CN116072742A - 太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本方法提供一种太阳能电池及其制备方法，太阳能电池包括：电池基体，所述电池基体的正面和/或背面的栅线区具有凹槽；电镀电极，所述电镀电极位于所述凹槽内。相较于现有技术，本发明一方面采用电镀电极减少了银浆的使用量，降低了成本，且电池电极的较窄，遮光少，提高了电池效率；另一方面，并在凹槽内形成电镀电极，使得电镀电极与电池基体的结合力强，有效解决了电镀形成的栅线拉力较小的问题。
Description
技术领域
本方法涉及光伏领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术
随着光伏行业的快速发展，各种高效电池技术层出不穷，近年来，钝化接触技术在晶体硅太阳电池领域受到了广泛关注。钝化接触结构一般采用遂穿二氧化硅层、以及叠加在遂穿二氧化层上的多晶硅薄膜组成，该电池结构不但可以钝化电池表面同时也能降低金属接触复合和降低接触电阻。因此，太阳电池与钝化接触技术相结合，是一个非常有前景的发展方向。
然而钝化接触电池(topcon电池)丝网印刷银浆耗量较高，成本高；另一方面丝网印刷栅线较宽，遮光限制了效率的进一步提升。通过电镀形成金属电极在提效降本上是比较有潜力的一个方向，但电镀形成的栅线拉力较小是需要重点攻克的问题。
有鉴于此，有必要提供一种改进的太阳能电池及其制备方法，以解决上述技术问题。
方法内容
本方法的目的在于提供一种太阳能电池及其制备方法。
为解决上述技术问题之一，本方法采用如下技术方案：
一种太阳能电池，包括：
电池基体，所述电池基体的正面和/或背面的栅线区具有凹槽；
电镀电极，所述电镀电极位于所述凹槽内。
进一步地，所述凹槽的底壁、侧壁上均具有绒面结构。
进一步地，所述电池基体包括：
硅基，所述硅基的正面具有所述凹槽；
选择性发射极，包括位于所述硅基的正面的凹槽外的轻掺杂扩散层、位于所述凹槽内的重掺杂扩散层；
正面钝化层，位于所述轻掺杂扩散层的正面；
正面减反层，位于所述正面钝化层的正面。
进一步地，所述电镀电极包括位于所述重掺杂扩散层上的正面电极，所述正面电极包括Ni层、位于所Ni层正面的Cu层和位于所述Cu层正面的Ag层，所述Ni层的正面不低于所述正面钝化层。
进一步地，所述电池基体包括：
硅基，所述硅基的背面具有所述凹槽；
隧穿层，位于所述硅基的背面；
掺杂多晶硅层，位于所述隧穿层的背面；
背面减反层，位于所述凹槽外的所述掺杂多晶硅层的背面。
进一步地，所述电镀电极包括位于所述凹槽内的背面电极，所述背面电极包括Ni层、位于所Ni背面的Cu层和位于所述Cu层背面的Ag层，所述Ni层的背面不高于所述背面减反层。
一种太阳能电池的制备方法，包括：
形成电池基体，所述电池基体的正面和/或背面的栅线区具有凹槽；
于所述凹槽内电镀形成电镀电极。
进一步地，形成所述电池基体包括如下步骤：
在N型硅片的正面一次制绒；
在一次制绒后的正面形成一层氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜的栅线区具有开窗；
于所述开窗区对硅片的正面进行二次制绒，二次制绒后开窗区的所述硅片与非开窗区的所述硅片形成台阶并构成所述凹槽；
在二次制绒后的硅片的正面形成选择性发射极，所述选择性发射极包括位于所述正面的凹槽外的轻掺杂扩散层、位于所述凹槽内的重掺杂扩散层；
在轻掺杂扩散层的正面形成正面钝化层；
在正面钝化层的正面形成正面减反层；
在正面的凹槽内电镀形成正面电极。
进一步地，形成所述电池基体包括如下步骤：
在N型硅片的背面一次制绒；
在一次制绒后的背面形成一层氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜的栅线区具有开窗；
于所述开窗区对硅片的背面进行二次制绒，二次制绒后开窗区的所述硅片与非开窗区的所述硅片形成台阶并构成所述凹槽；
在二次制绒后的硅片的背面依次形成隧穿层、掺杂多晶硅层；
在所述凹槽外的掺杂多晶硅层的背面形成背面减反层；
