CN116314361A - 太阳电池及太阳电池的制备方法 - Google Patents

太阳电池及太阳电池的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116314361A
CN116314361A CN202310341102.9A CN202310341102A CN116314361A CN 116314361 A CN116314361 A CN 116314361A CN 202310341102 A CN202310341102 A CN 202310341102A CN 116314361 A CN116314361 A CN 116314361A
Authority
CN
China
Prior art keywords
emitter
substrate
layer
solar cell
insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310341102.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张倬涵
陈达明
胡匀匀
柳伟
季雯娴
杨睿
徐冠超
张学玲
杨广涛
陈奕峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trina Solar Co Ltd
Original Assignee
Trina Solar Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trina Solar Co Ltd filed Critical Trina Solar Co Ltd
Priority to CN202310341102.9A priority Critical patent/CN116314361A/zh
Publication of CN116314361A publication Critical patent/CN116314361A/zh
Priority to AU2023216789A priority patent/AU2023216789B2/en
Priority to EP23193516.4A priority patent/EP4258366A3/en
Priority to JP2023144247A priority patent/JP2023164954A/ja
Priority to US18/243,803 priority patent/US20230420593A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0687—Multiple junction or tandem solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1864—Annealing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1868—Passivation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本公开提供了一种太阳电池，包括：衬底、第一发射极、第二发射极、绝缘间隔结构、第一电极和第二电极；衬底具有相对设置的正面和背面；第一发射极和第二发射极设置于衬底的背面，第一电极设置于第一发射极远离衬底的一侧且电连接于第一发射极，第二电极设置于第二发射极远离衬底的一侧且电连接于第二发射极；绝缘间隔结构设置于第一发射极与第二发射极之间，且第一发射极与第二发射极通过绝缘间隔结构相间隔。绝缘间隔结构将第一发射极与第二发射极进行有效地间隔，避免载流子在第一发射极与第二发射极的界面上的复合，因而能够有效降低太阳电池的反向漏电，提高太阳电池的效率。

Description

太阳电池及太阳电池的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳电池技术领域，尤其涉及一种太阳电池及太阳电池的制备方法。
背景技术
太阳电池是一种能够将太阳能直接转化为电能的器件，由于太阳能具有近乎无限且清洁的特点，因此太阳电池也极具发展潜力和应用前景。
太阳电池具有接收太阳光的正面和与之相对的背面。通常，太阳电池的正面具有正电极、背面具有背电极，光生载流子中的电子和空穴分别从正面和背面导出形成电流。然而，位于正面的正电极会遮挡进入太阳电池的部分太阳光，降低太阳电池对于光线的吸收效率。
全背面接触(Interdigitated back contact，IBC)太阳电池是一种高效的电池结构。其将电极均设置于背面以提高太阳电池的效率。然而，目前量产的全背面接触太阳电池中存在反向漏电超标的问题，影响太阳电池的效率。
发明内容
基于此，有必要针对上述背景技术中的问题，提供一种太阳电池，以降低太阳电池的反向漏电，提高太阳电池的效率。
根据本公开的一些实施例，提供了一种太阳电池，其包括：衬底、第一发射极、第二发射极、绝缘间隔结构、第一电极和第二电极；
所述衬底具有相对设置的正面和背面；所述第一发射极和所述第二发射极设置于所述衬底的背面，所述第一发射极具有第一掺杂类型，所述第二发射极具有与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类型，所述第一电极设置于所述第一发射极远离所述衬底的一侧且电连接于所述第一发射极，所述第二电极设置于所述第二发射极远离所述衬底的一侧且电连接于所述第二发射极；
所述绝缘间隔结构设置于所述第一发射极与所述第二发射极之间，且所述第一发射极与所述第二发射极通过所述绝缘间隔结构相间隔。
在本公开的一些实施例中，所述绝缘间隔结构呈环状，所述第一发射极设置于所述绝缘间隔结构的环外区域，所述第二发射极设置于所述绝缘间隔结构的环内区域。
在本公开的一些实施例中，还包括掺杂剩余部，所述掺杂剩余部的材料和掺杂类型均与所述第一发射极的材料相同，所述掺杂剩余部设置于绝缘间隔结构的环内区域，且位于所述第二发射极与所述绝缘间隔结构之间。
在本公开的一些实施例中，所述绝缘间隔结构包括环状的间隔槽；可选地，所述衬底的背面从所述间隔槽中露出。
