CN116072741A - 太阳电池及其制备方法、光伏组件、用电装置 - Google Patents

太阳电池及其制备方法、光伏组件、用电装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种太阳电池及其制备方法、光伏组件、用电装置。该太阳电池包括：硅片，其正面依次叠设第一掺杂层、第一钝化层和第一减反射层，硅片的背面依次叠设隧穿氧化层、第二掺杂层和第二减反射层，其中，第一掺杂层为P型掺杂层、第二掺杂层为N型掺杂层，且第一减反射层中掺杂有碳化硅；第一电极，穿透第一减反射层、第一钝化层与第一掺杂层形成欧姆接触；第二电极，穿透第二减反射层与第二掺杂层形成欧姆接触。该太阳电池对硅片的正面一侧的第一减反射层进行改进，将碳化硅掺入到减反射层中，其能够有效降低第一减反射层这一膜层自身的寄生吸收，从而提升第一减反射层的透光率，提高光的利用率。

Description

太阳电池及其制备方法、光伏组件、用电装置
技术领域
本申请涉及光伏技术领域，尤其涉及一种太阳电池及其制备方法、光伏组件、用电装置。
背景技术
太阳电池是一种能将太阳能转化为电能的半导体器件。目前太阳电池通常会在硅片的正面设置氮化硅薄膜来起到减反射的作用，但是氮化硅的透光率仅为85%，将其作为减反射层设置在硅片的正面时，由于氮化硅会对太阳光具有较大的吸收，使太阳光入射到太阳电池的表面后，有一部分光会被氮化硅减反射层自身寄生吸收掉，而不能被太阳电池所利用，阻碍了太阳电池的短路电流进一步提升。
发明内容
本申请实施例公开了一种太阳电池及其制备方法、光伏组件、用电装置，以解决现有技术中太阳电池的氮化硅减反射膜透光率低、阻导太阳电池的短路电流进一步提升的问题。
第一个方面，本申请实施例提供一种太阳电池，包括：
硅片，所述硅片的正面依次叠设第一掺杂层、第一钝化层和第一减反射层，所述硅片的背面依次叠设隧穿氧化层、第二掺杂层和第二减反射层，其中，所述第一掺杂层为P型掺杂层、所述第二掺杂层为N型掺杂层，且所述第一减反射层中掺杂有碳化硅；
第一电极，穿透所述第一减反射层、所述第一钝化层与所述第一掺杂层形成欧姆接触；
第二电极，穿透所述第二减反射层与所述第二掺杂层形成欧姆接触。
进一步地，所述第一减反射层包括靠近所述硅片的正面设置的第一子减反射层和远离所述硅片的正面设置的第二子减反射层，其中，所述第一子减反射层为碳化硅层或者掺有碳化硅的第一复合层，所述第二子减反射层为氮化硅层或者掺有碳化硅的第二复合层，所述第一子减反射层的折射率高于所述第二子减反射层的折射率。
进一步地，所述第一子减反射层为所述第一复合层，所述第一复合层为氮化硅与碳化硅复合结构层，所述第一子减反射层的折射率为2.3~2.5、厚度为40 nm~60 nm；所述第二子减反射层为所述第二复合层，所述第二复合层为氮化硅与碳化硅复合结构层，所述第二子减反射层的折射率为1.9~2.2、厚度为20 nm~40 nm。
进一步地，所述第一子减反射层为所述碳化硅层，所述第一子减反射层的折射率为2.2~2.4，所述第一子减反射层的厚度为20 nm~40 nm；所述第二子减反射层为所述氮化硅层，所述第二子减反射层的折射率为1.7~2.0，所述第二子减反射层的厚度为40 nm~60nm。
进一步地，所述第一子减反射层为所述第一复合层，所述第一复合层为氮化硅与碳化硅复合结构层，所述第一子减反射层的折射率为2.3~2.5、厚度为40 nm~60 nm；所述第二子减反射层为所述氮化硅层，所述第二子减反射层的折射率为1.7~2.0、厚度为20 nm~40nm。
进一步地，所述太阳电池还包括设于所述第二掺杂层与所述第二减反射层之间的第二钝化层，所述第二电极穿透所述第二减反射层、所述第二钝化层与所述第二掺杂层形成欧姆接触；和/或，
所述第一钝化层为氧化铝层，所述太阳电池还包括第二钝化层时，所述第二钝化层为氧化铝层；和/或，
所述太阳电池为N型TOPCon太阳电池；和/或，
所述太阳电池的短路电流密度大于或者等于42.10 mA/cm2，所述太阳电池的光电转化效率大于或者等于25.5%。
第二个方面，本申请提供一种如第一个方面所述的太阳电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
前处理：在所述硅片的正面形成所述第一掺杂层，在所述硅片的背面依次形成所述隧穿氧化层和所述第二掺杂层；
沉积：在形成有所述第一掺杂层的所述硅片的正面依次沉积所述第一钝化层和所述第一减反射层，并使所述第一减反射层中掺杂有碳化硅；
后处理：在所述第二掺杂层上沉积所述第二减反射层，并使所述第一电极穿透所述第一减反射层、所述第一钝化层与所述第一掺杂层形成欧姆接触，使所述第二电极穿透所述第二减反射层与所述第二掺杂层形成欧姆接触。
进一步地，所处第一减反射层包括第一子减反射层和第二子减反射层，所述沉积的步骤包括：在所述硅片的正面采用ALD、PECVD、PVD、PEALD或LPCVD方式中的至少一种方式分别沉积所述第一钝化层、所述第一子减反射层和所述第二子减反射层，且使所述第一子减反射层为碳化硅层或者掺有碳化硅的第一复合层，使所述第二子减反射层为氮化硅层或者掺有碳化硅的第二复合层，并使所述第一子减反射层的折射率高于所述第二子减反射层的折射率。
进一步地，在所述沉积的步骤中，沉积所述第一钝化层后，先沉积折射率为2.3~2.5、厚度为40 nm~60 nm的氮化硅与碳化硅复合结构层作为所述第一子减反射层，再沉积折射率为1.9~2.2、厚度为20 nm~40 nm的氮化硅与碳化硅复合结构层作为所述第二子减反射层。
进一步地，在所述沉积的步骤中，采用ALD的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层，再在400℃~600℃的沉积温度、8 kW~12 kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次在所述第一钝化层上沉积所述第一子减反射层和所述第二子减反射层；
其中，沉积所述第一子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（1~4）:（2~5）的硅烷、氨气和甲烷，沉积所述第二子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（2~5）:（2~6）的硅烷、氨气和甲烷。
进一步地，在所述沉积的步骤中，沉积所述第一钝化层后，先沉积折射率为2.2~2.4、厚度为20 nm~40 nm的碳化硅层作为所述第一子减反射层，再沉积折射率为1.7~2.0、厚度为40 nm~60 nm的氮化硅层作为所述第二子减反射层。
