，锯齿状的膜层代表偏光结构2以及位于偏光表面背离半导体衬底1一侧的第一钝化层3。另外，图1仅对太阳能电池中的半导体衬底1、偏光结构2、第一钝化层3、沟槽5、第一电极7、第二钝化层6和第二电极8的相对位置关系进行了示意，并不代表各层的实际尺寸。

在一些实施方式中，半导体衬底1的第一表面可以是太阳能电池的正面，也可以是太阳能电池的背面，当半导体衬底1的第一表面为太阳能电池的正面时，则半导体衬底1的第二表面为太阳能电池的背面；相应的，当半导体衬底1的第一表面为太阳能电池的背面时，半导体衬底1的第二表面为太阳能电池的正面，可以理解，太阳能电池的正面为面向太阳的表面(即受光面)，太阳能电池的背面为背对太阳的表面(即背光面)。以下，均以半导体衬底1的第一表面为太阳能电池的正面、半导体衬底1的第二表面为太阳能电池的背面为例进行说明。

在一些实施方式中，半导体衬底1为N型晶体硅衬底(或硅片)，还可以是P型晶体硅衬底(硅片)。晶体硅衬底(硅衬底)例如为多晶硅衬底、单晶硅衬底、微晶硅衬底或碳化硅衬底中的一种，本申请实施例对于半导体衬底1的具体类型不作限定。半导体衬底1为N型基底时，掺杂元素可以是磷(P)、砷(As)、碲(Te)等V族元素；半导体衬底1为P型基底时，掺杂元素可以是硼(B)元素、铝(Al)元素、镓(Ga)等Ⅲ族元素。

在一些实施方式中，半导体衬底1的厚度为60μm～240μm，具体可以是60μm、80μm、90μm、100μm、120μm、150μm、200μm或240μm等，在此不做限定。

在一些实施方式中，在半导体衬底1的第一表面还设有发射极(发射极未在图1中示出)，发射极可以为具有均匀掺杂深度的发射极结构，或者，可以为具有不同掺杂浓度和掺杂深度的选择性发射极结构，具体的，选择性发射极为金属电极对应的重掺杂发射极区域，其他区域为轻掺杂发射极区域。发射极区域可以位于半导体衬底1的表面内，也可以位于半导体衬底1表面外形成独立的发射极结构。当半导体衬底1为N型时，发射极为P型，半导体衬底1与发射极形成PN结。

在一些实施方式中，偏光结构2的形貌包括圆弧面凹坑状、球状和金字塔状中的至少一种。可选的，偏光结构2为金字塔状绒面。

在一些实施方式中，偏光结构2的长度为0.5μm～10μm，具体可以是0.5μm、1μm、3μm、5μm、8μm或10μm。

在一些实施方式中，偏光结构2的宽度为0.5μm～10μm，具体可以是0.5μm、1μm、3μm、5μm、8μm或10μm。

在一些实施方式中，偏光结构2的高度为0.5μm～10μm，具体可以是0.5μm、1μm、3μm、5μm、8μm或10μm。

将偏光结构2的高度、宽度和长度控制在上述范围内，通过对偏光结构2尺寸的限定，使得偏光结构2具有较大的比表面积，以使得偏光结构2具有较佳的反射太阳能的角度，同时还能够使得开口直径为1nm～100nm的沟槽5与偏光结构2进一步形成二次减反射结构，进一步增加了陷光减反射作用，提高太阳光的有效利用，提高电池的短路电流密度。

在一些实施方式中，第一钝化层3的材质可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等单层氧化层或多层结构，示例性的，第一钝化层3为多层结构，其自半导体衬底至偏光结构2方向，第一钝化层3包括依次设置的氧化铝层、氮化硅层和氮化硅层，上述多层结构的第一钝化层3，其能够具有更高的综合陷光减反射作用和表面钝化效果，以改善光的有效利用，从而提升太阳能电池的光电转换效率。第一钝化层3能够对半导体衬底1产生良好的钝化效果，有助于提高电池的转换效率。需要说明的是，第一钝化层3也可以起到减少入射光反射的作用，在某些实例中，也可称之为减反射层。