在本公开的一些实施例中，所述间隔槽的槽宽为1μm-100μm。
在本公开的一些实施例中，所述绝缘间隔结构还包括设置于所述间隔槽中的绝缘部。
在本公开的一些实施例中，还包括背钝化层，所述背钝化层设置于所述第一发射极远离所述衬底的一侧以及所述第二发射极远离所述衬底的一侧；可选地，所述背钝化层与所述绝缘部一体成型。
在本公开的一些实施例中，还包括设置于所述第一发射极远离所述衬底的表面上的钝化接触结构，所述钝化接触结构包括隧穿氧化层和多晶硅层，所述隧穿氧化层和所述多晶硅层依次层叠设置于所述第一发射极上，所述多晶硅层具有所述第一掺杂类型。
在本公开的一些实施例中，所述隧穿氧化层的厚度为1nm～2nm；和/或，
所述多晶硅层的厚度为10nm～300nm。
在本公开的一些实施例中，所述衬底的背面具有第一区域和位于所述第一区域之外的第二区域，所述钝化接触结构设置于所述第一区域上且覆盖所述第一区域，所述绝缘间隔结构设置于所述第二区域上。
在本公开的一些实施例中，所述绝缘间隔结构和所述第二发射极均有多个，所述第二电极包括连接部和多个电极部，多个所述电极部分别接触于多个所述第二发射极，所述电极部设置于所述绝缘间隔结构的环内区域上，所述连接部连接于相邻的所述电极部，多个所述电极部和所述连接部均设置于所述第二区域中。
根据本公开的又一些实施例，还提供了一种太阳电池的制备方法，其包括如下步骤：
提供衬底，所述衬底具有相对设置的正面和背面；
在所述衬底的背面制备覆盖所述衬底的第一掺杂层，所述第一掺杂层具有第一掺杂类型；
在所述第一掺杂层上制备绝缘间隔结构，位于所述绝缘间隔结构一侧的所述第一掺杂层为第一发射极；
在所述绝缘间隔结构的另一侧制备第二发射极，所述第一发射极与所述第二发射极之间通过所述绝缘间隔结构相间隔，所述第二发射极具有第二掺杂类型；以及，
制备电连接于所述第一发射极的第一电极，制备电连接于所述第二发射极的第二电极。
在本公开的一些实施例中，制备所述绝缘间隔结构的步骤包括：刻蚀所述第一掺杂层，在所述第一掺杂层中形成贯穿所述第一掺杂层的环状的间隔槽，所述绝缘间隔结构包括所述间隔槽。
在本公开的一些实施例中，在形成所述间隔槽之后，还包括将所述衬底置于制绒剂中进行清洗处理以及制绒处理的步骤，使得所述衬底的正面形成绒面结构。
在本公开的一些实施例中，在制备所述第二发射极之前，还包括：在所述衬底的背面制备绝缘的钝化材料，位于所述间隔槽中的所述钝化材料形成绝缘部，所述绝缘间隔结构包括所述绝缘部；位于所述钝化部和所述第一掺杂层上的钝化材料形成背钝化层。
在本公开的一些实施例中，制备所述第一掺杂层的步骤包括：
在所述衬底的背面依次制备隧穿氧化层和硅材料层；
对所述硅材料层进行掺杂元素扩散处理以及退火处理，以形成具有第一掺杂类型的多晶硅层，在退火处理的过程中，使所述掺杂元素扩散至所述衬底的材料中，以形成覆盖所述衬底的第一掺杂层。
在本公开的一些实施例中，所述衬底的背面具有第一区域和位于所述第一区域之外的第二区域，在制备所述多晶硅层之后，还包括：去除所述第二区域上的多晶硅层和隧穿氧化层。
本公开提供的太阳电池包括设置于衬底背面的第一发射极和第二发射极，还包括绝缘间隔结构，第一发射极与第二发射极通过绝缘间隔结构相间隔。该太阳电池通过引入绝缘间隔结构，将第一发射极与第二发射极进行有效地间隔，避免载流子在第一发射极与第二发射极的界面上的复合，因而能够有效降低太阳电池的反向漏电，提高太阳电池的效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实施例的附图。
图1为本公开的一种太阳电池的背面结构示意图；
图2为图1中A区域的放大结构示意图；
图3为图2中BB’截面的结构示意图；
图4为图3中绝缘间隔结构的放大示意图；
图5为图2中CC’截面的结构示意图；
图6为本公开的另一种太阳电池的背面结构示意图；
图7为本公开中一种太阳电池的制备步骤示意图；
图8为衬底的结构示意图；
图9为在图8所示结构的基础上制备第一掺杂层的结构示意图；
图10为在图9所示结构的基础上制备去除部分多晶硅层和隧穿氧化层的结构示意图；
图11为在图10所示结构的基础上制备间隔槽的结构示意图；
图12为在图11所示结构的基础上制备钝化叠层的结构示意图；
其中，各附图标记及其含义如下：
110、衬底；111、第一区域；112、第二区域；1201、第一掺杂层；121、第一发射极；122、第一电极；131、第二发射极；132、第二电极；1321、电极部；1322、连接部；140、绝缘间隔结构；141、间隔槽；142、绝缘部；150、掺杂剩余部；161、隧穿氧化层；162、多晶硅层；171、第一背钝化层；172、第二背钝化层；181、第一正钝化层；182、第二正钝化层；210、衬底；211、第一区域；212、第二区域；221、第一发射极；222、第一电极；231、第二发射极；232、第二电极；240、绝缘间隔结构。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
这里参考作为本申请的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述申请的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此，本申请的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本申请的范围。
本公开提供了一种太阳电池，其包括：衬底、第一发射极、第二发射极、绝缘间隔结构、第一电极和第二电极；
衬底具有相对设置的正面和背面；第一发射极和第二发射极设置于衬底的背面，第一发射极具有第一掺杂类型，第二发射极具有与第一掺杂类型相反的第二掺杂类型，第一电极设置于第一发射极远离衬底的一侧且电连接于第一发射极，第二电极设置于第二发射极远离衬底的一侧且电连接于第二发射极；
绝缘间隔结构设置于第一发射极与第二发射极之间，且第一发射极与第二发射极通过绝缘间隔结构相间隔。
本公开提供的太阳电池包括设置于衬底背面的第一发射极和第二发射极，还包括绝缘间隔结构，第一发射极与第二发射极通过绝缘间隔结构相间隔。该太阳电池通过引入绝缘间隔结构，将第一发射极与第二发射极进行有效地间隔，避免载流子在第一发射极与第二发射极的界面上的复合，因而能够有效降低太阳电池的反向漏电，提高太阳电池的效率。