进一步地，在所述沉积的步骤中，采用ALD的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层，再在400℃~600℃的沉积温度、8 kW~12 kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次沉积所述第一子减反射层和所述第二子减反射层；其中，沉积所述第一子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（2~6）的硅烷和甲烷，沉积所述第二子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（4~10）的硅烷和氨气。
进一步地，在所述沉积的步骤中，沉积所述第一钝化层后，先沉积折射率为2.3~2.5、厚度为40 nm~60 nm的氮化硅与碳化硅复合结构层作为所述第一子减反射层，再沉积折射率为1.7~2.0、厚度为20 nm~40 nm的氮化硅层作为所述第二子减反射层。
进一步地，在所述沉积的步骤中，采用ALD的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层，再在400℃~600℃的沉积温度、8 kW~12 kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次沉积所述第一子减反射层和所述第二子减反射层；其中，沉积所述第一子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（1~4）:（2~5）的硅烷、氨气和甲烷，沉积所述第二子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（4~10）的硅烷和氨气。
进一步地，所述前处理的步骤包括：
提供经过制绒的硅片；
对所述硅片进行硼扩推结形成所述第一掺杂层；
去除所述硅片的背面硼扩绕镀的物质；
在所述硅片的背面依次形成所述隧穿氧化层和所述第二掺杂层；
去除所述硅片的正面绕镀的物质。
进一步地，所述后处理的步骤包括：
在所述第二掺杂层上沉积所述第二减反射层；
制作所述第一电极和所述第二电极。
第三个方面，本申请还提供一种光伏组件，所述光伏组件包括如第一个方面所述的太阳电池。
第四个方面，本申请还提供一种用电装置，所述用电装置包括如第一个方面所述的太阳电池。
与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：
本申请实施例对硅片的正面一侧的第一减反射层进行改进，将碳化硅掺入到减反射层中，其能够有效降低第一减反射层这一膜层自身的寄生吸收，从而提升第一减反射层的透光率，提高光的利用率，进而提高太阳电池的光电转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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是本申请实施例一太阳电池的结构示意图；
图2是本申请实施例一太阳电池制备方法的工艺流程图；
图3是本申请实施例二太阳电池的结构示意图；
图4是本申请实施例三太阳电池的结构示意图；
图5是本申请实施例五太阳电池的结构示意图。
附图标记：
1、硅片；2、第一掺杂层；3、第一钝化层；4、第一减反射层；41、第一子减反射层；42、第二子减反射层；5、隧穿氧化层；6、第二掺杂层；7、第二减反射层；8、第一电极；9、第二电极。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分（具体的种类和构造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步的说明。
氮化硅薄膜因具有良好的钝化性能和一定减反射作用，因而被广泛应用于晶体硅太阳电池作为减反射层使用，尤其是用于N型TOPCon太阳电池。然而，氮化硅薄膜也存在一定缺陷，单纯的氮化硅其透光率仅为85%，对光的吸收较大，太阳光入射到太阳电池的受光面后，会有一部分光因被氮化硅减反射层自身寄生吸收掉，而无法被太阳电池有效利用。由此可见，实有必要对现有的太阳电池，尤其是对N型TOPCon太阳电池进行改进，以解决氮化硅减反射层存在的寄生吸收等问题。
基于上述分析，本申请实施例提供一种太阳电池及其制备方法、光伏组件、用电装置，其能够解决因氮化硅薄膜自身寄生吸收大而难以提高太阳电池性能的问题。
第一个方面，本申请实施例提供一种太阳电池，包括：
硅片，所述硅片的正面依次叠设第一掺杂层、第一钝化层和第一减反射层，所述硅片的背面依次叠设隧穿氧化层、第二掺杂层和第二减反射层，其中，所述第一掺杂层为P型掺杂层、所述第二掺杂层为N型掺杂层，且所述第一减反射层中掺杂有碳化硅；
第一电极，穿透所述第一减反射层、所述第一钝化层与所述第一掺杂层形成欧姆接触；
第二电极，穿透所述第二减反射层与所述第二掺杂层形成欧姆接触。
需要说明的是，本申请实施例的太阳电池可以为N型TOPCon太阳电池，硅片可以选择N型硅片。第一钝化层可以采用氧化铝薄膜，也可以采用其他材料起到对硅片的钝化保护作用。硅片的正面指的是太阳光入射的一面，硅片的背面指的是背对太阳光的一面。
本申请实施例对硅片的正面（即太阳光入射的一面）一侧的第一减反射层进行改进，将碳化硅掺入到减反射层中，其能够有效降低第一减反射层这一膜层自身的寄生吸收，从而提升第一减反射层的透光率，提高光的利用率，进而提高太阳电池的光电转换效率。
其中，第一减反射层中掺杂有碳化硅，既可以是将第一减反射层设置为掺杂有碳化硅的复合层，也可以是将第一减反射层设置为具有碳化硅的叠加层。例如，可以是设置一层第一减反射层，使该第一减反射层中掺杂有碳化硅；也可以是设置由多层子减反射层叠加形成的第一减反射层，在其中的至少一层子减反射层中掺杂有碳化硅；还可以是设置由多层子减反射层叠加形成的第一减反射层，并将其中的至少一层子减反射层设置为碳化硅层，通过该碳化硅层与其他子减反射层的层叠叠加作用来实现第一减反射层的碳化硅掺入效果。
在一些实施例中，第一减反射层包括靠近所述硅片的正面设置的第一子减反射层和远离所述硅片的正面设置的第二子减反射层，其中，所述第一子减反射层为碳化硅层或者掺有碳化硅的第一复合层，所述第二子减反射层为氮化硅层或者掺有碳化硅的第二复合层，所述第一子减反射层的折射率高于所述第二子减反射层的折射率。
本申请实施例对硅片的正面进行改进，在使用单一氮化硅减反射层的基础上，通过掺杂碳化硅对单纯的氮化硅减反射层进行改进，一方面能够改变第一减反射层的禁带宽度，降低该膜层自身的寄生吸收，另一方面还能够起到调节折射率的作用，进一步优化该膜层的透光率，降低反射率，从而提高太阳电池的光电转化效率和短路电流密度等性能指标。
碳化硅的折射率为1.7~2.95，氮化硅的折射率为1.7~2.25，将碳化硅与氮化硅进行复合或者叠加使用，形成具有折射率差别的第一子减反射层和第二子减反射层，并且将折射率相对较高的第一子减反射层设于下层（即靠近硅片正面的一层）、将折射率相对较低的第二子减反射层设于上层（即远离硅片正面的一层），这样，当太阳光从空气照射至太阳电池表面时，折射率依次增加，可以实现干涉相消，最终将第一减反射层的透光率提高至95%~98%、反射率降低至0.85%。