在一些实施方式中，沿垂直于半导体衬底所在平面，即沿图1所示的Z轴方向，沟槽5的深度与第一钝化层3的厚度之比为(0.1～1):1，具体可以是0.1:1、0.3:1、0.5:1、0.7:1、0.9:1或1:1，即沟槽5的深度小于等于第一钝化层3的厚度，即沟槽5的深度可以小于第一钝化层3的厚度，当然沟槽5的深度可以等于第一钝化层3的厚度，可以理解的是，当沟槽5的深度等于第一钝化层3的厚度时，沟槽5为贯穿第一钝化层3的纳米孔，即沟槽5为在第一钝化层3上形成的纳米孔阵列，该结构具有较大的比表面积，其也能够表现出低反射性。

在一些实施方式中，第一钝化层3的厚度范围为10nm～100nm，具体可以是10nm、20nm、30nm、42nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。

在一些实施方式中，沟槽5的深度为10nm～100nm，具体可以是10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm。

在一些实施方式中，沟槽5与半导体所在平面相垂直，即如图1所示，以半导体所在平面作为水平面，沟槽5竖直地设置在第一钝化层3上，如此设置，使得沟槽5具有吸收较多的太阳光的角度，从而具有较低的太阳能光反射率。

在一些实施方式中，沟槽5在半导体衬底1所在平面上的正投影的总面积记为S1，第一钝化层3在半导体衬底1所在平面上的投影面积记为S2，其中，0.01S2≤S1＜S2，具体地，S1可以是0.01S2、0.1S2、0.3S2、0.5S2、0.7S2或0.9S2，将沟槽5在半导体衬底所在平面上的正投影的总面积控制在上述范围内，能够在第一钝化层3上形成足够多的沟槽结构，有利于增加陷光减反射作用。若S1＝S2，则会容易使得沟槽5之间相互连接使得沟槽5的尺寸太大，无法起到降低反射的作用。可以理解，当沟槽5与半导体衬底1所在平面相垂直时，沟槽5在半导体衬底1所在平面上的正投影的总面积为沟槽5的开口面积的总和。

下面，将结合本发明实施例中的附图，对本申请的太阳能电池的制备方法进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本申请实施例提供一种太阳能电池的制备方法，如图3所示，为本申请太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤S100、提供半导体衬底1，半导体衬底1具有相对设置的第一表面和第二表面；

步骤S200、在半导体衬底1的第一表面进行制绒处理形成偏光结构2；

步骤S300、在偏光结构2背离半导体衬底1的一侧形成第一钝化层3；

步骤S400、在第一钝化层3的表面进行刻蚀处理形成多个间隔排列的沟槽5，沟槽5的深度小于等于第一钝化层3的厚度，且沟槽5的开口直径为1nm～100nm；

步骤S500、在半导体衬底1的第二表面形成第二钝化层6；

步骤S600、在第一钝化层3的表面形成第一电极7及在第二钝化层6的表面形成第二电极8，得到太阳能电池。

在上述方案中，本申请通过在制绒后的第一钝化层3上进行刻蚀处理形成多个间隔排列的沟槽5，且沟槽5的深度小于等于第一钝化层3的厚度，沟槽5的开口直径为1nm～100nm，当太阳光照射电池时，一方面，偏光结构2的存在能够减少太阳光的反射，起到一定的陷光减反射作用；另一方面，太阳光在本申请的太阳能电池上的照射路径为：太阳光先经过沟槽5，再入射偏光结构2，偏光结构2可以作为沟槽5的同质层，产生低反射性，使得上述纳米尺寸的沟槽5形成一个个的减反射单元，进一步增加了陷光减反射作用，进而提高太阳光的有效利用，提高电池的短路电流，从而提升太阳能电池的光电转换效率，同时，本申请的太阳能电池，避免了直接对偏光结构2进行调整或修饰，而是在第一钝化层3表面进行改善，不会对电池的电性能产生有害影响。

在一些实施方式中，半导体衬底1的第一表面为太阳能电池的正面，太阳能电池的正面为太阳光的入射面，半导体衬底1的第二表面为太阳能电池的背面为例，对本申请太阳能电池的制备方法进行清楚、完整地描述。

步骤S100、提供半导体衬底1，半导体衬底1包括相对设置的第一表面和第二表面。

在一些实施方式中，半导体衬底1为N型晶体硅衬底(或硅片)，还可以是P型晶体硅衬底(硅片)。晶体硅衬底(硅衬底)例如为多晶硅衬底、单晶硅衬底、微晶硅衬底或碳化硅衬底中的一种，本申请实施例对于半导体衬底1的具体类型不作限定。半导体衬底1为N型基底时，掺杂元素可以是磷(P)、砷(As)、碲(Te)等V族元素；半导体衬底1为P型基底时，掺杂元素可以是硼(B)元素、铝(Al)元素、镓(Ga)等Ⅲ族元素。