在背面的凹槽内电镀形成背面电极。
进一步地，包括如下步骤：
在N型硅片的正面、背面一次制绒；
在一次制绒后的硅片的正面、背面形成一层氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜的栅线区具有开窗；
于所述开窗区对硅片进行二次制绒，二次制绒后开窗区的所述硅片与非开窗区的所述硅片形成台阶并构成所述凹槽；
在二次制绒后的硅片的正面形成选择性发射极，所述选择性发射极包括位于所述正面的凹槽外的轻掺杂扩散层、位于所述凹槽内的重掺杂扩散层；
对背面进行去绕扩、清洗，并在背面依次形成隧穿层、掺杂多晶硅层；
在选择性发射极上沉积正面钝化层；
在硅片的正面形成正面减反层、在硅片的背面形成背面减反层；
去除正面凹槽处的正面钝化层、正面减反层，去除背面的凹槽处的背面减反层，分别在正面的凹槽处、背面的凹槽处电镀形成正面电极、背面电极。
进一步地，所述氧化硅掩膜通过PECVD的方式形成，所述氧化硅掩膜的厚度介于20nm～60nm、或30nm～60nm。
进一步地，形成选择性发射极包括如下步骤：所述氧化硅掩膜覆盖凹槽外的硅片的前提下，通过BBr3气态源进行扩散，扩散温度950℃～1100℃；
或，形成选择性发射极包括如下步骤：所述氧化硅掩膜覆盖凹槽外的硅片的前提下，先通过BBr3气态源或者B固态源在开窗区扩散形成重掺杂扩散层；再在非开窗区域通过丝网印刷或者喷墨印刷形成图案化的细线掩膜，利用HF/HNO3溶液回刻的方式在在无细线掩膜覆盖的区域形成轻掺杂扩散层。
进一步地，利用PECVD或者ALD方式沉积Al2O3作为正面钝化层，沉积温度180℃～400℃，厚度3nm～10nm。
进一步地，电镀形成的所述正面电极包括Ni层、位于所Ni层正面的Cu层和位于所述Cu层正面的Ag层，所述Ni层的正面不低于所述正面钝化层。
进一步地，通过化学方法和/或者通过热氧化方法形成所述隧穿层，所述化学方法通过HNO3/O3/H2SO4+H2O2形成所述隧穿层；
和/或，利用硅烷和磷烷通过LPCVD或者HWCVD方式单面沉积形成所述掺杂多晶硅层，硅烷经过氢气稀释，流量比SiH4:H2＝1:10～1:250；反应气体硅烷与磷烷的流量比SiH4:PH3＝1:0.1～1:0.001；沉积温度500℃～700℃，掺杂多晶硅层厚度40nm～300nm，表面掺杂浓度1E19～1E21cm-3；或，通过溅射的方式在背面沉积所述掺杂多晶硅层，表面掺杂浓度1E19～1E21cm-3。
进一步地，所述背面电极包括Ni层、位于所Ni背面的Cu层和位于所述Cu层背面的Ag层，所述Ni层的背面不高于所述背面减反层。
本方法的有益效果是：相较于现有技术，本发明一方面采用电镀电极减少了银浆的使用量，降低了成本，且电池电极的较窄，遮光少，提高了电池效率；另一方面，并在凹槽内形成电镀电极，使得电镀电极与电池基体的结合力强，有效解决了电镀形成的栅线拉力较小的问题。
附图说明
图1是本发明的topcon电池结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大图；
图3是图1中B处的局部放大图。
其中，100-太阳能电池，1-电池基体，10-凹槽，11-硅基，12-选择性发射极，121-轻掺杂扩散层，122-重掺杂扩散层，13-正面减反层，14-正面减反层，15-隧穿层，16-掺杂多晶硅层，17-背面减反层；2-电镀电极，21-正面电极，22-背面电极，23-Ni层，24-Cu层，25-Ag层。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本方法进行详细描述。但这些实施方式并不限制本方法，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本方法的保护范围内。
在本方法的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本方法的主题的基本结构。