其中，碳化硅的禁带宽度为3.2 eV，硅的禁带宽度为1.12eV，氮化硅的禁带宽度为5.3 eV，可见碳化硅的禁带宽度介于硅与氮化硅之间。通过在硅片的正面形成以复合或者叠加方式掺杂的由氮化硅与碳化硅构成的第一减反射层，有利于实现硅与氮化硅之间的平稳过渡，改变该第一减反射层的透光率和寄生吸收。不仅如此，碳化硅的掺杂也有利于降低氮化硅的耐压性，进而降低在硅片正面一侧形成电极时的烧结温度，减少因高温烧结带来的热损伤。除此之外，由于硅的禁带宽度约为碳化硅禁带宽度的三分之一，表明碳化硅的耐高压性能显著优于硅材料，故在氮化硅减反射层中掺入一定量的碳化硅后，还可以改善硅片表面的抗压性，提高击穿电场、热传导率和电子饱和速率，从而对硅片实现耐压和耐高温保护作用。
需要说明的是，本申请实施例对第一减反射层的改进尤其适用于N型TOPCon太阳电池。此类太阳电池的硅片正面，除了需要设置第一减反射层之外，还需要在第一掺杂层和第一减反射层之间设置氧化铝薄膜等材料构成的第一钝化层，该结构的设置能够减缓因碳化硅的掺入而给氮化硅减反射层的钝化作用带来的影响。也就是说，虽然氮化硅与碳化硅复合或者叠加使用构成的第一减反射层的钝化性能会受到碳化硅的影响而不如单纯的氮化硅减反射层，但是由于在第一减反射层的下方还设置有钝化性能远优越于氮化硅的氧化铝薄膜等材料形成的第一钝化层，故碳化硅的加入并不会对N型TOPCon太阳电池的钝化性能造成影响。实验结果表明，在第一减反射层中掺入碳化硅后，能够使太阳电池的短路电流密度提升至42.10 mA/cm2，太阳电池的光电转化效率大于25.5%。
作为一种可选的实施方式，所述第一子减反射层为所述第一复合层，所述第一复合层为氮化硅与碳化硅复合结构层，所述第一子减反射层的折射率为2.3~2.5、厚度为40nm~60 nm；所述第二子减反射层为所述第二复合层，所述第二复合层为氮化硅与碳化硅复合结构层，所述第二子减反射层的折射率为1.9~2.2、厚度为20nm~40 nm。其中，第一子减反射层的折射率为2.3~2.5包括该数值范围内的任一点值，例如第一子减反射层的折射率为2.3、2.35、2.4、2.45或2.5；第一子减反射层的厚度为40 nm~60 nm包括该厚度范围内的任一点值，例如第一子减反射层的厚度为40 nm、45nm、50 nm、55nm或60 nm。第二子减反射层的折射率为1.9~2.2包括该数值范围内的任一点值，例如第二子减反射层的折射率为1.9、1.95、2.0、2.05、2.1、2.15或2.2；第二子减反射层的厚度为20 nm~40 nm包括该厚度范围内的任一点值，例如第二子减反射层的厚度为20 nm、25nm、30 nm、35nm或40 nm。
在该实施方式中，第一减反射层通过具有不同厚度、不同折射率的第一子减反射层和第二子减反射层共同叠加形成，且第一子减反射层和第二子减反射层均是氮化硅与碳化硅复合结构层——即第一子减反射层是氮化硅与碳化硅混合形成且折射率更高的第一复合层，第二子减反射层是氮化硅与碳化硅混合形成且折射率更低的第二复合层。由于这两层子减反射层均采用氮化硅与碳化硅共同掺杂的复合结构层，故其有利于进一步降低第一减反射层自身的寄生吸收。不仅如此，该结构更容易拉开第一子减反射层和第二子减反射层之间的折射率的差值，使太阳电池的光电转换效率和短路电流密度的提升更为显著。
作为另一种可选的实施方式，所述第一子减反射层为所述碳化硅层，所述第一子减反射层的折射率为2.2~2.4，所述第一子减反射层的厚度为20 nm~40 nm；所述第二子减反射层为所述氮化硅层，所述第二子减反射层的折射率为1.7~2.0，所述第二子减反射层的厚度为40 nm~60 nm。其中，第一子减反射层的折射率为2.2~2.4包括该数值范围内的任一点值，例如第一子减反射层的折射率为2.2、2.25、2.3、2.35或2.4；第一子减反射层的厚度为20 nm~40 nm包括该厚度范围内的任一点值，例如第一子减反射层的厚度为20 nm、25nm、30 nm、35nm或40 nm。第二子减反射层的折射率为1.7~2.0包括该数值范围内的任一点值，例如第二子减反射层的折射率为1.7、1.8、1.9或2.0；第二子减反射层的厚度为40 nm~60nm包括该厚度范围内的任一点值，例如第二子减反射层的厚度为40 nm、45nm、50 nm、55nm或60 nm。
在该实施方式中，第一减反射层通过第一子减反射层和第二子减反射层的叠加形成，其中的第一子减反射层采用的是折射率相对较高的碳化硅，第二子减反射层采用的是折射率相对较低的氮化硅，通过碳化硅层与氮化硅层的叠加作用来实现对单纯氮化硅减反射层的性能改进。由于第一减反射层的第一子减反射层采用了碳化硅，可以改变第一减反射层的透光率和寄生吸收，使照射到太阳电池上的太阳光更多被进行光电转换利用，提升太阳电池的效率，降低第一减反射层的寄生吸收。
作为又一种可选的实施方式，所述第一子减反射层为所述第一复合层，所述第一复合层为氮化硅与碳化硅复合结构层，所述第一子减反射层的折射率为2.3~2.5、厚度为40nm~60 nm；所述第二子减反射层为所述氮化硅层，所述第二子减反射层的折射率为1.7~2.0、厚度为20nm~40 nm。其中，第一子减反射层的折射率为2.3~2.5包括该数值范围内的任一点值，例如第一子减反射层的折射率为2.3、2.35、2.4、2.45或2.5；第一子减反射层的厚度为40 nm~60 nm包括该厚度范围内的任一点值，例如第一子减反射层的厚度为40 nm、45nm、50 nm、55nm或60 nm。第二子减反射层的折射率为1.7~2.0包括该数值范围内的任一点值，例如第二子减反射层的折射率为1.7、1.75、1.8、1.85、1.9、1.95或2.0；第二子减反射层的厚度为20 nm~40 nm包括该厚度范围内的任一点值，例如第二子减反射层的厚度为20nm、25nm、30 nm、35nm或40 nm。
在该实施方式中，第一减反射层通过第一子减反射层和第二子减反射层的叠加形成，其中的第一子减反射层采用的是折射率相对较高的氮化硅与碳化硅复合结构层，第二子减反射层采用的是折射率相对较低的氮化硅，通过在第一子减反射层中掺入碳化硅，将其与氮化硅复合且叠加共同作用来实现对单纯氮化硅减反射层的性能改进。由于第一减反射层的第一子减反射层在氮化硅中掺入了碳化硅，可以改变第一减反射层的透光率和寄生吸收，使照射到太阳电池上的太阳光更多被进行光电转换利用，提升太阳电池的效率，降低第一减反射层的寄生吸收。
进一步地，本申请实施例的太阳电池还包括设于所述第二掺杂层与所述第二减反射层之间的第二钝化层，所述第二电极穿透所述第二减反射层、所述第二钝化层与所述第二掺杂层形成欧姆接触。通过在硅片的背面一侧，具体在第二掺杂层与第二减反射层之间设置第二钝化层，能够在第二减反射层的基础上对硅片的背面起到进一步的钝化保护作用。该第二钝化层也可采用氧化铝薄膜作为钝化材料。
第二个方面，本申请实施例还提供如第一个方面所述的太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