为了便于理解上述太阳电池的结构，本公开的图1提供了一种太阳电池的背面结构示意图，图2示出了图1中A区域的放大结构示意图；图3示出了图2中太阳电池在BB’处的截面结构示意图，图5示出了图2中太阳电池在CC’处的截面结构示意图。其中，图1中省略了图3中关于第一背钝化层171、第二背钝化层172、多晶硅层162和隧穿氧化层161，以便于露出第一发射极121、第二发射极131和绝缘间隔结构140。
请结合图1～图2所示，该太阳电池包括衬底110、第一发射极121、第二发射极131、绝缘间隔结构140、第一电极122和第二电极132。
其中，衬底110具有相对设置的正面和背面，在图3所示的结构中，衬底110的位于上方的面为正面，位于下方的面为背面。第一发射极121、第二发射极131、第一电极122和第二电极132均设置于衬底110的背面上。
参照图2所示，第一发射极121和第二发射极131均设置于衬底110的背面设置，第一发射极121具有第一掺杂类型，第二发射极131具有与第一掺杂类型相反的第二掺杂类型。第一发射极121用于将与第一掺杂类型对应的载流子导出至第一电极122，第二发射极131用于将与第二掺杂类型对应的载流子导出至第二电极132。可以理解，第一掺杂类型可以是P型和N型中的其中一种，第二掺杂类型是P型和N型中的另一种。第一掺杂类型和第二掺杂类型可以通过掺杂不同的元素制备得到。例如，第一掺杂类型为N型，第二掺杂类型为P型。第一发射极121可以是N型掺杂的半导体，第二发射极131可以是P型掺杂的半导体。N型掺杂的掺杂元素可以是V族元素，例如磷元素。P型掺杂的元素可以是III族元素，例如硼元素、铝元素和镓元素中的一种或多种。
其中，衬底110的导电类型可以与第二发射极131相同，即衬底110具有第二掺杂类型。进一步地，第二发射极131的掺杂浓度可以高于衬底110的掺杂浓度。
其中，第一电极122设置于第一发射极121远离衬底110的一侧且电连接于第一发射极121，第二电极132设置于第二发射极131远离衬底110的一侧且电连接于第二发射极131。可以理解，第一电极122电连接于第一发射极121的方式可以是第一电极122直接接触于第一发射极121，也可以是第一电极122与第一发射极121之间设置有可供载流子通过的其他中间层。第二电极132电连接于第二发射极131的方式可以是第二电极132直接接触于第二发射极131，也可以是第二电极132与第二发射极131之间设置有可供载流子通过的其他中间层。
参照图2所示，在该实施例的一些示例中，绝缘结构呈环状。可以理解，环状指的是绝缘间隔结构140的截面呈环状，其立体形状可以是环状的柱形，环状也可以理解为闭环的筒状或管状，即绝缘间隔结构140具有环内区域和环外区域。环外区域指外环以外的区域，环内区域指内环以内的区域。
第一发射极121设置于绝缘间隔结构140的环外区域，第二发射极131设置于绝缘间隔结构140的环内区域，以使得第一发射极121与第二发射极131通过绝缘间隔结构140相间隔。并且绝缘间隔结构140将环内区域和环外区域绝缘间隔，第一发射极121位于环外区域，第二发射极131位于环内区域。进一步地，绝缘间隔结构140可以是将环外和环内相间隔的绝缘凹槽，也可以是将环外和环内相间隔的绝缘材料，还可以是设置有绝缘材料的绝缘凹槽。
在该实施例的一些示例中，参照图3所示，该绝缘间隔结构140包括环状的间隔槽141，间隔槽141开设于第一发射极121与第二发射极131之间，以将第一发射极121与第二发射极131绝缘间隔。
其中，间隔槽141可以通过刻蚀的方式形成，例如，通过激光刻蚀制备间隔槽141。在刻蚀过程中，可以刻蚀至露出衬底110，以将第一发射极121与第二发射极131绝缘间隔，此时，间隔槽141的槽底壁为衬底110。在实际的制备过程中，在刻蚀出间隔槽141之后还应当对衬底110进行清洗，这会在间隔槽141槽底壁的衬底110形成绒面结构，从而影响衬底110正面的光线吸收效率。在该实施例的一些示例中，衬底110的作为槽底壁的部分具有绒面结构，间隔槽141的槽宽≤100μm。通过设置间隔槽141的宽度在100μm以下，能够尽可能降低间隔槽141槽底壁绒面对于吸光效率的负面影响，同时能够满足实际生产过程中一定加工速度的要求。
进一步地，在该实施例的一些示例中，间隔槽141的槽宽为1μm-100μm。以在降低间隔槽141槽底壁绒面对于吸光效率的负面影响的同时，保证间隔槽141的有效绝缘性。作为一些示例，间隔槽141的槽宽为10μm～50μm。进一步可选的，间隔槽141的槽宽为15μm～30μm。
在该实施例的一些示例中，绝缘间隔结构140、第一发射极121与第二发射极131同层设置。进一步地，第一发射极121参与构成间隔槽141的外环槽壁，第二发射极131参与构成间隔槽141的内环槽壁。
在该实施例的一些示例中，还包括掺杂剩余部150，掺杂剩余部150的材料和掺杂类型均与第一发射极121的材料相同，掺杂剩余部150设置于绝缘间隔结构140的环内区域，且位于第二发射极131与绝缘间隔结构140之间。
在该实施例的一些示例中，还包括钝化接触结构，钝化接触结构包括隧穿氧化层161和多晶硅层162，隧穿氧化层161和多晶硅层162依次层叠设置于第一发射极121远离衬底110的一侧表面上，多晶硅层162具有第一掺杂类型。其中，钝化接触结构用于降低第一发射极121与第一电极122之间的接触复合，提高效率。
其中，隧穿氧化层161的厚度应当较薄，以便于载流子穿过隧穿氧化层161并导出至多晶硅层162。在该实施例的一些示例中，隧穿氧化层161的厚度为1nm～2nm。
在该实施例的一些示例中，多晶硅层162的厚度为10nm～300nm。
参照图1所示，在该实施例的一些示例中，衬底110的背面具有第一区域111和位于第一区域111之外的第二区域112，图1中虚线内部的区域即为第二区域112，虚线外部的区域即为第一区域111。钝化接触结构设置于第一区域111上且覆盖第一区域111，绝缘间隔结构140设置于第二区域112上。在实际的制备过程中，可以通过刻蚀的方式去除第二区域112上的钝化接触结构，以使得钝化接触结构仅覆盖第一区域111的钝化接触结构。进一步地，绝缘间隔结构140的环内区域也可以位于第二区域112上，此时第二发射极131也位于第二区域112上。