请参阅图1～图3所示，为本发明较佳实施例的太阳能电池100，其包括电池基体1和电镀电极2，所述电池基体1的正面和/或背面的栅线区具有凹槽10，所述电镀电极2位于所述凹槽10内。
所述太阳能电池100片，一方面采用电镀电极2减少了银浆的使用量，降低了成本，且电池电极的较窄，遮光少，提高了电池效率；另一方面，电镀电极2位于凹槽10内，其底端面与侧面均与凹槽10的壁结合，使得电镀电极2与电池基体1的结合力强，有效解决了电镀形成的栅线拉力小的问题。
具体地，所述电池基体1包括硅基11，位于所述硅基11正面的选择性发射极12、正面钝化层13和正面减反层14，位于所述硅基11背面的隧穿层15、掺杂多晶硅层16和背面减反层17。
所述硅基11为N型硅，电阻率0.3Ω·cm～7Ω·cm；正面、背面通过碱液制绒形成金字塔绒面，金字塔尺寸1μm～3μm，具有很好的捕光、限光作用。
一实施例中，所述硅基11的正面和背面均具有所述凹槽10，且所述凹槽10由二次制绒形成，其底壁和侧壁上均有绒面结构。
所述选择性发射极12包括位于所述硅基11的正面的凹槽10外的轻掺杂扩散层121、位于所述凹槽10内的重掺杂扩散层122，所述轻掺杂扩散层121的方阻100Ω/～300Ω/，优选150Ω/～200Ω/，或优选120Ω/～150Ω；所述重掺杂扩散层122的方阻10Ω/～100Ω/，优选30Ω/～100Ω/，或优选40Ω/～70Ω/，或优选50Ω/～80Ω/。
所述正面钝化层13位于所述轻掺杂扩散层121的正面，该正面钝化层13为Al2O3，厚度3nm～10nm，主要是用来钝化硼扩散形成的选择性发射极12。
所述正面减反层14位于所述正面钝化层13的正面，可以是氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中的一种或多种叠层膜，厚度60nm～130nm。
所述隧穿层15位于所述硅基11的背面，可以是氧化硅、氮氧化硅或者两者的叠层膜结构，隧穿层15厚度0.5nm～3nm，优选1nm～2nm。所述掺杂多晶硅层16位于所述隧穿层15的背面，所述掺杂多晶硅层16厚度40nm～300nm，表面掺杂浓度1E19～1E21cm-3。所述隧穿层15、所述掺杂多晶硅层16与硅基11形成背面钝化接触结构。
所述背面减反层17位于所述凹槽10外的所述掺杂多晶硅层16的背面，可以是氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中的一种或多种叠层膜，厚度60nm～130nm。另外，在所述掺杂多晶硅层16与所述背面减反层17之间还可以设置背面钝化层。
所述电镀电极2包括位于所述重掺杂扩散层122上的正面电极21，所述正面电极21包括Ni层23、位于所Ni层23正面的Cu层24和位于所述Cu层24正面的Ag层25。所述正面电极21位于正面的凹槽10内，凹槽10的底壁、侧壁均有金字塔绒面结构，正面电极21的底端面、侧面与凹槽10均有接触，侧面的绒面结构可以更好的固定正面电极21，相比之前无凹槽10设计的单面接触，可以显著提高正面电极21的拉力，改善电镀工艺拉力偏低的问题。
所述Ni层23作为与硅基11接触的接触层，其正面不低于所述正面钝化层13，在所述凹槽10内与所述重掺杂扩散层122、所述轻掺杂扩散层121电性接触，经后续退火处理后，形成镍硅合金，加强镍与硅的接触，降低接触电阻率；同时所述Ni层23还作为阻挡层，阻止Cu向里侧的硅基11扩散。优选地，所述Ni层的厚度0.5μm～3μm。
所述Cu层24作为电极的中间导电层，位于所述轻掺杂扩散层121的上方，不与硅基11接触，在选择性发射极12以上与所述正面钝化层13和/或所述正面减反层14接触，可以进一步减少银的用量，降低成本。优选地，所述Cu层的厚度2μm～20μm，承担电镀电极的主要部分，减少银的用量。
Ag层25作为保护层以及后续的焊接层，防止铜氧化、与锡可以更好的焊接。优选地，所述Ag层的厚度0.5μm～3μm。