前处理：在所述硅片的正面形成所述第一掺杂层，在所述硅片的背面依次形成所述隧穿氧化层和所述第二掺杂层；
沉积：在形成有所述第一掺杂层的所述硅片的正面依次沉积所述第一钝化层和所述第一减反射层，并使所述第一减反射层中掺杂有碳化硅；
后处理：在所述第二掺杂层上沉积所述第二减反射层，并使所述第一电极穿透所述第一减反射层、所述第一钝化层与所述第一掺杂层形成欧姆接触，使所述第二电极穿透所述第二减反射层与所述第二掺杂层形成欧姆接触。
本申请实施例在硅片的正面和背面分别形成第一掺杂层和第二掺杂层后，在形成有第一掺杂层的基础上，对硅片正面依次沉积第一钝化层和掺杂有碳化硅的第一减反射层，通过第一钝化层的设置对硅片的正面起到有效的钝化作用，从而在不影响钝化性能的前提下，通过在第一减反射层中掺入一定的碳化硅，来降低第一减反射层的寄生吸收，提高第一减反射层的透光率。通过碳化硅对第一减反射层的上述两方面共同作用，提升太阳电池的短路电流、提高太阳电池的光电转换效率的同时，不影响太阳电池的钝化性能。在此基础上，再在硅片的背面形成第二减反射层、第一电极和第二电极等结构，从而完成太阳电池的制备。
进一步地，所处第一减反射层包括第一子减反射层和第二子减反射层，所述沉积的步骤包括：在所述硅片的正面采用ALD、PECVD、PVD、PEALD或LPCVD方式中的至少一种分别沉积所述第一钝化层、所述第一子减反射层和所述第二子减反射层，且使所述第一子减反射层为碳化硅层或者掺有碳化硅的第一复合层，使所述第二子减反射层为氮化硅层或者掺有碳化硅的第二复合层，并使所述第一子减反射层的折射率高于所述第二子减反射层的折射率。
本申请实施例通过采用ALD、PECVD、PVD、PEALD或LPCVD等方式中的一种或者几种的结合，在形成有第一掺杂层的硅片的正面依次沉积第一钝化层、第一子减反射层和第二子减反射层，通过这些薄膜沉积方式的单独使用或者结合使用，达到沉积不同功能膜层的目的。由于形成了下层为折射率高的第一子减反射层、上层为折射率低的第二子减反射层，且至少一种子减反射层为碳化硅层或掺杂有碳化硅，故而可因碳化硅的掺入而优化第一减反射层的寄生吸收和透光率。
作为一种可选的实施方式，在所述沉积的步骤中，沉积所述第一钝化层后，先沉积折射率为2.3~2.5、厚度为40nm~60 nm的氮化硅与碳化硅复合结构层作为所述第一子减反射层，再沉积折射率为1.9~2.2、厚度为20nm~40 nm的氮化硅与碳化硅复合结构层作为所述第二子减反射层。通过上述沉积的步骤，使第一减反射层的两个子减反射层都形成为氮化硅与碳化硅共同复合而成的复合结构层。由于两个子减反射层中均掺杂有碳化硅，故有利于进一步降低第一减反射层自身的寄生吸收。不仅如此，沉积得到这样的第一减反射层结构还更容易拉开第一子减反射层和第二子减反射层之间的折射率的差值，使太阳电池的光电转换效率和短路电流密度的提升更为显著。
进一步地，在所述沉积的步骤中，采用ALD的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层，再在400℃~600℃的沉积温度、8kW~12 kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次在所述第一钝化层上沉积所述第一子减反射层和所述第二子减反射层。其中，沉积所述第一子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（1~4）:（2~5）的硅烷、氨气和甲烷，沉积所述第二子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（2~5）:（2~6）的硅烷、氨气和甲烷。通过上述沉积条件，能够在第一掺杂层上沉积出氧化铝层作为第一钝化层，并在此基础上依次沉积出氮化硅和碳化硅共同掺杂形成的第一复合层（即第一子减反射层）、氮化硅和碳化硅共同掺杂形成的第二复合层（即第二子减反射层），通过在两个子减反射层中都掺入有碳化硅，进一步提高太阳电池的光电转换效率和短路电流密度。
作为另一种可选的实施方式，在所述沉积的步骤中，沉积所述第一钝化层后，先沉积折射率为2.2~2.4、厚度20nm~40 nm的碳化硅层作为所述第一子减反射层，再沉积折射率为1.7~2.0、厚度为40nm~60 nm的氮化硅层作为所述第二子减反射层。通过上述沉积的步骤，形成由下层折射率高的碳化硅和上层折射率低的氮化硅共同叠加而成的第一减反射层，通过碳化硅层与氮化硅层的叠加作用来实现对单纯氮化硅减反射层的性能改进。由于第一减反射层的第一子减反射层采用了碳化硅，可以改变第一减反射层的透光率和寄生吸收，使照射到太阳电池上的太阳光更多被进行光电转换利用，提升太阳电池的效率，降低第一减反射层的寄生吸收。
进一步地，在所述沉积的步骤中，采用ALD的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层，再在400℃~600℃的沉积温度、8kW~12 kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次沉积所述第一子减反射层和所述第二子减反射层；其中，沉积所述第一子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（2~6）的硅烷和甲烷，沉积所述第二子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（4~10）的硅烷和氨气。通过上述沉积条件，能够在第一掺杂层上沉积出氧化铝层作为第一钝化层，并在此基础上依次沉积出高折射率的氮化硅作为第一子减反射层、低折射率的碳化硅作为第二子减反射层，利用下层折射率高的碳化硅和上层折射率低的氮化硅共同叠加作用，改变第一减反射层的透光率和寄生吸收，使照射到太阳电池上的太阳光更多被进行光电转换利用，提升太阳电池的效率，降低第一减反射层的寄生吸收。
作为又一种可选的实施方式，在所述沉积的步骤中，沉积所述第一钝化层后，先沉积折射率为2.3~2.5、厚度为40nm~60 nm的氮化硅与碳化硅复合结构层作为所述第一子减反射层，再沉积折射率为1.7~2.0、厚度为20nm~40 nm的氮化硅层作为所述第二子减反射层。通过上述沉积的步骤，形成由下层折射率高的氮化硅与碳化硅复合结构层以及上层折射率低的氮化硅共同叠加而成的第一减反射层，通过碳化硅层与氮化硅层的复合及叠加作用来实现对单纯氮化硅减反射层的性能改进。由于第一减反射层的第一子减反射层在氮化硅的基础上还掺杂有碳化硅，可以改变第一减反射层的透光率和寄生吸收，使照射到太阳电池上的太阳光更多被进行光电转换利用，提升太阳电池的效率，降低第一减反射层的寄生吸收。