在一些实施方式中，半导体衬底1的厚度为110μm～250μm，具体地，半导体衬底1的厚度可以是110μm、120μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm或250μm等，本申请实施例对于半导体衬底1的厚度不作限定。

步骤S200、在半导体衬底1的第一表面进行制绒处理形成偏光结构2，得到的结构如图4所示。

在一些实施方式中，可以对半导体衬底1的正面进行制绒处理，以形成偏光结构2。制绒处理的方式可以是化学刻蚀、激光刻蚀、机械法和等离子刻蚀等等，在此不做限定。示例性地，可以使用NaOH溶液对半导体衬底1的前表面进行制绒处理，由于NaOH溶液的腐蚀具有各向异性，从而可以制备得到金字塔绒面结构。

在一些实施方式中，偏光结构2的形貌包括圆弧面凹坑状、球状和金字塔状中的至少一种。可选的，偏光结构2为金字塔状绒面。

在一些实施方式中，偏光结构2的长度为0.5μm～10μm，具体可以是0.5μm、1μm、3μm、5μm、8μm或10μm。

在一些实施方式中，偏光结构2的宽度为0.5μm～10μm，具体可以是0.5μm、1μm、3μm、5μm、8μm或10μm。

在一些实施方式中，偏光结构2的高度为0.5μm～10μm，具体可以是0.5μm、1μm、3μm、5μm、8μm或10μm。

将偏光结构2的高度、宽度和长度控制在上述范围内，通过对偏光结构2尺寸的限定，使得偏光结构2具有较大的比表面积，以使得偏光结构2具有较佳的反射太阳能的角度，同时还能够使得开口直径为1nm～100nm的沟槽5与偏光结构2进一步形成二次减反射结构，进一步增加了陷光减反射作用，提高太阳光的有效利用，提高电池的短路电流密度。

可以理解的，通过制绒处理使半导体衬底1的表面具有绒面结构，产生陷光效果，增加太阳能电池对光线的吸收数量，从而提高太阳能电池的转换效率。

在一些实施方式中，在制绒处理之前，还可以包括对半导体衬底1进行清洗的步骤，以去除表面的金属和有机污染物。

在一些实施方式中，在制绒处理之前，可通过高温扩散、浆料掺杂或者离子注入中的任意一种或多种方法在半导体衬底1的正面形成发射极。示例性的，当半导体衬底1为N型晶体硅衬底时，通过硼源来扩散硼原子形成发射极。硼源例如可以采用三溴化硼进行扩散处理，使得晶体硅的微晶硅相转变为多晶硅相。由于半导体衬底1表面具有较高浓度的硼，通常会形成硼硅玻璃层(BSG)，这层硼硅玻璃层具有金属吸杂作用，会影响太阳能电池的正常工作，需要后续去除。

在一些实施方式中，发射极可以为具有均匀掺杂深度的发射极结构，或者，可以为具有不同掺杂浓度和掺杂深度的选择性发射极结构。

步骤S300、在偏光结构2背离半导体衬底的一侧形成第一钝化层3，得到的结构如图5所示。

在一些实施方式中，第一钝化层3可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等单层氧化层或多层结构。当然，第一钝化层3还可以采用其他类型的钝化层，本发明对于第一钝化层3的具体材质不作限定，上述第一钝化层3能够对半导体衬底1产生良好的钝化和减反效果，有助于提高电池的转换效率。

在一些实施例中，可以采用等离子体增强化学气相沉积法沉积第一钝化层3，当然还可以采用其他的方法，例如有机化学气相沉积法等。本申请实施例对于第一钝化层3的具体实施方式不作限定。

在一些实施方式中，第一钝化层3的厚度范围为10nm～100nm，具体可以是10nm、20nm、30nm、42nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。

步骤S400、在第一钝化层3的表面进行刻蚀处理形成多个间隔排列的沟槽5。

步骤S401、在第一钝化层3的表面进行氧等离子刻蚀形成沟槽前驱体4，得到的结构如图6所示。

在本步骤中，采用氧等离子刻蚀工艺进行刻蚀处理，在光放电条件下氧气被电离产生氧等离子体，氧等离子体含有高密度的高能氧自由基，其能够在第一钝化层3表面快速引入大量的缺陷位点，从而形成沟槽前驱体4。