所述电镀电极2还包括位于所述凹槽10内的背面电极22，所述背面电极22包括Ni层23、位于所Ni背面的Cu层24和位于所述Cu层24背面的Ag层25。所述Ni层23的背面不高于所述背面减反层17，即所述Ni层23在凹槽10内与所述掺杂多晶硅层16电性接触，所述Cu层24与所述背面钝化层和/或所述背面减反层17接触。所述Ni层23、所述Cu层24、所述Ag层25的作用与正面电极21相同，于此不再赘述。
本发明的太阳能电池100，电镀电极2下高掺杂浓度可以保证实现较好的欧姆接触，降低非金属电极接触区域的掺杂浓度，从而降低表面复合，提高电池的蓝光响应；电镀电极2位于凹槽10内，可以与重掺杂扩散层122多面接触，在相同的线宽下，相比常规的SE电池有更大的接触面，可以显著降低接触电阻，降低Rs提高FF从而提效；另一方面电镀电极2位于凹槽10内，突出表面高度较小，栅线遮挡更小，电流值更高。
本发明提供一种太阳能电池的制备方法，可用以制备上述太阳能电池100。
太阳能电池的制备方法包括如下步骤：形成电池基体1，所述电池基体1的正面和/或背面的栅线区具有凹槽10；于所述凹槽10内电镀形成电镀电极2。该方法，一方面采用电镀形成金属电极，减少了银浆的使用量，降低了成本，且形成的电镀电极2较窄，突出凹槽10的部分少，遮光少，提高了电池效率；另一方面，在所述凹槽10内形成电镀电极2，使得电镀电极2的底端面与侧面均与电池基体1结合，整体结合力强，有效解决了电镀形成的栅线拉力小的问题。
其中，形成所述电池基体1包括如下步骤：
在N型硅片的正面、背面一次制绒形成金字塔绒面。具体地，取N型硅片，电阻率优选0.3Ω·cm～7Ω·cm；通过碱液制绒法形成金字塔绒面，金字塔尺寸1μm～3μm。
在一次制绒后的硅片的正面、背面形成一层氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜具有图案化的开窗，例如在栅线区开窗。
具体地，可先通过PECVD的方式在硅片正面、背面生长一层氧化硅掩膜，再利用物理、化学方法在所述氧化硅掩膜的栅线区开窗。例如通过激光进行图案化开窗，去除栅线区的氧化硅掩膜，激光开窗尺寸优选10μm～40μm。也可以借助掩膜保护栅线区、通过PECVD的方式直接在非栅线区生长一层图案化的氧化硅掩膜。
本发明中，所述氧化硅掩膜厚度＞20nm，优选30～60nm；可以在后续的硼扩散阶段起到一定的阻挡作用。
在所述开窗区对硅片进行二次制绒，二次制绒后开窗区的所述硅片与非开窗区的所述硅片形成台阶从而构成所述凹槽10，所述凹槽10的底壁、侧壁上均为由二次制绒形成的绒面结构。
在二次制绒后的硅片的正面形成选择性发射极12。具体进行正面硼扩散，在所述凹槽10外的区域形成轻掺杂扩散层121，在所述凹槽10区形成重掺杂扩散层122；使得所述选择性发射极12包括位于所述正面的凹槽10外的轻掺杂扩散层121、位于所述凹槽10内的重掺杂扩散层122。
发明人在研究中发现，Topcon电池的正面硼扩散，激光SE不好实现，具体由于分凝系数影响，硼在激光过程中会往氧化层中跑，造成表面浓度低，且需要高激光功率，对电池损伤也较大；如果用印刷硼浆再扩散再清洗的方式，高温容易引入硼浆中的杂质，影响硅片寿命。为此，本发明采用如下扩散方法。
方法1：形成选择性发射极12包括如下步骤：在所述氧化硅掩膜覆盖凹槽10外的硅片的前提下，通过BBr3气态源进行扩散，扩散温度950℃～1100℃；非开窗区的氧化硅掩膜对硼扩散有一定的阻挡作用，使得有氧化硅掩膜的区域形成轻掺杂扩散层121，方阻100Ω/～300Ω/，优选150Ω/～200Ω/；激光开窗区无氧化硅掩膜保护，形成重掺杂扩散层122，方阻10Ω/～100Ω/，优选40Ω/～70Ω/。该方法，利用氧化硅掩膜的阻挡，一次扩散即形成所述轻掺杂扩散层121和重掺杂扩散层122，通过一步扩散到位的方式实现SE结构。
方法2：形成选择性发射极12包括如下步骤：先在激光开窗区域形成重掺杂，再在非开窗区域形成轻掺杂。具体地，在所述氧化硅掩膜覆盖凹槽10外的硅片的前提下，先通过BBr3气态源或者B固态源在开窗区扩散形成重掺杂扩散层122；方阻30Ω/～100Ω/，优选50Ω/～80Ω/，其中固态源通过硼酸喷涂，丝印硼浆的方式形成于激光开窗区域。再在非开窗区域通过丝网印刷或者喷墨印刷形成图案化的细线掩膜，利用HF/HNO3溶液回刻的方式在在无细线掩膜覆盖的区域形成轻掺杂扩散层121。具体地，细线掩膜宽度50μm～300μm，轻掺杂扩散层121的方阻100Ω/～300Ω/，优选120Ω/～150Ω。