进一步地，在所述沉积的步骤中，采用ALD的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层，再在400℃~600℃的沉积温度、8kW~12 kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次沉积所述第一子减反射层和所述第二子减反射层。其中，沉积所述第一子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（1~4）:（2~5）的硅烷、氨气和甲烷，沉积所述第二子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（4~10）的硅烷和氨气。通过上述沉积条件，能够在第一掺杂层上沉积出氧化铝层作为第一钝化层，并在此基础上依次沉积出高折射率的氮化硅与碳化硅复合结构层作为第一子减反射层、低折射率的碳化硅作为第二子减反射层，利用下层折射率高的氮化硅与碳化硅复合结构层以及上层折射率低的氮化硅共同复合及叠加作用，改变第一减反射层的透光率和寄生吸收，使照射到太阳电池上的太阳光更多被进行光电转换利用，提升太阳电池的效率，降低第一减反射层的寄生吸收。
进一步地，所述前处理的步骤包括：
提供经过制绒的硅片；
对所述硅片进行硼扩推结形成所述第一掺杂层；
去除所述硅片的背面硼扩绕镀的物质；
在所述硅片的背面依次形成所述隧穿氧化层和所述第二掺杂层；
去除所述硅片的正面绕镀的物质。
经切片、研磨、倒角、抛光等多道工序加工成的硅片，其表面已吸附了各种杂质，如颗粒、金属粒子、硅粉粉尘及有机杂质，在进行扩散前需要进行清洗，消除各类污染物以及机械损伤层，且清洗的洁净程度直接影响着太阳电池的成品率和可靠率。一些实施例中，在提供经过制绒的硅片的步骤中，采用质量浓度为2%的双氧水和质量浓度为0.3%的碱混合溶液清洗硅片表面的油污，然后采用质量浓度为1%的碱溶液进行制绒，并添加制绒添加剂，减缓反应速率，在硅片的表面形成金字塔的绒面结构。这种类似“金字塔”状的绒面能够有效增强硅片对入射太阳光的吸收，提高光生电流密度。
一些实施例中，将经过制绒的硅片进入硼扩散炉，利用BCl3和氧气在900℃~1050℃扩散形成P-N结，也即形成P型掺杂区作为第一掺杂区。其中，BCl3与氧气的体积比例为1:（13~16），BCl3在硼扩散炉管气氛中的体积占比为1%~2%，通过高温扩散，在N型硅片的表面生成100nm~120 nm的硼硅玻璃层，方阻范围为80 Ω/sq~150 Ω/sq。
示例性地，硼扩推结的温度为900℃~1050℃包括该温度范围内的任一点值，例如硼扩推结的温度可为900℃、920℃、950℃、970℃、990℃、1010℃、1040℃或1050℃等。BCl3蒸汽具有良好的扩散均匀性，且BCl3的副产物对石英器件基本无损伤。硼硅玻璃层的厚度为100 nm~120 nm包括该厚度范围内的任一点值，例如硼硅玻璃层的厚度为100 nm、102nm、105 nm、110nm、115 nm或120nm。方阻范围为80 Ω/sq~150 Ω/sq包括该数值范围内的任一点值，例如方阻为80 Ω/sq、90Ω/sq、100 Ω/sq、110Ω/sq、120 Ω/sq或150Ω/sq。
在硼扩推结后，硅片的背面会有因硼扩绕镀形成的硼硅玻璃、绕镀到背面和边缘的P-N结等物质，因此需要去除硅片背面硼扩绕镀的物质。具体可采用链式HF机，使用体积百分比为40%~80%的氢氟酸溶液先去除硅片背面硼扩绕镀的硼硅玻璃，再通过机械手转入槽式碱抛机，使用质量浓度为2%的碱溶液和碱抛添加剂去除硼扩绕镀到硅片背面和边缘的P-N结，同时在硅片的背面形成0.3μm~1 μm的绒面结构。示例性地，氢氟酸溶液的体积百分比为40%~80%包括该数值范围内的任一点值，例如氢氟酸溶液的体积百分比为40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%或80%。
去除硅片的背面因硼扩处理而绕镀的上述物质后，在硅片的背面采用管式PECVD依次沉积隧穿氧化层SiO2、磷掺杂多晶硅层、掩膜层二氧化硅SiO2，这三层膜在一根炉管内不破坏真空的条件下，实现薄膜沉积，具体是：
膜层一：采用PECVD方式沉积，通入N2O作为氧源，沉积厚度为0.5 nm~2 nm的隧穿氧化层，在射频电场的电作用下在硅片表面沉积一薄层氧化硅层，沉积压强为100 Pa~150Pa，沉积温度为200℃~300℃；
膜层二：采用PECVD方式沉积，通入SiH4、PH3、H2，沉积磷掺杂非晶硅薄膜，厚度为80nm~150 nm，SiH4、PH3、H2的体积比为1:2:4~1:3:6的范围内，沉积温度为350℃~400℃；
膜层三：采用PECVD方式沉积，通入SiH4和N2O，沉积SiO2湿法掩膜层，厚度为10 nm~40 nm，用于保护第二掺杂层在去绕镀清洗时不被破坏，SiH4和N2O的比例为1:6-1:10，沉积温度350-400℃。
接着采用管式退火炉进行退火，退火气体氛围为氮气或氧气，温度为600℃~1000℃，时间为10分钟~60分钟，使得沉积的膜层二磷掺杂非晶硅薄膜晶体结构转变，形成磷掺杂多晶硅层，也即N型掺杂层。
在退火之后、沉积第一钝化层和第一减反射层之前，还需要对硅片正面绕镀产生的物质进行去除。即先采用链式HF机，使用体积百分比为10%~40%的氢氟酸溶液先去除沉积掩膜层时绕镀到硅片正面的氧化层，以及退火过程中生成的磷硅玻璃，再转入槽式碱抛机使用质量浓度为3%~6%的碱液去除绕镀到正面的磷掺杂多晶硅层，再转入酸槽中使用质量浓度为10%的氢氟酸溶液去除正面的硼硅玻璃层和背面的掩膜层。
进一步地，所述后处理的步骤包括：
在所述第二掺杂层上沉积所述第二减反射层；
制作所述第一电极和所述第二电极。
在太阳电池的正面沉积第一钝化层、第一减反射层之后，还包括继续对硅片进行后处理步骤。即采用PECVD设备继续在该硅片的背面沉积第二氮化硅薄膜层作为第二减反射层，用于硅片背面的保护。
可以理解的是，在本申请实施例提供的太阳电池的制备方法中，可以根据实际需求增加制备其他功能层结构的步骤，其他功能层结构包括但不限于硅片背面的氧化铝薄膜层作为第二钝化层，具体可以采用ALD或PECVD等方式在硅片的背面沉积第二钝化层后，再沉积第二减反射层。
最后通过在硅片的正面和背面进行丝网印刷，制作第一电极作为正电极、第二电极作为负电极，使第一电极与第一掺杂层形成欧姆接触、第二电极与第二掺杂层形成欧姆接触，从而能够形成完整的太阳电池。
第三个方面，本申请实施例还提供一种光伏组件，所述光伏组件包括第一个方面所述的太阳电池，通过将若干上述第一个方面所述的太阳电池进行串联和/或并联连接以及封装，形成光伏组件。
第四个方面，本申请实施例还提供一种用电装置，所述用电装置包括第一个方面所述的太阳电池，以通过该太阳电池为用电装置提供电源。示例性地，该用电装置例如可以为汽车或飞机，也可以为手机、智能手表等装置。
下面将结合实施例以及测试数据对本申请制备的太阳电池的性能进行介绍。
实施例一
本实施例提供一种N型TOPCon太阳电池，如图1所示，图1为本实施例太阳电池的结构示意图，该太阳电池包括：