参照图1所示，在该实施例的一些示例中，第二区域112是位于第一区域111之间的连贯区域。
参照图1所示，绝缘间隔结构140和第二发射极131均有多个，第二电极132包括连接部1322和多个电极部1321，多个电极部1321分别接触于多个第二发射极131，电极部1321设置于绝缘间隔结构140的环内区域上，连接部1322连接于相邻的电极部1321，多个电极部1321和连接部1322均设置于第二区域112中。
其中，可以理解，图3中示出的第二电极132为第二电极132的电极部1321，电极部1321直接接触于第二发射极131。图5中示出的第二电极132为第二电极132的连接部1322，连接部1322用于连接相邻的电极部1321。
参照图3和图5所示，在该实施例的一些示例中，衬底110的正面也具有绒面结构，以获得较高的光线吸收效率，间隔槽141的槽底壁也具有绒面结构。衬底110的正面和背面的绒面结构可以在同一工艺步骤中同时形成，也可以分别在不同的工艺步骤中先后形成。
参照图3和图4所示，在该实施例的一些示例中，绝缘间隔结构140还包括设置于间隔槽141中的绝缘部142。进一步地，该太阳电池还包括绝缘的第一背钝化层171，第一背钝化层171设置于第一发射极121远离衬底110的一侧以及第二发射极131远离衬底110的一侧。进一步地，第一背钝化层171与绝缘部142一体成型。
其中，第一背钝化层171用于对太阳电池表面进行钝化，通常钝化层设置于发射极层的表面，以降低表面复合。在该实施例中，第一背钝化层171与绝缘部142一体成型，不仅能够简化制备工艺，采用钝化材料的绝缘部142还能够改善第一发射极121和第二发射极131的界面复合。
在该实施例的一些示例中，该太阳电池还可以包括第二背钝化层172。第二背钝化层172设置于第一背钝化层171远离衬底110的一侧。第二背钝化层172与第一背钝化层171相接触。第二背钝化层172与第一背钝化层171形成叠层钝化薄膜，进一步提高钝化效果。
在该实施例的一些示例中，第一背钝化层171和第二背钝化层172的材料各自独立地选自氮化硅、氧化铝、氧化钛、氧化硅和氮氧化硅中的一种或多种。其中，第一背钝化层171的材料可以与第二背钝化层172的材料不相同。
参照图3和图5所示，在该实施例的一些示例中，该太阳电池还可以包括第一正钝化层181和第二正钝化层182。第一正钝化层181和第二正钝化层182依次层叠设置于衬底110的正面。其中，第一正钝化层181与第二正钝化层182形成叠层钝化薄膜，进一步提高钝化效果。
在该实施例的一些示例中，第一正钝化层181和第二正钝化层182的材料各自独立地选自氮化硅、氧化铝、氧化钛、氧化硅和氮氧化硅中的一种或多种。
参照图1和图3所示，在该实施例的一些示例中，绝缘间隔结构140的部分外边缘可以与第二区域112的边缘齐平。
参照图1和图3所示，在该实施例的一些示例中，绝缘间隔结构140的环内区域还可以设置有掺杂剩余部150。掺杂剩余部150位于第二发射极131与绝缘间隔结构140之间，掺杂剩余部150的材料和掺杂类型均与第一发射极121的材料相同。
图6示出了本公开的另一种太阳电池的背面结构示意图。参照图6所示，该太阳电池包括衬底210、第一发射极221、第二发射极231、第一电极222、第二电极232和绝缘间隔结构240，衬底210上具有第一区域211和第二区域212。其中各部件之间的相对位置关系与图1中的太阳电池相似，在此不再赘述。与图1所示的太阳电池存在区别的是，绝缘间隔结构240的环内区域上仅设置有第二发射极231、并不具有掺杂剩余部，此时绝缘间隔结构240的内环边缘紧靠第二发射极231的边缘。
可以理解，在其他实施例中，绝缘间隔结构的外环边缘还可以在第二区域的边缘与第二发射极的边缘之间进行调整。
进一步地，本公开还提供了上述太阳电池的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
提供衬底，衬底具有相对设置的正面和背面；
在衬底的背面制备接触覆盖衬底的第一掺杂层，第一掺杂层具有第一掺杂类型；
在第一掺杂层上制备环形的绝缘间隔结构，以位于绝缘间隔结构的环外的第一掺杂层为第一发射极；
在绝缘间隔结构的环内制备接触衬底的第二发射极，第二发射极具有第二掺杂类型；以及，
制备电连接于第一发射极的第一电极，制备电连接于第二发射极的第二电极。
该太阳电池的制备方法在第一掺杂层中形成环形的绝缘间隔结构，然后在环形的绝缘间隔结构的环内制备第二发射极，使得第一发射极与第二发射极之间绝缘间隔，避免第一发射极与第二发射极的界面之间的载流子复合，降低漏电流。并且，通过设置绝缘间隔结构，能够以绝缘间隔结构的环内区域的第一掺杂层作为保护层，避免环内区域的衬底形成绒面结构，降低引入绝缘间隔结构导致的对于太阳电池光吸收效率的影响。
在该实施例的一些示例中，制备绝缘间隔结构的步骤包括：刻蚀第一掺杂层，在第一掺杂层中形成贯穿第一掺杂层的环状的间隔槽，绝缘间隔结构包括间隔槽。
在该实施例的一些示例中，在形成间隔槽之后，还包括将衬底置于制绒剂中进行清洗处理以及制绒处理的步骤，使得衬底的正面形成绒面结构。
在该实施例的一些示例中，在制备第二发射极之前，还包括：在衬底的背面制备绝缘的钝化材料，位于间隔槽中的钝化材料形成绝缘部，绝缘间隔结构包括绝缘部；位于钝化部和第一掺杂层上的钝化材料形成背钝化层。
在该实施例的一些示例中，制备第一掺杂层的步骤包括：在衬底的背面依次制备隧穿氧化层和硅材料层；对硅材料层进行掺杂元素扩散处理以及退火处理，以形成具有第一掺杂类型的多晶硅层，在退火处理的过程中，使掺杂元素扩散至衬底的材料中，以形成覆盖衬底的第一掺杂层。
在该实施例的一些示例中，衬底的背面具有第一区域和位于第一区域之外的第二区域，在制备多晶硅层之后，还包括：去除第二区域上的多晶硅层和隧穿氧化层。
进一步地，图7示出了图1中的太阳电池的制备方法的步骤示意图，参照图7所示，该太阳电池的制备方法包括步骤S1～步骤S6。
步骤S1，提供衬底。
参照图8所示，衬底110具有相对设置的正面和背面，衬底110的背面位于衬底110的下方。其中，衬底110的材料可以是硅，例如单晶硅。衬底110可以具有第二掺杂类型，例如衬底110为P型掺杂的硅材料。