对背面进行去绕扩、清洗；利用HF溶液水上漂的方式去除背面氧化硅掩膜，为避免清洗对背面绒面的破坏，对背面进行三次制绒后，再清洗去除正面氧化硅掩膜。
在背面依次形成隧穿层15。在硅基11背面生长隧穿层15，该隧穿层15可以是氧化硅、氮氧化硅或者两者的叠层膜结构，隧穿层15厚度0.5nm～3nm，优选1nm～2nm。具体地，通过化学方法形成所述隧穿层15，例如通过HNO3/O3/H2SO4+H2O2形成，或者通过热氧化方法(LPCVD)形成，或者化学方法和热氧方法结合的方式生长所述隧穿层15。
在隧穿层15背面生长掺杂钝化接触钝化层，包括但不限于以下方法：
方法1、利用硅烷和磷烷通过LPCVD或者HWCVD方式单面沉积形成轻掺杂多晶硅薄膜，其中硅烷是经过氢气稀释，流量比SiH4:H2＝1:10～1:250；反应气体硅烷与磷烷的流量比SiH4:PH3＝1:0.1～1:0.001；多晶硅沉积温度500℃～700℃，多晶硅厚度40nm～300nm，表面掺杂浓度1E19～1E21cm-3。
方法2、优选地，通过溅射的方式在背面沉积一层掺杂多晶硅层16，表面掺杂浓度1E19～1E21cm-3。
沉积完掺杂多晶硅后再高温退火处理，让部分磷通过隧穿层15进入硅基11体，在背面形成N+层。
在选择性发射极12上沉积正面钝化层13；利用PECVD或者ALD方式沉积正面钝化层13，沉积温度180℃～400℃，该正面钝化层13为Al2O3，厚度3nm～10nm，主要是对B扩散层进行钝化。
在硅片的正面形成正面减反层14、在硅片的背面形成背面减反层17；具体通过PECVD在正面、背面同时沉积，沉积温度300℃～550℃，正面减反膜、背面减反膜17可以是氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中的一种或多种叠层膜，减反层厚度60nm～130nm。
去除正面凹槽10处的正面减反层14、正面钝化层13，去除背面的凹槽10处的背面减反层17，分别在正面的凹槽10处、背面的凹槽10处电镀形成正面电极21、背面电极22。其中正、背面凹槽10采用二次制绒形成，凹槽10的底壁、侧壁均有金字塔绒面结构，电镀电极2的底端面、侧面与凹槽10的壁均有接触，侧面的绒面结构可以更好的固定电镀电极2，相比之前无凹槽10设计的单面接触，可以显著提高正面电极21的拉力，改善电镀工艺拉力偏低的问题。
具体地，分别在正面、背面丝网印刷图案化掩膜，掩膜耐酸不耐碱，例如选用有机掩膜层。硅片表面均覆盖掩膜，与金属电极接触的凹槽10区无掩膜，利用氢氟酸清洗溶解无掩膜区或称凹槽10区内不导电的减反层、钝化层，使得正面凹槽10内露出选择性发射极12，背面凹槽10内露出掺杂多晶硅层16。
在无掩膜的凹槽10区域沉积形成金属化图案，电镀材料为Ni-Cu-Ag材料，与硅基11接触的底层镍作为接触层和阻挡层，阻止铜向里侧的硅基11扩散，中间铜作为导电层，可以减少银的用量，降低成本；外层银作为保护层以及后续的焊接层，防止铜氧化以及与锡更好的焊接。电镀完后碱洗去除有机掩膜层。
需要注意的是，Ni层23的厚度需要盖过凹槽10内的硅基11，正面凹槽10内的所述Ni层23的正面不低于所述正面钝化层13，背面凹槽10内的所述Ni层23的背面不高于所述背面减反层17，保证Cu不与硅基11接触，防止Cu向硅基11内扩散。
最后，太阳能电池100的方法还可以包括后处理工艺，后处理工艺包括：低温退火，同时进行电注入钝化或光注入钝化，低温退火温度介于150℃～350℃，主要目的是形成镍硅合金，加强镍与硅的接触，降低接触电阻率；光注入或者电注入主要是提高效率。
本发明的整个太阳能电池100制备方法，在低温下进行，不需要高温设备，生产调节温和，且节能环保。
本发明还提供另一种太阳能电池的制备方法，与上述方法的区别仅在于：形成所述电池基体1包括如下步骤：在N型硅片的正面一次制绒形成金字塔绒面；在一次制绒后的正面形成一层氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜的栅线区具有开窗，因此所述氧化硅掩膜仅遮挡所述硅片的非栅线区；于所述开窗区对硅片的正面进行二次制绒，二次制绒后开窗区的所述硅片与非开窗区的所述硅片形成台阶并构成所述凹槽10，所述凹槽10的底壁、侧壁上均为二次制绒形成的绒面；在二次制绒后的硅片的正面形成选择性发射极12，所述选择性发射极12包括位于所述正面的凹槽10外的轻掺杂扩散层121、位于所述凹槽10内的重掺杂扩散层122；在轻掺杂扩散层121的正面形成正面钝化层13；在正面钝化层13的正面形成正面减反层14；在正面的凹槽10内电镀形成正面电极21。
每一步骤具体的工艺与上述方法相同，于此不再赘述。
本发明还提供另一种太阳能电池的制备方法，与上述方法的区别仅在于：形成所述电池基体1包括如下步骤：在N型硅片的背面一次制绒；在一次制绒后的背面形成一层氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜的栅线区具有开窗；于所述开窗区对硅片的背面进行二次制绒，二次制绒后开窗区的所述硅片与非开窗区的所述硅片形成台阶并构成所述凹槽10；在二次制绒后的硅片的背面依次形成隧穿层15、掺杂多晶硅层16；在所述凹槽10外的掺杂多晶硅层16的背面形成背面减反层17；在背面的凹槽10内电镀形成背面电极22。
每一步骤具体的工艺与上述方法相同，于此不再赘述。
以下以一具体的实施例，对本发明的太阳能电池的制备方法进行说明。太阳能电池的制备方法包括如下步骤：
S1、制绒：取电阻率为0.3Ω·cm～7Ω·cm的N型硅片，通过碱液制绒形成金字塔绒面，金字塔尺寸1μm～3μm。
S2、形成图案化的氧化硅掩模，具体包括如下步骤：S2.1通过PECVD的方式在硅片正面、背面生长一层氧化硅掩膜，厚度＞20nm，优选30nm～60nm。S2.2利用激光在正面、背面进行图案化开窗，将后续金属化接触区域的氧化硅掩模去掉，激光开窗尺寸优选10μm～40μm。
S3、二次制绒：对激光开窗区进行二次制绒，二次制绒的区域与有氧化硅掩膜保护的区域表面形成台阶，在二次制绒的区域形成所述凹槽10。
S4、正面制备选择性发射极12：可采用上述方法1或方法2进行正面硼扩散。
S5、去绕扩+清洗：利用HF溶液水上漂的方式去除背面氧化硅掩膜，再对背面进行三次制绒后，再清洗去除正面氧化硅掩膜。
S6、生长隧穿层15：通过化学方法例如HNO3/O3/H2SO4+H2O2或者热氧化LPCVD或者化学和热氧结合的方式生长隧穿氧化层，该氧化层可以是氧化硅，氮氧化硅或者两者的叠层膜结构，隧穿层15厚度0.5nm～3nm，优选1nm～2nm。
S7、在隧穿层15背面生长掺杂钝化接触钝化层。
S8、在硅基11的正面，利用PECVD或者ALD方式沉积Al2O3正面钝化层13，沉积温度180℃～400℃，厚度3nm～10nm。
S9、利用PECVD分别在正面、背面沉积正面减反膜、背面减反膜17，沉积温度300℃～550℃，减反层厚度60nm～130nm。
S10、正面、背面丝网印刷图案化的、耐酸不耐碱的掩膜层，需要与金属电极接触的凹槽10区无掩膜，利用氢氟酸清洗溶解无掩膜区或称凹槽10区的减反层和钝化层。
S11、正面、背面电镀，在无掩膜的凹槽10区沉积形成金属化图案，电镀材料为Ni-Cu-Ag材料，其中Ni层23的厚度覆盖凹槽10裸露内的硅基11。
S12、低温退火，同时进行电注入钝化或光注入钝化，低温退火温度介于150℃～350℃。
表1 传统工艺(丝网印刷BL)制备的Topcon电池与本发明的制备方法获得的Topcon电池的性能比较，如下表所示。