硅片1，硅片1的正面依次叠设第一掺杂层2、第一钝化层3和第一减反射层4，硅片1的背面依次叠设隧穿氧化层5、第二掺杂层6和第二减反射层7；其中，第一掺杂层2为P型掺杂层、第二掺杂层6为N型掺杂层；另外，第一减反射层4包括靠近硅片1的正面设置的第一子减反射层41和远离硅片1的正面设置的第二子减反射层42，第一子减反射层41为碳化硅层，第一子减反射层41的折射率为2.32、厚度为40nm，第二子减反射层42为氮化硅层，第二子减反射层42的折射率为1.93、厚度为40nm；
第一电极8，穿透第二子减反射层42、第一子减反射层41、第一钝化层3与第一掺杂层2形成欧姆接触；
第二电极9，穿透第二减反射层7与第二掺杂层6形成欧姆接触。
结合图2所示，图2为本实施例太阳电池的制备工艺流程图，该太阳电池的制备方法包括以下步骤：
前处理：在硅片1的正面形成第一掺杂层2，在硅片1的背面依次形成隧穿氧化层5和第二掺杂层6；
沉积：在形成有第一掺杂层2的硅片1的正面依次沉积第一钝化层3和第一子减反射层41、第二子减反射层42；
后处理：在第二掺杂层6上沉积第二减反射层7，并使第一电极8穿透第二子减反射层42、第一子减反射层41、第一钝化层3与第一掺杂层2形成欧姆接触，使第二电极9穿透第二减反射层7与第二掺杂层6形成欧姆接触。
其中，前处理的步骤包括：
制绒：采用N型硅片1，采用质量浓度为2%的双氧水和质量浓度为0.3%的碱混合溶液清洗硅片1表面的油污，然后采用质量浓度为1%的碱溶液进行制绒，并添加制绒添加剂，减缓反应速率，在硅片1的表面形成金字塔的绒面结构；
硼扩：将制绒完成的硅片1放入硼扩散炉，利用BCl3和氧气在900℃~1050℃扩散形成P-N结，也即形成P型掺杂区作为第一掺杂区；其中，BCl3与氧气的体积比例为1:（13~16），BCl3在硼扩散炉管气氛中的体积占比为1.4%，通过高温扩散，在硅片1的表面生成100nm~120 nm的硼硅玻璃层，方阻范围为80 Ω/sq~150 Ω/sq；
碱抛：采用链式HF机，使用体积百分比为40%~80%的氢氟酸溶液先去除硅片1背面硼扩绕镀的硼硅玻璃，再通过机械手转入槽式碱抛机，使用质量浓度为2%的碱溶液和碱抛添加剂去除硼扩绕镀到硅片1背面和边缘的P-N结，同时在硅片1的背面形成0.3μm~1 μm的绒面结构；
沉积隧穿氧化层5和第二掺杂层6：在硅片1的背面采用管式PECVD依次沉积隧穿氧化层5、第二掺杂层6、掩膜层二氧化硅SiO2，这三层膜在一根炉管内不破坏真空的条件下，实现薄膜沉积，具体是：
膜层一：采用PECVD方式沉积，通入N2O作为氧源，沉积厚度为0.5 nm~2 nm的隧穿氧化层5，在射频电场的电作用下在硅片1表面沉积一薄层氧化硅层，沉积压强为100 Pa~150 Pa，沉积温度为200℃~300℃；
膜层二：采用PECVD方式沉积，通入SiH4、PH3、H2，沉积磷掺杂非晶硅薄膜，厚度为80nm~150 nm，SiH4、PH3、H2的体积比为1:2:4~1:3:6的范围内，沉积温度为350℃~400℃；
膜层三：采用PECVD方式沉积，通入SiH4和N2O，沉积SiO2湿法掩膜层，厚度为10 nm~40 nm，用于保护第二掺杂层6在去绕镀清洗时不被破坏，SiH4和N2O的比例为1:6~1:10，沉积温度350℃~400℃。
退火：接着采用管式退火炉进行退火，退火气体氛围为氮气或氧气，温度为600℃~1000℃，时间为10分钟~60分钟，使得沉积的膜层二磷掺杂非晶硅薄膜晶体结构转变，形成磷掺杂多晶硅层作为第二掺杂层6，也即N型掺杂层；
RCA清洗：采用链式HF机，使用体积百分比为10%~40%的氢氟酸溶液先去除沉积掩膜层时绕镀到硅片1正面的氧化层，以及退火过程中生成的磷硅玻璃，再转入槽式碱抛机使用质量浓度为3%~6%的碱液去除绕镀到正面的磷掺杂多晶硅层，再转入酸槽中使用质量浓度为10%的氢氟酸溶液去除正面的硼硅玻璃层和背面的掩膜层。
其中，沉积的步骤是在进行RCA清洗之后沉积第一钝化层3和第一减反射层4，沉积的步骤具体包括：在第一掺杂层2的基础上，采用ALD的方式用水与三甲基铝交替通入的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层3，再在500℃的沉积温度、10kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次沉积第一子减反射层41和第二子减反射层42；沉积第一子减反射层41的条件为：通入流量比为1:4的硅烷和甲烷，沉积厚度为40 nm，折射率为2.23；沉积第二子减反射层42的条件为：通入流量比为1:6的硅烷和氨气，沉积厚度为40 nm，折射率为1.93。
其中，后处理的步骤包括：
沉积第二减反射层7：在第二掺杂层6的基础上，采用PECVD沉积氮化硅薄膜作为第二减反射层7，用于对硅片1的背面起到保护作用；
丝网印刷：分别印刷背面银浆和正面银铝浆，烧结形成第一电极8和第二电极9；
光注入、测试电池光电转换效率和分选。
实施例二
本实施例提供一种N型TOPCon太阳电池，如图3所示，图3为本实施例太阳电池的结构示意图，该太阳电池包括：
硅片1，硅片1的正面依次叠设第一掺杂层2、第一钝化层3和第一减反射层4，硅片1的背面依次叠设隧穿氧化层5、第二掺杂层6和第二减反射层7；其中，第一掺杂层2为P型掺杂层、第二掺杂层6为N型掺杂层；另外，第一减反射层4包括靠近硅片1的正面设置的第一子减反射层41和远离硅片1的正面设置的第二子减反射层42，第一子减反射层41为高折射率的氮化硅与碳化硅复合结构层，第一子减反射层41的折射率为2.41、厚度为40nm，第二子减反射层42为低折射率的氮化硅与碳化硅复合结构层，第二子减反射层42的折射率为2.15、厚度为40nm；
第一电极8，穿透第二子减反射层42、第一子减反射层41、第一钝化层3与第一掺杂层2形成欧姆接触；
第二电极9，穿透第二减反射层7与第二掺杂层6形成欧姆接触。
本实施例太阳电池的制备方法与实施例一太阳电池的制备方法的区别仅在于沉积的步骤，本实施例太阳电池的制备方法中，沉积的步骤包括：
采用ALD的方式用水与三甲基铝交替通入的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层3，再在500℃的沉积温度、10kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次沉积第一子减反射层41和第二子减反射层42；沉积第一子减反射层41的条件为：通入流量比为1:2:3的硅烷、氨气和甲烷，沉积厚度为40 nm，折射率为2.41；沉积第二子减反射层42的条件为：通入流量比为1:3:4的硅烷、氨气和甲烷，沉积厚度为40 nm，折射率为2.15。
实施例三
本实施例提供一种N型TOPCon太阳电池，如图4所示，图4为本实施例太阳电池的结构示意图，该太阳电池包括：
硅片1，硅片1的正面依次叠设第一掺杂层2、第一钝化层3和第一减反射层4，硅片1的背面依次叠设隧穿氧化层5、第二掺杂层6和第二减反射层7；其中，第一掺杂层2为P型掺杂层、第二掺杂层6为N型掺杂层；另外，第一减反射层4包括靠近硅片1的正面设置的第一子减反射层41和远离硅片1的正面设置的第二子减反射层42，第一子减反射层41为高折射率的氮化硅与碳化硅复合结构层，第一子减反射层41的折射率为2.41、厚度为40nm，第二子减反射层42为低折射率的氮化硅层，第二子减反射层42的折射率为1.91、厚度为40nm；