在该实施例的一些示例中，还包括在衬底110的正面进行制绒的步骤。在衬底110的正面进行制绒可以包括：将衬底110置于制绒剂中以在衬底110的正面形成绒面结构。其中，绒面结构可以是金字塔状的。
在该实施例的一些示例中，还包括对衬底110的背面进行抛光处理的步骤。其中，抛光处理可以选用化学抛光剂进行抛光。
其中，衬底110的背面具有第一区域111和第二区域112，第二区域112对应于后续制备的钝化接触结构中需要去除的部分，第一区域111位于第二区域112之外。
步骤S2，在衬底上制备第一掺杂层。
其中，第一掺杂层1201可以基于衬底110的材料形成，也可以是在已有衬底110的表面沉积的新材料层。在该实施例的一些示例中，第一掺杂层1201可以在衬底110的背面进行掺杂以形成。例如，第一掺杂层1201的掺杂类型为N型，在制备时可以通过磷扩散的方式在衬底110的背面制备第一掺杂层1201。
在该实施例的一些示例中，制备第一掺杂层1201的步骤可以包括：在所述衬底110的背面依次制备隧穿氧化层161和硅材料层；对所述硅材料层进行掺杂元素扩散处理以及退火处理，以形成具有第一掺杂类型的多晶硅层162。可以理解，在掺杂元素扩散处理以及退火处理的过程中，掺杂元素还会扩散至所述衬底110的材料中，以形成覆盖所述衬底110的第一发射极121。通过该方式，不仅在衬底110上形成了具有第一掺杂类型的第一发射极121，还形成了钝化接触结构，以降低界面复合并进一步提高太阳电池的效率。
图9示出了在图8所示结构上进一步制备第一钝化层、隧穿氧化层161和多晶硅层162的结构示意图。参照图9所示，第一掺杂层1201覆盖于衬底110的背面。第一掺杂层1201用于在后续的制备工艺中形成第一发射极121。可以理解，仅有部分的第一掺杂层1201用于作为第一发射极121，部分的第一掺杂层1201在后续的制备过程中被去除。可选地，部分第一掺杂层1201未被去除但作为无效的部分保留。
在该实施例的一些示例中，在形成第一掺杂层1201之后，还包括去除衬底110侧面和正面的绕镀的步骤。
参照图9所示，钝化接触结构包括层叠设置的隧穿氧化层161和多晶硅层162。在该实施例的一些示例中，制备钝化接触结构的步骤包括：在所述第一掺杂层1201上依次制备隧穿氧化层161和多晶硅层162，其中，多晶硅层162具有第一掺杂类型。
其中，隧穿氧化层161可以通过氧化部分第一掺杂层1201制备得到，也可以通过沉积的方式在第一掺杂层1201上制备得到。在该实施例的一些示例中，隧穿氧化层161通过化学气相沉积的方式在第一掺杂层1201上制备。
其中，多晶硅层162可以通过沉积的方法制备。进一步地，多晶硅层162可以在沉积的过程中直接进行掺杂，也可以在形成多晶硅层162之后再进行掺杂。在该实施例的一些示例中，先通过化学气相沉积的方式在隧穿氧化层161表面沉积制备非晶硅层，再对非晶硅层进行掺杂，再对非晶硅层进行退火处理，以形成具有第一掺杂类型的多晶硅层162。
可以理解，在该步骤S2中，隧穿氧化层161和多晶硅层162覆盖整个第一掺杂层1201。
步骤S3，去除第二区域上的多晶硅层和隧穿氧化层。
图10示出了在图9所示结构的基础上去除部分多晶硅层162和隧穿氧化层161的结构示意图。参照图10所示，位于第二区域112上的部分多晶硅层162和隧穿氧化层161被去除。可以理解，第二区域112上不具有多晶硅层162和隧穿氧化层161。
其中，去除多晶硅层162和隧穿氧化层161的方式可以选自刻蚀。刻蚀的具体方式可以选自湿法刻蚀或激光刻蚀。
在该实施例的一些示例中，通过激光刻蚀的方式去除多晶硅层162和隧穿氧化层161。
可以理解，在去除第二区域112上的多晶硅层162和隧穿氧化层161之后，露出第二区域112上的部分第一掺杂层1201，该第一掺杂层1201可以用于作为衬底110的保护层。
步骤S4，在第一掺杂层上制备环状的间隔槽。
在该实施例的一些示例中，制备间隔槽141的步骤包括：去除部分第一掺杂层1201以形成环状的间隔槽141。
图11示出了在图10所示结构的基础上制备间隔槽141的结构示意图。参照图11所示，第二区域112上的部分第一掺杂层1201被去除，以形成环形的间隔槽141。位于间隔槽141的环外区域的第一掺杂层1201作为第一发射极121，而位于间隔槽141的环内区域的第一掺杂层1201可以保留并作为掺杂剩余部150。第一发射极121与掺杂剩余部150之间绝缘间隔设置。
在该实施例的一些示例中，间隔槽141贯穿第一掺杂层1201，以使得间隔槽141的槽底为衬底110。
在该实施例的一些示例中，去除第一掺杂层1201的方式为激光刻蚀。
在该实施例的一些示例中，在制备环形的间隔槽141的步骤中，控制间隔槽141的槽宽≤100μm。进一步地，可以控制间隔槽141的槽宽为1μm～100μm。作为一些示例，间隔槽141的槽宽为10μm～50μm。进一步可选的，间隔槽141的槽宽为15μm～30μm。
可以理解，通过激光刻蚀的方式形成间隔槽141之后，衬底110表面仍然具有残留材料，因此还需要对衬底110进行化学清洗。
在该实施例的一些示例中，采用制绒剂对衬底110进行化学清洗，以在清洗衬底110的同时于衬底110的正面制备绒面结构，简化制备工艺。可以理解，间隔槽141的环内区域的衬底110被掺杂剩余部150所覆盖，因此仅有从间隔槽141中露出的部分衬底110会形成绒面结构。
可以理解，如果不形成环状的间隔槽141而是去除间隔槽141的环内区域所有的第一掺杂层1201，则未被掺杂剩余部150覆盖的所有区域(即第二区域112)上的衬底110都会形成绒面结构，这会显著降低衬底110对于光线的吸收效率，从而导致太阳电池的效率偏低。
步骤S5，制备第一背钝化层、第二背钝化层、第一正钝化层和第二正钝化层。
图12示出了在图11所示结构的基础上制备钝化叠层的结构示意图。参照图12所示，第一背钝化层171覆盖衬底110的背面。进一步地，在制备第一背钝化层171时，还使得钝化材料填充于间隔槽141中以形成绝缘部142。可以理解，钝化材料应当选自绝缘材料，以防止第一发射极121与掺杂剩余部150之间导通。
在该实施例的一些示例中，第一背钝化层171和第一正钝化层181的材料相同。在制备过程中，可以在衬底110的正面和背面同时制备第一背钝化层171和第一正钝化层181。