综上所述，本发明一方面采用电镀电极2减少了银浆的使用量，降低了成本，且电池电极的较窄，遮光少，提高了电池效率；另一方面，并在凹槽10内形成电镀电极2，使得电镀电极2与电池基体1的结合力强，有效解决了电镀形成的栅线拉力较小的问题。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本方法的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本方法的保护范围，凡未脱离本方法技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本方法的保护范围之内。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本方法的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本方法的保护范围，凡未脱离本方法技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本方法的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
电池基体，所述电池基体的正面和/或背面的栅线区具有凹槽；
电镀电极，所述电镀电极位于所述凹槽内。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述凹槽的底壁、侧壁上均具有绒面结构。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：
所述电池基体包括：
硅基，所述硅基的正面具有所述凹槽；
选择性发射极，包括位于所述硅基的正面的凹槽外的轻掺杂扩散层、位于所述凹槽内的重掺杂扩散层；
正面钝化层，位于所述轻掺杂扩散层的正面；
正面减反层，位于所述正面钝化层的正面。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于：所述电镀电极包括位于所述重掺杂扩散层上的正面电极，所述正面电极包括Ni层、位于所Ni层正面的Cu层和位于所述Cu层正面的Ag层，所述Ni层的正面不低于所述正面钝化层。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的太阳能电池，其特征在于：所述电池基体包括：
硅基，所述硅基的背面具有所述凹槽；
隧穿层，位于所述硅基的背面；
掺杂多晶硅层，位于所述隧穿层的背面；
背面减反层，位于所述凹槽外的所述掺杂多晶硅层的背面。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于：所述电镀电极包括位于所述凹槽内的背面电极，所述背面电极包括Ni层、位于所Ni背面的Cu层和位于所述Cu层背面的Ag层，所述Ni层的背面不高于所述背面减反层。
7.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括：
形成电池基体，所述电池基体的正面和/或背面的栅线区具有凹槽；
于所述凹槽内电镀形成电镀电极。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于：形成所述电池基体包括如下步骤：
在N型硅片的正面一次制绒；
在一次制绒后的正面形成一层氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜的栅线区具有开窗；
于所述开窗区对硅片的正面进行二次制绒，二次制绒后开窗区的所述硅片与非开窗区的所述硅片形成台阶并构成所述凹槽；
在二次制绒后的硅片的正面形成选择性发射极，所述选择性发射极包括位于所述正面的凹槽外的轻掺杂扩散层、位于所述凹槽内的重掺杂扩散层；
在轻掺杂扩散层的正面形成正面钝化层；
在正面钝化层的正面形成正面减反层；
在正面的凹槽内电镀形成正面电极。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于：形成所述电池基体包括如下步骤：
在N型硅片的背面一次制绒；
在一次制绒后的背面形成一层氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜的栅线区具有开窗；
于所述开窗区对硅片的背面进行二次制绒，二次制绒后开窗区的所述硅片与非开窗区的所述硅片形成台阶并构成所述凹槽；
在二次制绒后的硅片的背面依次形成隧穿层、掺杂多晶硅层；
在所述凹槽外的掺杂多晶硅层的背面形成背面减反层；
在背面的凹槽内电镀形成背面电极。
10.根据权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
在N型硅片的正面、背面一次制绒；
在一次制绒后的硅片的正面、背面形成一层氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜的栅线区具有开窗；
于所述开窗区对硅片进行二次制绒，二次制绒后开窗区的所述硅片与非开窗区的所述硅片形成台阶并构成所述凹槽；
在二次制绒后的硅片的正面形成选择性发射极，所述选择性发射极包括位于所述正面的凹槽外的轻掺杂扩散层、位于所述凹槽内的重掺杂扩散层；
对背面进行去绕扩、清洗，并在背面依次形成隧穿层、掺杂多晶硅层；
在选择性发射极上沉积正面钝化层；
在硅片的正面形成正面减反层、在硅片的背面形成背面减反层；
去除正面凹槽处的正面钝化层、正面减反层，去除背面的凹槽处的背面减反层，分别在正面的凹槽处、背面的凹槽处电镀形成正面电极、背面电极。
11.根据权利要求8～10任意一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述氧化硅掩膜通过PECVD的方式形成，所述氧化硅掩膜的厚度介于20nm～60nm、或30nm～60nm。
12.根据权利要求8或10所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于：形成选择性发射极包括如下步骤：所述氧化硅掩膜覆盖凹槽外的硅片的前提下，通过BBr3气态源进行扩散，扩散温度950℃～1100℃；
或，形成选择性发射极包括如下步骤：所述氧化硅掩膜覆盖凹槽外的硅片的前提下，先通过BBr3气态源或者B固态源在开窗区扩散形成重掺杂扩散层；再在非开窗区域通过丝网印刷或者喷墨印刷形成图案化的细线掩膜，利用HF/HNO3溶液回刻的方式在在无细线掩膜覆盖的区域形成轻掺杂扩散层。
13.根据权利要求8或10所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于：利用PECVD或者ALD方式沉积Al2O3作为正面钝化层，沉积温度180℃～400℃，厚度3nm～10nm。
14.根据权利要求8或10所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于：电镀形成的所述正面电极包括Ni层、位于所Ni层正面的Cu层和位于所述Cu层正面的Ag层，所述Ni层的正面不低于所述正面钝化层。
15.根据权利要求9或10所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于：
通过化学方法和/或者通过热氧化方法形成所述隧穿层，所述化学方法通过HNO3/O3/H2SO4+H2O2形成所述隧穿层；
和/或，利用硅烷和磷烷通过LPCVD或者HWCVD方式单面沉积形成所述掺杂多晶硅层，硅烷经过氢气稀释，流量比SiH4:H2＝1:10～1:250；反应气体硅烷与磷烷的流量比SiH4:PH3＝1:0.1～1:0.001；沉积温度500℃～700℃，掺杂多晶硅层厚度40nm～300nm，表面掺杂浓度1E19～1E21cm-3；或，通过溅射的方式在背面沉积所述掺杂多晶硅层，表面掺杂浓度1E19～1E21cm-3。
16.根据权利要求9或10所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述背面电极包括Ni层、位于所Ni背面的Cu层和位于所述Cu层背面的Ag层，所述Ni层的背面不高于所述背面减反层。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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