在一些实施方式中，氧等离子刻蚀工艺采用的设备包括氧气等离子体刻蚀机。具体的，对制绒后的半导体衬底1进行沉积第一钝化层3，然后将其置于氧气等离子体蚀刻机的真空腔室内，设定相关工艺参数进行刻蚀处理。

在一些实施方式中，氧等离子刻蚀工艺中光放电的功率为10KW～50KW，具体可以是10KW、20KW、30KW、40KW或50KW。

在一些实施方式中，氧等离子刻蚀工艺中刻蚀时间为15s～35s，具体可以是15s、18s、20s、25s、28s、30s、32s或35s。

在一些实施方式中，沟槽前驱体4的开口直径为1nm～10nm，具体可以是1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm或10nm。

在一些实施方式中，沟槽前驱体4的深度1nm～30nm，具体可以是1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm或30nm。

可以理解，由于氧等离子刻蚀工艺的功率和时间较短，不会使得沟槽5之间连成一体使得缺陷太大，使得制备的沟槽前驱体4的尺寸较小，能够有效降低硅片表面的反射率。

步骤S402、对沟槽前驱体4进行臭氧刻蚀，使得沟槽前驱体4转变为沟槽5，得到的结构如图7所示。

在上述步骤中，采用臭氧刻蚀使得沟槽前驱体4进行扩孔，在臭氧刻蚀的过程中能够使得沟槽前驱体4的深度和/或开口直径均扩大，使得得到的沟槽5的尺寸大小较为合适，可以有效降低电池表面的反射率。相比于氧等离子刻蚀工艺，本步骤的臭氧刻蚀工艺中，刻蚀过程更加温和，可控性较好，其刻蚀动力通过反应温度进行灵活调控，从而得到尺寸适合的沟槽5，通过上述沟槽5能够增加陷光减反射作用，进而提高太阳光的有效利用，提高电池的短路电流，从而提升太阳能电池的光电转换效率。

在一些实施方式中，臭氧刻蚀工艺包括：将氧等离子刻蚀后的半导体衬底先置于臭氧氛围中，臭氧氛围中的反应温度为20℃～200℃，静置50s～500s，再置于空气中，静置20s～200s，上述步骤作为一个循环，一共循环2次～8次，使得沟槽前驱体4进行扩孔形成沟槽5。

在一些实施方式中，臭氧氛围中的反应温度为20℃～200℃，具体可以是20℃、50℃、80℃、100℃、130℃、150℃、180℃或200℃，在上述范围内，能够控制臭氧刻蚀的刻蚀动力，有利于获得理想尺寸的沟槽5。

在一些实施方式中，沟槽5的深度为10nm～100nm，具体可以是10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm。

在一些实施方式中，沟槽5的开口直径为1nm～100nm，具体可以是1nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm，将沟槽5的开口直径限制在上述范围内，使得沟槽5的尺寸大小较为合适，可以有效降低硅片表面的反射率。

步骤S500、在半导体衬底1的第二表面形成第二钝化层6，得到的结构如图8所示。

在一些实施方式中，第二钝化层6可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等单层氧化层或多层结构。例如，第二钝化层6由氮化硅组成，氮化硅薄膜层可以起到减反射膜的作用，且该氮化硅薄膜具有良好的绝缘性、致密性、稳定性和对杂质离子的掩蔽能力，氮化硅薄膜层能够对半导体衬底1产生钝化作用，明显改善太阳能电池的光电转换效率。

步骤S600、在第一钝化层3的表面形成第一电极7及在第二钝化层6的表面形成第二电极8，得到太阳能电池，得到的太阳能电池的结构如图1所示。

在一些实施方式中，在半导体衬底1的正面使用浆料印刷正面主栅和正面副栅，并进行烘干形成对应的第一电极7，在半导体衬底1的背面使用浆料印刷背面主栅和背面副栅，并进行烘干形成对应的第二电极8，最后将烘干后的电池片进行烧结，制得太阳能电池。

本发明实施例中不限定第一电极7和第二电极8的具体材质。例如，第一电极7为银电极或银/铝电极，第二电极8为银电极或银/铝电极。

第三方面，本申请实施例提供一种光伏组件1000，包括如前述太阳能电池通过电连接形成的电池串。

具体地，请参阅图9，光伏组件1000包括第一盖板200、第一封装胶层300、太阳能电池串、第二封装胶层400和第二盖板500。

在一些实施方式中，太阳能电池串包括通过导电带连接的多个如前所述的太阳能电池100，太阳能电池100之间的连接方式可以是部分层叠，也可以是拼接。

在一些实施方式中，第一盖板200、第二盖板500可以为透明或不透明的盖板，例如玻璃盖板、塑料盖板。

第一封装胶层300的两侧分别与第一盖板200、电池串接触贴合，第二封装胶层400的两侧分别与第二盖板500、电池串接触贴合。其中，第一封装胶层300、第二封装胶层400分别可以乙烯-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。

光伏组件1000还可以采用侧边全包围式封装，即采用封装胶带对光伏组件1000的侧边完全包覆封装，以防止光伏组件1000在层压过程中发生层压偏移的现象。

光伏组件1000还包括封边部件，该封边部件固定封装于光伏组件1000的部分边缘。该封边部件可以固定封装于光伏组件1000上的靠近拐角处的边缘。该封边部件可以为耐高温胶带。该耐高温胶带具有较优异的耐高温特性，在层压过程中不会发生分解或脱落，能够保证对光伏组件1000的可靠封装。其中，耐高温胶带的两端分别固定于第二盖板500和第一盖板200。该耐高温胶带的两端可以分别与第二盖板500和第一盖板200粘接，而其中部能够实现对光伏组件1000的侧边的限位，防止光伏组件1000在层压过程中发生层压偏移。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括：

半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；

位于所述半导体衬底第一表面的偏光结构以及位于所述偏光结构背离所述半导体衬底一侧的第一钝化层；

所述第一钝化层背离所述偏光结构的一侧表面设置有多个间隔排列的沟槽，所述沟槽的深度小于等于所述第一钝化层的厚度，所述沟槽的开口直径为1nm～100nm；

位于所述半导体衬底第二表面的第二钝化层；

位于所述第一钝化层表面的第一电极及位于所述第二钝化层表面的第二电极。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述沟槽在所述半导体衬底所在平面上的正投影的总面积记为S1，所述第一钝化层在所述半导体衬底所在平面上的投影面积记为S2，其中，0.01S2≤S1＜S2。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，沿垂直于所述半导体衬底所在平面，所述沟槽的深度为10nm～100nm；和/或所述第一钝化层的厚度为10nm～100nm。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，沿垂直于所述半导体衬底所在平面，所述沟槽的深度与所述第一钝化层的厚度之比为(0.1～1):1。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，沿平行于所述半导体衬底所在平面，所述偏光结构的长度为0.5μm～10μm；和/或所述偏光结构的宽度为0.5μm～10μm。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，沿垂直于所述半导体衬底所在平面，所述偏光结构的高度为0.5μm～10μm。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述沟槽与所述半导体衬底所在平面相垂直。

8.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底具有相对设置的第一表面和第二表面；

在所述半导体衬底的第一表面进行制绒处理形成偏光结构；

在所述偏光结构背离所述半导体衬底的一侧形成第一钝化层；

在所述第一钝化层的表面进行刻蚀处理形成多个间隔排列的沟槽，所述沟槽的深度小于等于所述第一钝化层的厚度，且所述沟槽的开口直径为1nm～100nm；

在所述半导体衬底的第二表面形成第二钝化层；

在所述第一钝化层的表面形成第一电极及在所述第二钝化层的表面形成第二电极，得到太阳能电池。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述第一钝化层的表面进行刻蚀处理形成多个间隔排列的沟槽包括：

在所述第一钝化层的表面进行氧等离子刻蚀形成多个间隔排列的沟槽前驱体，所述沟槽前驱体的开口直径为1nm～10nm，所述沟槽前驱体的深度为1nm～30nm；

对所述沟槽前驱体进行臭氧刻蚀，使得所述沟槽前驱体转变为沟槽，所述沟槽的开口直径为1nm～100nm，所述沟槽的深度为10nm～100nm。

10.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括盖板、封装材料层和太阳能电池串，所述太阳能电池串包括根据权利要求1～7任一项所述的太阳能电池或根据权利要求8～9任一项所述的制备方法制得的太阳能电池。

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