在该实施例的一些示例中，在制备第一背钝化层171和第一正钝化层181之后，还包括制备第二背钝化层172和第二正钝化层182的步骤。
在该实施例的一些示例中，第二背钝化层172和第二正钝化层182的材料相同。在制备过程中，可以在衬底110的正面和背面同时制备第二背钝化层172和第二正钝化层182。
步骤S6，制备第二发射极、第一电极和第二电极。
可以理解，经过步骤S6，可以形成如图3所示的太阳电池的截面结构。其中，第一电极122穿过第一背钝化层171和第二背钝化层172后接触于多晶硅层162，并且通过隧穿氧化层161和多晶硅层162电连接于第一发射极121。
在该实施例的一些示例中，在制备第一电极122的步骤中，先刻蚀隧穿氧化层161和多晶硅层162以形成第一连接孔，再于第一连接孔中填充导电材料以形成第一电极122。
在该实施例的一些示例中，第一电极122的材料可以是银和铜中的一种或多种。
在该实施例的一些示例中，第二发射极131可以通过将第二电极132的材料与衬底110的材料进行共烧结制备得到。
第二电极132穿过第一背钝化层171和第二背钝化层172，且第二电极132接触于第二发射极131。
在该实施例的一些示例中，在制备第二电极132的步骤中，可以先刻蚀隧穿氧化层161和多晶硅层162以形成第二连接孔，再于第二连接孔中填充第二电极132的材料，并且进行烧结处理，形成第二发射极131和第二电极132。
其中，第二电极132的材料可以包括铝。
可以理解，通过步骤S1～步骤S6，可以制备得到一种本公开示出的太阳电池结构。
为了便于理解本公开的太阳电池的具体实现方式以及其有点，本公开还进一步提供了如下的实施例和对比例。通过实施例和对比例之间的差异，本公开的太阳电池的优点也将显而易见。
实施例1
以P型单晶硅片作为衬底，对衬底进行碱抛光，去除衬底表面的机械损伤层以及污染物；
在衬底的背面沉积厚度为2nm的隧穿氧化层和厚度为100nm的非晶硅层，对非晶硅层进行磷掺杂处理以及退火处理，使得非晶硅层转化为N型多晶硅层，并且在隧穿氧化层下方形成第一掺杂层；
通过激光刻蚀的方式去除第二区域上的多晶硅层和隧穿氧化层，露出第一掺杂层；
通过激光刻蚀的方式在第二区域上的第一掺杂层上刻蚀出多个环状的间隔槽，间隔槽的槽宽为25μm；环外区域的第一掺杂层作为第一发射极，环内区域的第一掺杂层作为掺杂剩余部，然后将衬底在制绒剂中进行清洗处理和制绒处理，在衬底的正面以及间隔槽所露出的背面形成绒面结构；
在衬底的正面和背面均沉积氧化铝层作为第一正钝化层和第一背钝化层，再沉积氮化硅膜层作为第二正钝化层和第二背钝化层；
采用激光刻蚀的方式进行开膜处理，露出部分多晶硅层，以及第二区域的部分衬底；
在多晶硅层上丝印银浆，在衬底的第二区域上丝印铝浆，烧结使得铝浆与衬底接触的部分形成第二发射极，并使得银浆形成第一电极、铝浆形成第二电极。
实施例2
以P型单晶硅片作为衬底，对衬底进行碱抛光，去除衬底表面的机械损伤层以及污染物，再于衬底的正面制备绒面结构；
在衬底的背面沉积厚度为2nm的隧穿氧化层和厚度为100nm的非晶硅层，对非晶硅层进行磷掺杂处理以及退火处理，使得非晶硅层转化为N型多晶硅层，并且在隧穿氧化层下方形成第一掺杂层；
通过激光刻蚀的方式去除第二区域上的多晶硅层和隧穿氧化层，露出第一掺杂层；
通过激光刻蚀的方式在第二区域上的第一掺杂层上刻蚀出多个环状的间隔槽，间隔槽的槽宽为20μm；环外区域的第一掺杂层作为第一发射极，环内区域的第一掺杂层作为掺杂剩余部，然后将衬底在制绒剂中进行清洗处理；
在衬底的正面和背面均沉积氧化铝层作为第一正钝化层和第一背钝化层，再沉积氮化硅膜层作为第二正钝化层和第二背钝化层；
采用激光刻蚀的方式进行开膜处理，露出部分多晶硅层，以及第二区域的部分衬底；
在多晶硅层上丝印银浆，在衬底的第二区域上丝印铝浆，烧结使得铝浆与衬底接触的部分形成第二发射极，并使得银浆形成第一电极、铝浆形成第二电极。
对比例1
以P型单晶硅片作为衬底，对衬底进行碱抛光，去除衬底表面的机械损伤层以及污染物；
在衬底的背面进行磷掺杂，形成N型的第一掺杂层；
在衬底的背面沉积厚度为2nm的隧穿氧化层和厚度为100nm的非晶硅层，对非晶硅层进行磷掺杂处理以及退火处理，使得非晶硅层转化为N型多晶硅层；
通过湿法刻蚀的方式依次去除背面第二区域上的多晶硅层；
将衬底置于制绒剂中进行清洗处理以及制绒处理，在衬底的正面形成绒面结构；
在衬底的正面和背面均沉积氧化铝层作为第一正钝化层和第一背钝化层，再沉积氮化硅膜层作为第二正钝化层和第二背钝化层；
采用激光刻蚀的方式进行开膜处理，露出N区的多晶硅层，以及P区的衬底；
在N区丝印银浆，在P区丝印铝浆，烧结使得铝浆与衬底接触的部分形成第二发射极，并使得银浆形成第一电极、铝浆形成第二电极。
对比例2
以P型单晶硅片作为衬底，对衬底进行碱抛光，去除衬底表面的机械损伤层以及污染物；
在衬底的背面沉积厚度为2nm的隧穿氧化层和厚度为100nm的非晶硅层，对非晶硅层进行磷掺杂处理以及退火处理，使得非晶硅层转化为N型多晶硅层，并且在隧穿氧化层下方形成第一掺杂层；
通过激光刻蚀的方式去除第二区域上的多晶硅层和隧穿氧化层，露出第一掺杂层；
通过激光刻蚀的方式去除整个第二区域上的第一掺杂层，然后将衬底置于制绒剂中进行清洗处理以及制绒处理，在衬底的背面的第二区域上以及正面均形成绒面结构；
在衬底的正面和背面均沉积氧化铝层作为第一正钝化层和第一背钝化层，再沉积氮化硅膜层作为第二正钝化层和第二背钝化层；
采用激光刻蚀的方式进行开膜处理，露出部分多晶硅层，以及第二区域的部分衬底；
在多晶硅层上丝印银浆，在衬底的第二区域上丝印铝浆，烧结使得铝浆与衬底接触的部分形成第二发射极，并使得银浆形成第一电极、铝浆形成第二电极。
试验：测试多片实施例1～实施例2以及对比例1～对比例2的太阳电池的效率以及在反向电压为11V时的反向漏电流，结果可见于表1。其中，在评估反向漏电流的一列中，将反向漏电流分为两个区间。“<1”表示太阳电池的反向漏电流均在1A以下，说明其反向漏电流得到抑制。“>5”表示太阳电池的反向漏电流均在5A以上，说明其反向漏电流较为严重。
表1
Figure BDA0004158123480000241