第一电极8，穿透第二子减反射层42、第一子减反射层41、第一钝化层3与第一掺杂层2形成欧姆接触；
第二电极9，穿透第二减反射层7与第二掺杂层6形成欧姆接触。
本实施例太阳电池的制备方法与实施例一太阳电池的制备方法的区别仅在于沉积的步骤，本实施例太阳电池的制备方法中，沉积的步骤包括：
采用ALD的方式用水与三甲基铝交替通入的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层3，再在500℃的沉积温度、10kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次沉积第一子减反射层41和第二子减反射层42；沉积第一子减反射层41的条件为：通入流量比为1:2:3的硅烷、氨气和甲烷，沉积厚度为40 nm，折射率为2.41；沉积第二子减反射层42的条件为：通入流量比为1:6的硅烷和氨气，沉积厚度为40 nm，折射率为1.91。
实施例四
本实施例提供一种N型TOPCon太阳电池，本实施例太阳电池与实施例二太阳电池的区别仅在于：本实施例中第一子减反射层的厚度为60 nm，第二子减反射层的厚度为20nm。
实施例五
结合图5所示，本实施例提供一种N型TOPCon太阳电池，本实施例太阳电池与实施例二太阳电池的区别仅在于：本实施例中第一减反射层4仅具有一层膜层。该第一减反射层4为氮化硅与碳化硅复合结构层，第一减反射层4的厚度为80nm、折射率为2.14。
本实施例太阳电池的制备方法与实施例一太阳电池的制备方法的区别仅在于沉积第一减反射层4的条件不同。本实施例中，第一减反射层4的沉积条件为：通入流量比为1:6:8的硅烷、氨气和甲烷，沉积厚度为80 nm，折射率为2.14。
对比例一
本对比例提供一种N型TOPCon太阳电池，本对比例的太阳电池与实施例一太阳电池的区别仅在于：在本对比例中，第一减反射层为一层厚度为80 nm的氮化硅层，太阳电池的制备方法中，沉积第一减反射层的条件为：通入流量比为1:5的硅烷和氨气，沉积厚度为80 nm，未形成碳化硅层或者掺杂有碳化硅的氮化硅复合层。
对比例二
本对比例提供一种N型TOPCon太阳电池，本对比例的太阳电池与对比例一太阳电池的区别仅在于：在本对比例中，第一减反射层包括：厚度为20 nm、折射率为2.2的氮化硅层作为第一子减反射层，以及厚度为60 nm、折射率为1.9的氮化硅层作为第二子减反射层，即第一减反射层包括两层不同厚度、不同折射率的氮化硅层。
本对比例太阳电池的制备方法中，沉积第一子减反射层的条件为：通入流量比为1:4的硅烷和氨气，沉积厚度为20 nm，折射率为2.2；沉积第二子减反射层的条件为：通入流量比为1:8的硅烷和氨气，沉积厚度为60nm，折射率为1.9。
性能测试
对本申请实施例一至四、对比例一和二的太阳电池进行光电转化效率、开路电压、短路电流密度等性能指标的测试，halm机为模拟太阳光的设备，再配以电子负载，数据采集和计算等设备，用于测试光伏器件（包括太阳电池）的电性能。控制测试的太阳电池的硅片为182尺寸，校准光强为1000±50W/m²，实验测试结果如下，其中Eta代表光电转换效率，Voc代表开路电压，Jsc代表短路电流密度。
表一、太阳能电池的性能测试结果
通过上述实验结果可知，本申请实施例一至实施例五的太阳电池均能够有效的同时提高短路电流密度和光电转换效率这两方面性能。其中，实施例五太阳电池采用的是单层氮化硅与碳化硅复合结构层作为第一减反射层，其光电转换效率可达到25.47%、短路电流密度可达到42 mA/cm2以上。而实施例一至实施例四太阳电池的第一减反射层设置成以不同方式掺杂有碳化硅的多层子减反射层，其光电转换效率和短路电流密度比实施例五的性能更佳，说明设置多层子减反射层比起设置单层掺杂碳化硅的减反射层更能够进一步提高太阳电池的光电转换效率和短路电流密度。
另外，通过将实施例一至五与对比例一至二的性能测试结果进行比较可知，本申请实施例的太阳电池比采用单一氮化硅减反射层的太阳电池具有更高的短路电流密度和光电转换效率，短路电流密度可提升至42.0 mA/cm2以上，光电转换效率比对比例一太阳电池要提升接近0.3%，在太阳电池技术领域属于较大幅度的效率提升。此外，结合对比例二的测试结果可知，即便是设置多层氮化硅减反射膜试图降低对入射光的反射，但效果也并不理想，对比例二太阳电池的光电转换效率与本申请实施例相比仍有0.2%左右的效率差距、短路电流密度也未能达到42 mA/cm2以上。然而在太阳电池技术领域中，即便是0.1%的光电转换效率也是较难的突破。由此可见，本申请实施例的太阳电池在第一减反射层中掺有碳化硅，尤其是在第一子减反射层和第二子减反射层中均掺入碳化硅后，能有效解决单纯氮化硅减反射层的寄生吸收问题和透光率较低的问题，可使太阳电池的光电转换效率和短路电流密度等性能指标得到明显提升。
以上对本发明实施例公开的一种太阳电池及其制备方法、光伏组件、用电装置进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的一种太阳电池及其制备方法及其核心思想：同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (18)

1.一种太阳电池，其特征在于，所述太阳电池包括：
硅片，所述硅片的正面依次叠设第一掺杂层、第一钝化层和第一减反射层，所述硅片的背面依次叠设隧穿氧化层、第二掺杂层和第二减反射层，其中，所述第一掺杂层为P型掺杂层、所述第二掺杂层为N型掺杂层，且所述第一减反射层中掺杂有碳化硅；
第一电极，穿透所述第一减反射层、所述第一钝化层与所述第一掺杂层形成欧姆接触；
第二电极，穿透所述第二减反射层与所述第二掺杂层形成欧姆接触。
2.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述第一减反射层包括靠近所述硅片的正面设置的第一子减反射层和远离所述硅片的正面设置的第二子减反射层，其中，所述第一子减反射层为碳化硅层或者掺有碳化硅的第一复合层，所述第二子减反射层为氮化硅层或者掺有碳化硅的第二复合层，所述第一子减反射层的折射率高于所述第二子减反射层的折射率。
3.根据权利要求2所述的太阳电池，其特征在于，所述第一子减反射层为所述第一复合层，所述第一复合层为氮化硅与碳化硅复合结构层，所述第一子减反射层的折射率为2.3~2.5、厚度为40 nm~60 nm；
所述第二子减反射层为所述第二复合层，所述第二复合层为氮化硅与碳化硅复合结构层，所述第二子减反射层的折射率为1.9~2.2、厚度为20 nm~40 nm。
4.根据权利要求2所述的太阳电池，其特征在于，所述第一子减反射层为所述碳化硅层，所述第一子减反射层的折射率为2.2~2.4，所述第一子减反射层的厚度为20 nm~40 nm；
所述第二子减反射层为所述氮化硅层，所述第二子减反射层的折射率为1.7~2.0，所述第二子减反射层的厚度为40 nm~60 nm。
5.根据权利要求2所述的太阳电池，其特征在于，所述第一子减反射层为所述第一复合层，所述第一复合层为氮化硅与碳化硅复合结构层，所述第一子减反射层的折射率为2.3~2.5、厚度为40 nm~60 nm；
所述第二子减反射层为所述氮化硅层，所述第二子减反射层的折射率为1.7~2.0、厚度为20 nm~40 nm。
6.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述太阳电池还包括设于所述第二掺杂层与所述第二减反射层之间的第二钝化层，所述第二电极穿透所述第二减反射层、所述第二钝化层与所述第二掺杂层形成欧姆接触；和/或，
所述第一钝化层为氧化铝层，所述太阳电池还包括第二钝化层时，所述第二钝化层为氧化铝层；和/或，
所述太阳电池为N型TOPCon太阳电池；和/或，
所述太阳电池的短路电流密度大于或者等于42.10 mA/cm2，所述太阳电池的光电转化效率大于或者等于25.5%。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
前处理：在所述硅片的正面形成所述第一掺杂层，在所述硅片的背面依次形成所述隧穿氧化层和所述第二掺杂层；
沉积：在形成有所述第一掺杂层的所述硅片的正面依次沉积所述第一钝化层和所述第一减反射层，并使所述第一减反射层中掺杂有碳化硅；
后处理：在所述第二掺杂层上沉积所述第二减反射层，并使所述第一电极穿透所述第一减反射层、所述第一钝化层与所述第一掺杂层形成欧姆接触，使所述第二电极穿透所述第二减反射层与所述第二掺杂层形成欧姆接触。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所处第一减反射层包括第一子减反射层和第二子减反射层，所述沉积的步骤包括：在所述硅片的正面采用ALD、PECVD、PVD、PEALD或LPCVD方式中的至少一种方式分别沉积所述第一钝化层、所述第一子减反射层和所述第二子减反射层，且使所述第一子减反射层为碳化硅层或者掺有碳化硅的第一复合层，使所述第二子减反射层为氮化硅层或者掺有碳化硅的第二复合层，并使所述第一子减反射层的折射率高于所述第二子减反射层的折射率。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述沉积的步骤中，沉积所述第一钝化层后，先沉积折射率为2.3~2.5、厚度为40 nm~60 nm的氮化硅与碳化硅复合结构层作为所述第一子减反射层，再沉积折射率为1.9~2.2、厚度为20 nm~40 nm的氮化硅与碳化硅复合结构层作为所述第二子减反射层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在所述沉积的步骤中，采用ALD的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层，再在400℃~600℃的沉积温度、8 kW~12 kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次在所述第一钝化层上沉积所述第一子减反射层和所述第二子减反射层；
其中，沉积所述第一子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（1~4）:（2~5）的硅烷、氨气和甲烷，沉积所述第二子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（2~5）:（2~6）的硅烷、氨气和甲烷。
11.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述沉积的步骤中，沉积所述第一钝化层后，先沉积折射率为2.2~2.4、厚度为20 nm~40 nm的碳化硅层作为所述第一子减反射层，再沉积折射率为1.7~2.0、厚度为40 nm~60 nm的氮化硅层作为所述第二子减反射层。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在所述沉积的步骤中，采用ALD的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层，再在400℃~600℃的沉积温度、8 kW~12 kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次沉积所述第一子减反射层和所述第二子减反射层；
其中，沉积所述第一子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（2~6）的硅烷和甲烷，沉积所述第二子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（4~10）的硅烷和氨气。
13.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述沉积的步骤中，沉积所述第一钝化层后，先沉积折射率为2.3~2.5、厚度为40 nm~60 nm的氮化硅与碳化硅复合结构层作为所述第一子减反射层，再沉积折射率为1.7~2.0、厚度为20 nm~40 nm的氮化硅层作为所述第二子减反射层。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，在所述沉积的步骤中，采用ALD的方式沉积氧化铝层作为第一钝化层，再在400℃~600℃的沉积温度、8 kW~12 kW的射频电源功率条件下采用PECVD的方式依次沉积所述第一子减反射层和所述第二子减反射层；
其中，沉积所述第一子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（1~4）:（2~5）的硅烷、氨气和甲烷，沉积所述第二子减反射层的条件包括：通入流量比为1:（4~10）的硅烷和氨气。
15.根据权利要求8至14任一项所述的制备方法，其特征在于，所述前处理的步骤包括：
提供经过制绒的硅片；
对所述硅片进行硼扩推结形成所述第一掺杂层；
去除所述硅片的背面硼扩绕镀的物质；
在所述硅片的背面依次形成所述隧穿氧化层和所述第二掺杂层；
去除所述硅片的正面绕镀的物质。
16.根据权利要求8至14任一项所述的制备方法，其特征在于，所述后处理的步骤包括：
在所述第二掺杂层上沉积所述第二减反射层；
制作所述第一电极和所述第二电极。
17.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括如权利要求1至6任一项所述的太阳电池。
18.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求1至6任一项所述的太阳电池。
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