参照表1所示，相较于实施例1和实施例2，对比例1的反向漏电流均明显较高。这主要是由于对比例1并未在第一发射极中制备间隔槽，不具有本公开中的绝缘间隔结构，导致了漏电流偏高的问题。对比例2的反向漏电流虽然得到了降低，但是其效率也明显降低，这主要是因为对比例2在制备过程中去除了整个第二区域上的第一掺杂层然后进行制绒处理，这导致了整个第二区域具有绒面结构，进而导致效率降低。
应该理解的是，除非本文中有明确的说明，所述的步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，所述的步骤的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (17)

1.一种太阳电池，其特征在于，包括：衬底、第一发射极、第二发射极、绝缘间隔结构、第一电极和第二电极；
所述衬底具有相对设置的正面和背面；所述第一发射极和所述第二发射极设置于所述衬底的背面，所述第一发射极具有第一掺杂类型，所述第二发射极具有与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类型，所述第一电极设置于所述第一发射极远离所述衬底的一侧且电连接于所述第一发射极，所述第二电极设置于所述第二发射极远离所述衬底的一侧且电连接于所述第二发射极；
所述绝缘间隔结构设置于所述第一发射极与所述第二发射极之间，且所述第一发射极与所述第二发射极通过所述绝缘间隔结构相间隔。
2.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述绝缘间隔结构呈环状，所述第一发射极设置于所述绝缘间隔结构的环外区域，所述第二发射极设置于所述绝缘间隔结构的环内区域。
3.根据权利要求2所述的太阳电池，其特征在于，还包括掺杂剩余部，所述掺杂剩余部的材料和掺杂类型均与所述第一发射极的材料相同，所述掺杂剩余部设置于绝缘间隔结构的环内区域，且位于所述第二发射极与所述绝缘间隔结构之间。
4.根据权利要求1～3任一项所述的太阳电池，其特征在于，所述绝缘间隔结构包括环状的间隔槽；可选地，所述衬底的背面从所述间隔槽中露出。
5.根据权利要求4所述的太阳电池，其特征在于，所述间隔槽的槽宽为1μm-100μm。
6.根据权利要求4所述的太阳电池，其特征在于，所述绝缘间隔结构还包括设置于所述间隔槽中的绝缘部。
7.根据权利要求6所述的太阳电池，其特征在于，还包括背钝化层，所述背钝化层设置于所述第一发射极远离所述衬底的一侧以及所述第二发射极远离所述衬底的一侧；可选地，所述背钝化层与所述绝缘部一体成型。
8.根据权利要求1～7任一项所述的太阳电池，其特征在于，还包括设置于所述第一发射极远离所述衬底的表面上的钝化接触结构，所述钝化接触结构包括隧穿氧化层和多晶硅层，所述隧穿氧化层和所述多晶硅层依次层叠设置于所述第一发射极上，所述多晶硅层具有所述第一掺杂类型。
9.根据权利要求8所述的太阳电池，其特征在于，所述隧穿氧化层的厚度为1nm～2nm；和/或，
所述多晶硅层的厚度为10nm～300nm。
10.根据权利要求8所述的太阳电池，其特征在于，所述衬底的背面具有第一区域和位于所述第一区域之外的第二区域，所述钝化接触结构设置于所述第一区域上且覆盖所述第一区域，所述绝缘间隔结构设置于所述第二区域上。
11.根据权利要求10所述的太阳电池，其特征在于，所述绝缘间隔结构和所述第二发射极均有多个，所述第二电极包括连接部和多个电极部，多个所述电极部分别接触于多个所述第二发射极，所述电极部设置于所述绝缘间隔结构的环内区域上，所述连接部连接于相邻的所述电极部，多个所述电极部和所述连接部均设置于所述第二区域中。
12.一种太阳电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供衬底，所述衬底具有相对设置的正面和背面；
在所述衬底的背面制备覆盖所述衬底的第一掺杂层，所述第一掺杂层具有第一掺杂类型；
在所述第一掺杂层上制备绝缘间隔结构，位于所述绝缘间隔结构一侧的所述第一掺杂层为第一发射极；
在所述绝缘间隔结构的另一侧制备第二发射极，所述第一发射极与所述第二发射极之间通过所述绝缘间隔结构相间隔，所述第二发射极具有第二掺杂类型；以及，
制备电连接于所述第一发射极的第一电极，制备电连接于所述第二发射极的第二电极。
13.根据权利要求12所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，制备所述绝缘间隔结构的步骤包括：刻蚀所述第一掺杂层，在所述第一掺杂层中形成贯穿所述第一掺杂层的环状的间隔槽，所述绝缘间隔结构包括所述间隔槽。
14.根据权利要求13所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，在形成所述间隔槽之后，还包括将所述衬底置于制绒剂中进行清洗处理以及制绒处理的步骤，使得所述衬底的正面形成绒面结构。
15.根据权利要求13所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，在制备所述第二发射极之前，还包括：在所述衬底的背面制备绝缘的钝化材料，位于所述间隔槽中的所述钝化材料形成绝缘部，所述绝缘间隔结构包括所述绝缘部；位于所述钝化部和所述第一掺杂层上的钝化材料形成背钝化层。
16.根据权利要求12～15任一项所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，制备所述第一掺杂层的步骤包括：
在所述衬底的背面依次制备隧穿氧化层和硅材料层；
对所述硅材料层进行掺杂元素扩散处理以及退火处理，以形成具有第一掺杂类型的多晶硅层，在退火处理的过程中，使所述掺杂元素扩散至所述衬底的材料中，以形成覆盖所述衬底的第一掺杂层。
17.根据权利要求16所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述衬底的背面具有第一区域和位于所述第一区域之外的第二区域，在制备所述多晶硅层之后，还包括：去除所述第二区域上的多晶硅层和隧穿氧化层。
CN202310341102.9A 2023-03-31 2023-03-31 太阳电池及太阳电池的制备方法 Pending CN116314361A (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310341102.9A CN116314361A (zh) 2023-03-31 2023-03-31 太阳电池及太阳电池的制备方法
AU2023216789A AU2023216789B2 (en) 2023-03-31 2023-08-15 Solar cell and method for preparing the same
EP23193516.4A EP4258366A3 (en) 2023-03-31 2023-08-25 Solar cell and method for preparing the same
JP2023144247A JP2023164954A (ja) 2023-03-31 2023-09-06 太陽電池及び太陽電池の製造方法
US18/243,803 US20230420593A1 (en) 2023-03-31 2023-09-08 Solar cell and method for preparing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310341102.9A CN116314361A (zh) 2023-03-31 2023-03-31 太阳电池及太阳电池的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116314361A true CN116314361A (zh) 2023-06-23

Family

ID=86795812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310341102.9A Pending CN116314361A (zh) 2023-03-31 2023-03-31 太阳电池及太阳电池的制备方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230420593A1 (zh)
EP (1) EP4258366A3 (zh)
JP (1) JP2023164954A (zh)
CN (1) CN116314361A (zh)
AU (1) AU2023216789B2 (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8134217B2 (en) * 2010-12-14 2012-03-13 Sunpower Corporation Bypass diode for a solar cell
KR101622089B1 (ko) * 2013-07-05 2016-05-18 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 이의 제조 방법
CN113284961B (zh) * 2021-07-22 2021-09-28 浙江爱旭太阳能科技有限公司 一种太阳能电池及其钝化接触结构、电池组件及光伏系统
CN113921625B (zh) * 2021-09-30 2023-10-27 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种背接触电池及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023164954A (ja) 2023-11-14
AU2023216789A1 (en) 2023-09-07
US20230420593A1 (en) 2023-12-28
EP4258366A3 (en) 2024-03-27
EP4258366A2 (en) 2023-10-11
AU2023216789B2 (en) 2024-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107068778B (zh) 混合型发射极全背接触式太阳能电池
US9082908B2 (en) Solar cell
KR102221380B1 (ko) 넓은 밴드갭 반도체 재료를 갖는 이미터 영역을 구비한 태양 전지
US4927770A (en) Method of fabricating back surface point contact solar cells
CN110828583B (zh) 正面局域钝化接触的晶硅太阳电池及其制备方法
KR101655249B1 (ko) 후방 접촉 슬리버 셀
CN114038921B (zh) 太阳能电池及光伏组件
CN108987499B (zh) 太阳能电池中的相对掺杂物浓度水平
JP6363335B2 (ja) 光電素子及び光電素子の製造方法
CN111599895A (zh) 一种晶硅太阳能钝化接触电池的制备方法
JP2004512674A (ja) 太陽電池の製造方法、及び該方法により製造される太陽電池
KR102132740B1 (ko) 태양 전지 및 이의 제조 방법
AU2024201271A1 (en) Solar Cell and Photovoltaic Module
CN113875025A (zh) 太阳能电池和太阳能电池的制造方法
EP2495769A2 (en) Photovoltaic device with double-junction
CN116207167A (zh) 太阳能电池及其制造方法
CN116314361A (zh) 太阳电池及太阳电池的制备方法
JP4185246B2 (ja) 積層型太陽電池及びその製造方法
CN117317067A (zh) 太阳能电池的制造方法及太阳能电池
CN117334754A (zh) 太阳能电池及其制备方法
CN115775839A (zh) 太阳电池及太阳电池的制备方法
CN117423765A (zh) 一种选择性掺杂结构及其制备方法、TOPcon电池
CN117727822A (zh) 太阳能电池、太阳能电池的制造方法及光伏组件
CN117727806A (zh) 太阳能电池及其制备方法和光伏组件
CN117561613A (zh) 具有钝化触点的光伏器件及相应制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination