CN116632076A - TOPCon电池钝化方法和光伏电池、光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了TOPCon电池钝化方法和光伏电池、光伏组件，该TOPCon电池钝化方法包括以下步骤：提供烧结后的TOPCon电池；对TOPCon电池进行光注入处理，得到光注入处理后的TOPCon电池；对光注入处理后的TOPCon电池进行电注入处理，得到电注入处理后的TOPCon电池。本发明提供的TOPCon电池钝化方法通过对烧结后的TOPCon电池先后进行光注入处理和电注入处理，有效提高了H‑和H0的比例，降低了被钝化的杂质再次被激活的概率，修复了TOPCon电池在制备过程中产生的缺陷和损伤，提升了TOPCon电池的电性能和钝化效果，显著提高了TOPCon电池的良率和光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，更具体地，涉及TOPCon电池钝化方法和光伏电池、光伏组件。
背景技术
TOPCon电池技术是2014年由德国Fraunhofer太阳能研究所提出的一种新型太阳能电池，TOPCon电池(Tunnel Oxide Passivating Contacts，隧穿氧化层钝化接触结构)，特别是N型TOPCon电池，相比于P型PERC电池(Passivated Emitter Rear Cell，钝化反射极和背面电池结构)，磷掺杂的N型晶体硅中硼含量较低，具有较好的钝化效果。如何在现有TOPCon电池结构上继续提升TOPCon电池的钝化效果，成为了本领域技术人员研究的一个重点。
目前，一种提升TOPCon电池钝化效果的方法为对烧结后的TOPCon电池进行光注入处理；该方法不仅容易损伤TOPCon电池，造成TOPCon电池的电性能下降，而且降低了TOPCon电池的良率和光电转换效率。
因此，亟需提供一种TOPCon电池钝化方法，通过对烧结后的TOPCon电池先后进行光注入处理和电注入处理，保证在不损伤TOPCon电池的前提下提升TOPCon电池的电性能，同时提高TOPCon电池的良率和光电转换效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种TOPCon电池钝化方法和光伏电池、光伏组件，用以解决不损伤TOPCon电池的同时提升TOPCon电池的电性能，提高TOPCon电池的良率和光电转换效率的问题。
第一方面，本申请提供一种TOPCon电池钝化方法，包括以下步骤：
提供烧结后的TOPCon电池；
对TOPCon电池进行光注入处理，得到光注入处理后的TOPCon电池；
对光注入处理后的TOPCon电池进行电注入处理，得到电注入处理后的TOPCon电池。
可选地，光注入处理中光强范围为1suns-2suns、时间范围为40s-100s。
可选地，电注入处理中电流强度范围为4A-12A、时间范围为400s-1000s。
第二方面，本申请还提供一种光伏电池，包括上述TOPCon电池钝化方法制备的光伏电池。
第三方面，本申请还提供一种光伏组件，包括层压件及包覆在层压件四周的边框，沿光照方向，层压件包括依次排布的前板、第一封装胶膜、光伏电池、第二封装胶膜和背板，光伏电池包括上述的光伏电池。
与现有技术相比，本发明提供的TOPCon电池钝化方法和光伏电池、光伏组件，至少实现了如下的有益效果：
本发明提供的TOPCon电池钝化方法和光伏电池、光伏组件，该TOPCon电池钝化方法通过对烧结后的TOPCon电池先后进行光注入处理和电注入处理，有效提高了H-和H0的比例，降低了被钝化的杂质再次被激活的概率，修复了TOPCon电池在制备过程中产生的缺陷和损伤，提升了TOPCon电池的电性能和钝化效果，显著提高了TOPCon电池的良率和光电转换效率。
当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明提供的一种TOPCon电池钝化方法的流程图；
图2(a)是本发明提供的一种实施例TOPCon电池的EL不良图；
图2(b)是本发明提供的又一种实施例TOPCon电池的EL不良图；
图3(a)是本发明提供的一种对比例TOPCon电池的EL不良图；
图3(b)是本发明提供的又一种对比例TOPCon电池的EL不良图；
图4是本发明提供的又一种TOPCon电池钝化方法的流程图；
图5是本发明提供的一种光注入处理前的TOPCon电池制备方法的流程图；
图6是本发明提供的一种光注入处理前的TOPCon电池制备方法的可选实施方式的流程图；
图7是本发明提供的制绒的流程图；
图8是本发明提供的刻蚀的流程图；
图9是本发明提供的生长保护层的流程图；
图10是本发明提供的掺杂的流程图；
图11是本发明提供的清洗的流程图；
图12是本发明提供的光伏电池的结构示意图；
图13是本发明提供的光伏组件的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
参照图1，图1是本发明提供的一种TOPCon电池钝化方法的流程图。本实施例提供一种TOPCon电池钝化方法，包括以下步骤：
S1：提供烧结后的TOPCon电池；
具体地，相较于其他种类的光伏电池，TOPCon电池的优势是：采用隧穿氧化物钝化晶体硅表面，获得表面钝化，有效降低了表面复合速率，并以高掺杂硅薄膜实现选择性接触，降低了电池的制造成本；烧结后的TOPCon电池为现有技术，将在下面实施例中详细阐述。
S2：对TOPCon电池进行光注入处理，得到光注入处理后的TOPCon电池；
具体地，光注入处理的方法为采用链式传输方式对TOPCon电池进行光注入；链式传输的方式可以避免TOPCon电池出现粘片和/或破片的问题；光注入处理中使用的光源可以为红外光源或者LED光源；
光注入处理中，光子具有较高的能量，这些能量可以激活TOPCon电池中的氢离子(氢离子具有三种电荷状态：H+、H-、H0，H-和H0主要起到钝化作用)，提高TOPCon电池中H-和H0的比例，增加氢离子的扩散速率，钝化TOPCon电池中的体缺陷和界面缺陷，提升TOPCon电池的开路电压(Uoc)，提升TOPCon电池的光电转换效率和良率。
S3：对光注入处理后的TOPCon电池进行电注入处理，得到电注入处理后的TOPCon电池；
具体地，电注入处理的方法为采用电注入设备，将多个TOPCon电池串联堆叠放置形成电池片堆，对电池片堆施加正向偏压，形成载流子注入。
电注入处理中，电流抑制了光注入中被钝化的杂质和/或缺陷再次被激活的速率，提高了TOPCon电池的光电转换效率和良率。无论是电注入处理还是光注入处理，本质上都是使用载流子注入的方式来提高氢离子对缺陷的钝化效果；
需要说明的是，如果仅采用光注入处理，会产生较多的不良，影响大规模生产的良率，如果仅采用电注入处理，TOPCon电池的光电转换效率提升效果不明显；因此，采用光注入处理和电注入处理结合的方式，既能保证TOPCon电池的处理效率，又可以提高TOPCon电池的光电转换效率和良率。
一种实施例的TOPCon电池和对比例的TOPCon电池对比如下：
实施例
(1)提供烧结后的TOPCon电池；(2)对TOPCon电池进行光注入处理，得到光注入处理后的TOPCon电池；其中，光强为2suns、时间为45s；(3)对光注入处理后的TOPCon电池进行电注入处理，得到电注入处理后的TOPCon电池；其中，电流强度为10A、时间为900S；(4)对电注入处理后的TOPCon电池进行电性能测试以及EL测试。
对比例
(1)提供烧结后的TOPCon电池；(2)对TOPCon电池进行光注入处理，得到光注入处理后的TOPCon电池；其中，光强和时间与实施例中相同；(3)对光注入处理后的TOPCon电池进行电性能测试以及EL测试。
需要说明的是：(1)电性能测试可以使用电池性能测试仪，测量TOPCon电池的相关电性能参数，EL测试可以使用全自动EL测试仪，利用红外相机拍摄TOPCon电池的图像，获取并判定TOPCon电池的缺陷；(2)对比例为现有技术中的TOPCon电池钝化方法。
表1：实施例和对比例中TOPCon电池的部分电性能以及EL不良
| 分组 | 实施例 | 对比例 |
| Eta(％) | 25.39 | 25.24 |
| Uoc(V) | 0.7258 | 0.7242 |
| Isc(A) | 13.762 | 13.748 |
| FF(％) | 83.95 | 83.81 |
| Rs(Ω) | 0.00087 | 0.00096 |
| Rsh(Ω) | 3103 | 2808 |
| Irev2(A) | 0.0515 | 0.0461 |
| EL不良比例 | 1.84％ | 46.55％ |
(注：(1)Eta为光电转换效率、Uoc为开路电压、Isc为短路电流、FF为填充因子、Rs为串联电阻、Rsh为并联电阻、Irev2为反向电流；(2)表中数据分别为一定数量的实施例TOPCon电池和一定数量的对比例TOPCon电池的不同电性能和EL不良比例的平均值)
从表1的结果可以看出，本实施例的TOPCon电池钝化方法处理后的TOPCon电池与对比例中的TOPCon电池钝化方法处理后的TOPCon电池相比，实施例中的电池开路电压(Uoc)、填充因子(FF)和转换效率(Eta)均高于对比例，说明了本实施例的TOPCon电池钝化方法能够有效地提升Topcon电池的光电转换效率。
图2(a)是本发明提供的一种实施例TOPCon电池的EL不良图；图2(b)是本发明提供的又一种实施例TOPCon电池的EL不良图；图3(a)是本发明提供的一种对比例TOPCon电池的EL不良图；图3(b)是本发明提供的又一种对比例TOPCon电池的EL不良图。结合图2(a)-图3(b)和表1可以看出，本实施例的TOPCon电池钝化方法处理后的TOPCon电池与对比例中的TOPCon电池钝化方法处理后的TOPCon电池相比，实施例TOPCon电池中的叉印痕、交叉印等EL不良现象明显减轻，EL不良比例也明显减小，说明了本实施例的TOPCon电池钝化方法能够有效改善EL不良的问题，提高Topcon电池的良率。
表2实施例和对比例中TOPCon电池的72小时静止衰减
(注：Eta为光电转换效率、Uoc为开路电压、Isc为短路电流、FF为填充因子、Rs为串联电阻、Rsh为并联电阻、Gap为变化量)
从表2的结果可以看出，本实施例的TOPCon电池钝化方法处理后的TOPCon电池与对比例中的TOPCon电池钝化方法处理后的TOPCon电池相比，对比例中的TOPCon电池钝化方法处理后的TOPCon电池衰减更严重，说明了本实施例的TOPCon电池钝化方法能够抑制TOPCon电池的衰减，可以制造出更加稳定高效的TOPCon电池，该TOPCon电池具有较高的光电转换效率，进而提升光伏组件端的可靠性，提升产品的综合效率。
与现有技术相比，本实施例提供的TOPCon电池钝化方法，至少实现了如下的有益效果：
本实施例提供的TOPCon电池钝化方法，通过对烧结后的TOPCon电池先后进行光注入处理和电注入处理，有效提高了H-和H0的比例，降低了被钝化的杂质再次被激活的概率，修复了TOPCon电池在制备过程中产生的缺陷和损伤，提升了TOPCon电池的电性能和钝化效果，显著提高了TOPCon电池的良率和光电转换效率。
在一种可选实施例中，继续参照图1所示，光注入处理中光强范围为1suns-2suns、时间范围为40s-100s。
具体地，若光注入处理中光强小于1suns，光注入的能量过低，无法激活TOPCon电池中的氢离子，若光注入处理中光强大于2suns，光注入的能量过高，与后续电注入处理结合后容易造成氢离子过多甚至逃逸，接触电阻增加；因此，将光注入处理中光强范围设置为1suns-2suns，不仅可以避免无法激活TOPCon电池中的氢离子的问题，而且可以避免与后续电注入处理结合后氢离子过多甚至逃逸、接触电阻增加的问题；具体而言，光注入处理中光强可以为1suns、1.2suns、1.4suns、1.6suns、1.8suns或2suns；
若光注入处理中时间小于40s，光注入时间过短，无法提升钝化效果，若光注入处理中时间大于100s，光注入时间过长，与后续电注入处理结合后容易造成氢离子过多、接触效率降低的问题；因此，将光注入处理中时间范围设置为40s-100s，不仅可以避免无法提升钝化效果的问题，而且可以避免与后续电注入处理结合后氢离子过多、接触效率降低的问题；具体而言，光注入处理中时间可以为40s、55s、70s、85s或100s。
在一种可选实施例中，继续参照图1所示，电注入处理中电流强度范围为4A-12A、时间范围为400s-1000s。
具体地，若电注入处理中电流强度小于4A，注入电流过低，对TOPCon电池的缺陷修复效果较差，若电注入处理中电流强度大于12A，注入电流过高，使得TOPCon电池温度提升过高，容易粘片；因此，将电注入处理中电流强度范围设置为4A-12A，不仅可以避免对TOPCon电池的缺陷修复效果较差的问题，而且可以避免TOPCon电池温度提升过高造成粘片的问题；具体而言，电注入处理中电流强度可以为4A、6A、8A、10A或12A；
若电注入处理中时间小于400s，电流注入时间短，对TOPCon电池的缺陷修复时间不足，若电注入处理中时间大于1000s，电注入时间过长，无法修复TOPCon电池缺陷的同时容易造成粘片的问题；因此，将电注入处理中时间范围设置为400s-1000s，不仅可以避免对TOPCon电池的缺陷修复时间不足的问题，而且可以避免无法修复TOPCon电池缺陷、粘片的问题；具体而言，电注入处理中时间可以为400s、550s、700s、850s或1000s。
在一种可选实施例中，图4是本发明提供的又一种TOPCon电池钝化方法的流程图。参照图4所示，对光注入处理后的TOPCon电池进行电注入处理的同时进行退火处理。
具体地，S3’：对光注入处理后的TOPCon电池进行电注入处理的同时进行退火处理；其中，退火处理具有以下效果：一方面，退火处理可以修复快速升降温导致的TOPCon电池损伤以及TOPCon电池粘片问题，又一方面，退火处理可以修复TOPCon电池由于钝化不充分、烧结不充分产生的诸如叉印痕、交叉印等EL不良问题，另一方面，退火处理可以提升TOPCon电池的填充因子、提升TOPCon电池的光电转换效率和良率、降低生产成本。
在一种可选实施例中，继续参照图4所示，对TOPCon电池进行退火处理前，TOPCon电池的温度范围为22℃-24℃，对TOPCon电池进行退火处理后，TOPCon电池的温度范围为110℃-280℃。
具体地，由于对光注入处理后的TOPCon电池进行电注入处理的同时进行退火处理，所以对TOPCon电池进行退火处理后TOPCon电池的温度高于对TOPCon电池进行退火处理前TOPCon电池的温度；
对TOPCon电池进行退火处理前，TOPCon电池的温度与TOPCon电池在车间放置时间的长短有关，对TOPCon电池进行退火处理前，TOPCon电池的温度范围可以为22℃-24℃；对TOPCon电池进行退火处理后，TOPCon电池的温度范围为110℃-280℃，若对TOPCon电池进行退火处理后TOPCon电池的温度小于110℃，说明电注入处理不够充分，对TOPCon电池的缺陷修复时间不足，若对TOPCon电池进行退火处理后TOPCon电池的温度大于280℃，说明电注入处理过量，无法修复TOPCon电池缺陷的同时容易造成粘片的问题；因此，对TOPCon电池进行退火处理后，TOPCon电池的温度范围应该控制为110℃-280℃，这样的TOPCon电池才是电注入处理合格的TOPCon电池，才能进行提升电池片的钝化效果以及提高TOPCon电池的光电转换效率和良率；
需要说明的是，对TOPCon电池进行退火处理后还需要对TOPCon电池进行冷却，最终得到常温的TOPCon电池，上述实施例和对比例中的TOPCon电池均是冷却至常温后才进行电性能测试以及EL测试。
在一种可选实施例中，图5是本发明提供的一种光注入处理前的TOPCon电池制备方法的流程图；图6是本发明提供的一种光注入处理前的TOPCon电池制备方法的可选实施方式的流程图；图7是本发明提供的制绒的流程图；图8是本发明提供的刻蚀的流程图；图9是本发明提供的生长保护层的流程图；图10是本发明提供的掺杂的流程图；图11是本发明提供的清洗的流程图。参照图5-图11所示，烧结前的TOPCon电池的制备方法包括制绒、第一次扩散、激光、第二次扩散、刻蚀、生长保护层、掺杂、清洗、钝化、镀膜和丝网印刷。
具体地，结合图5和图7所示，S0-1：制绒，包括以下步骤：
S0-1-1：对硅片00进行腐蚀：方法为在槽式设备中浸泡硅片00，工艺参数包括：体积浓度为8％-10％的氢氧化钾(KOH)溶液、体积为4L-6L的添加剂、温度为65℃、时间范围为350s-400s，氢氧化钾(KOH)溶液和添加剂的体积比为150：1；
其中，若氢氧化钾(KOH)溶液的体积浓度小于8％，无法形成绒面，若氢氧化钾(KOH)溶液的体积浓度大于10％，形成的绒面过高，影响硅片00对光的吸收率，因此，将氢氧化钾(KOH)溶液的体积浓度范围设置为8％-10％，不仅可以避免无法形成绒面的问题，而且可以避免绒面过高影响硅片00对光的吸收率的问题；具体而言，氢氧化钾溶液的体积浓度可以为8％、8.5％、9％、9.5％或10％；若添加剂的体积小于4L，无法起到促进氢氧化钾(KOH)溶液腐蚀硅片00的作用，若添加剂的体积大于6L，降低了氢氧化钾(KOH)溶液对硅片00的腐蚀能力，因此，将添加剂的体积范围设置为4L-6L，不仅可以避免无法起到促进氢氧化钾(KOH)溶液腐蚀硅片00的作用的问题，而且可以避免降低氢氧化钾(KOH)溶液对硅片00的腐蚀能力的问题；具体而言，添加剂的体积可以为4L、4.5L、5L、5.5L或6L；若时间小于350s，无法形成足量的绒面，若时间大于400s，形成的绒面过高，影响硅片00对光的吸收率，因此，将时间范围设置为350s-400s，不仅可以避免无法形成足量的绒面的问题，而且可以避免形成的绒面过高，影响硅片00对光的吸收率的问题；具体而言，时间可以为350s、365s、380s、395s或400s；若氢氧化钾(KOH)溶液和添加剂的体积比小于150：1，容易导致后续清洗步骤中无法洗干净硅片00、造成污染，若若氢氧化钾(KOH)溶液和添加剂的体积比大于150：1，添加剂不能起到较好的脱附作用，因此，将氢氧化钾(KOH)溶液和添加剂的体积比设置为150：1，不仅可以避免后续清洗步骤中无法洗干净硅片00、造成污染的问题，而且可以避免添加剂不能起到较好的脱附作用的问题；
硅片00指的是清除表面有机表面膜、杂质离子、金属玷污等杂质的洁净的N型单晶硅片，其清洁方法、结构、尺寸等均为本领域现有技术，此处不再赘述；
硅片00包括相对设置的正面01和背面02，正面01为接受光照的一面；硅片00经过氢氧化钾(KOH)溶液腐蚀后，在正面01和背面02均形成了金字塔形织构，又称绒面(图中未示出)，绒面具有陷光作用，可以使得硅片00的正面01和背面02的反射率均降低到10％以下，从而提高TOPCon电池的短路电流及其光电转换效率；
S0-1-2：对腐蚀后的硅片00进行第一次水洗：采用流动的去离子水对槽式设备中的硅片00浸泡并冲洗，避免制绒工序中附着在硅片00上的残留液影响下个工序的正常进行；
S0-1-3：对第一次水洗后的硅片00进行后清洗：采用流动的药液对槽式设备中的硅片00浸泡并冲洗，工艺参数包括：体积浓度为3％的过氧化氢(H2O2)溶液、体积浓度为5％的臭氧(O3)溶液；
S0-1-4：对后清洗后的硅片00进行酸洗：采用流动的药液将槽式设备中的硅片00浸泡并冲洗，工艺参数包括：体积浓度为10％的氟化氢(HF)溶液、体积浓度为7％的盐酸(HCl)溶液；
S0-1-5：对酸洗后的硅片00进行第二次水洗：采用流动的去离子水将槽式设备中的硅片00浸泡并冲洗，避免酸洗过程中附着在硅片00上的残留液影响下个工序的正常进行；
S0-1-6：对第二次水洗后的硅片00进行慢提拉：将承载有硅片00的花篮以较慢的速度从水洗槽中提出，使得附着在硅片00上的液体流出并且无残留，保证硅片表面无水印；
S0-1-7：对慢提拉后的硅片00进行烘干：方法为在干燥炉中烘干，工艺参数包括：温度为80℃；烘干后的硅片00的结构如图6(A)所示，其中绒面未示出；
继续参照图5所示，S0-2：第一次扩散，包括：方法为在扩散炉中以三氯化硼(BCl3)为扩散源进行扩散，使得正面01和背面02同时形成硼硅玻璃层10，工艺参数包括：三氯化硼(BCl3)的流量范围为200sccm-350sccm，氮气(N2)的流量范围为2000sccm-3000sccm，氧气(O2)的流量范围为600sccm-1000sccm，温度范围为860℃-960℃，时间为1400s；
其中，若氮气(N2)的流量小于2000sccm，携源压力不足，若氮气(N2)的流量大于3000sccm，使得三氯化硼气体稀薄、反应不够充分，因此，将氮气(N2)的流量范围设置为2000sccm-3000sccm，不仅可以避免携源压力不足的问题，而且可以避免三氯化硼气体稀薄、反应不够充分的问题；具体而言，氮气(N2)的流量范围可以为2000sccm、2200sccm、2400sccm、2600sccm、2800sccm或3000sccm；若氧气(O2)的流量小于600sccm，作为反应气体的氧气稀薄、反应不够充分，若氧气(O2)的流量大于1000sccm，容易生成过量的硼硅玻璃，因此，将氧气(O2)的流量范围设置为600sccm-1000sccm，不仅可以避免作为反应气体的氧气稀薄、反应不够充分的问题，而且可以避免生成过量的硼硅玻璃；具体而言，氧气(O2)的流量范围可以为600sccm、700sccm、800sccm、900sccm或1000sccm；若温度小于860℃，反应温度过低、反应不够充分，若温度大于960℃，容易生成过量的硼硅玻璃，因此，将温度范围设置为860℃-960℃，不仅可以避免反应温度过低、反应不够充分的问题，而且可以避免生成过量的硼硅玻璃；具体而言，温度可以为860℃、880℃、900℃、920℃、940℃或960℃；
形成硼硅玻璃层10后的硅片00的结构如图6(B)所示；
继续参照图5所示，S0-3：激光，包括：方法为采用激光设备照射部分正面01上的硼硅玻璃层10，使得部分硼硅玻璃层10中的硼原子扩散至硅片00中，形成P++重掺杂层21，工艺参数包括：激光功率为55W，激光速度为15000mm/s，激光频率为55kHz，激光波长为850nm；
参照图6(B)-图6(C)所示，被激光照射的硼硅玻璃层10为A区域，与A区域对应的部分硅片00形成P++重掺杂层21；
继续参照图5所示，S0-4：第二次扩散，包括：方法为采用扩散炉以通氧的方式进行高温氧化推进，使得部分硼硅玻璃层10中的硼原子扩散至硅片00中，形成P+掺杂层22，工艺参数包括：氧气(O2)的流量范围为10000sccm-28000sccm，氮气(N2)流量范围为10000sccm-15000sccm，推进温度为1000℃，时间为3500s；
其中，若氮气(N2)的流量小于10000sccm，导致生成的pn结过浅，若氮气(N2)的流量大于15000sccm，导致生成的pn结过深，影响发电质量，因此，将氮气(N2)的流量范围设置为10000sccm-15000sccm，不仅可以避免生成的pn结过浅的问题，而且可以避免生成的pn结过深、影响发电质量的问题；具体而言，氮气(N2)的流量范围可以为10000sccm、11000sccm、12000sccm、13000sccm、14000sccm或15000sccm；
参照图6(B)-图6(D)所示，不被激光照射的硼硅玻璃层10为B区域，与B区域对应的部分硅片00形成P+掺杂层22，沿光照方向X，P+掺杂层22的深度小于P++重掺杂层21的深度；
结合图5和图8所示，S0-5：刻蚀，包括以下步骤：
S0-5-1：对背面02进行腐蚀，去除背面02上的硼硅玻璃层10：方法为在链式刻蚀机对背面02进行腐蚀，工艺参数包括：体积浓度为10％的氟化氢(HF)溶液，传送带的带速范围为3.5m/min-4.5m/min；
其中，若传送带的带速小于3.5m/min，浪费时间，若传送带的带速大于4.5m/min，无法保证将硼硅玻璃层10完全去除，因此，将传送带的带速范围设置为3.5m/min-4.5m/min，不仅避免浪费时间的问题，而且避免无法将硼硅玻璃层10完全去除的问题；具体而言，传送带的带速可以为3.5m/min、3.7m/min、3.9m/min、4.1m/min、4.3m/min或4.5m/min；
S0-5-2：对腐蚀后的背面02进行抛光，去除背面02上的绒面：方法为在槽式设备中对背面02进行抛光，工艺参数包括：体积浓度为3.5％-4.5％的氢氧化钾(KOH)溶液，体积为4L-6L的添加剂，温度为65℃，浸泡时间范围为150s-200s，氢氧化钾(KOH)溶液和添加剂的体积比为94：1；
其中，若氢氧化钾(KOH)溶液的体积浓度小于3.5％，无法将绒面去除干净，若氢氧化钾(KOH)溶液的体积浓度大于4.5％，会损伤硅片00，因此，将氢氧化钾(KOH)溶液的体积浓度范围设置为3.5％-4.5％，不仅避免无法将绒面去除干净的问题，而且避免损伤硅片00的问题；具体而言，氢氧化钾(KOH)溶液的体积浓度可以为3.5％、3.7％、3.9％、4.1％、4.3％或4.5％；若添加剂的体积小于4L，无法起到促进氢氧化钾(KOH)溶液腐蚀绒面的作用，若添加剂的体积大于6L，降低了氢氧化钾(KOH)溶液对绒面的腐蚀能力，因此，将添加剂的体积范围设置为4L-6L，不仅避免无法起到促进氢氧化钾(KOH)溶液腐蚀绒面的作用的问题，而且避免降低氢氧化钾(KOH)溶液对绒面的腐蚀能力的问题；具体而言，添加剂的体积可以为4L、4.5L、5L、5.5L或6L；若时间小于150s，无法将绒面去除干净，若时间大于200s，会损伤硅片00，因此，将时间范围设置为150s-200s，不仅避免无法将绒面去除干净的问题，而且避免损伤硅片00的问题；具体而言，时间可以为150s、165s、180s、195s或200s；若氢氧化钾(KOH)溶液和添加剂的体积比小于94：1，容易造成添加剂残留污染，若氢氧化钾(KOH)溶液和添加剂的体积比大于94：1，无法保护正面01，因此，将氢氧化钾(KOH)溶液和添加剂的体积比设置为94：1，不仅可以避免添加剂残留污染的问题，而且可以避免无法保护正面01的问题；
对腐蚀后的背面02进行抛光后的硅片00的结构如图6(E)所示；
结合图5和图9所示，S0-6：生长保护层，包括以下步骤：
S0-6-1：在背面02生长隧穿氧化层30：方法为采用高温氧化的方式生长隧穿氧化层30，隧穿氧化层30可以为二氧化硅(SiO2)层，工艺参数包括：氧气(O2)的流量范围为30000sccm-38000sccm，温度范围为580℃-620℃，隧穿氧化层30的厚度范围为1nm-2nm；
其中，若氧气(O2)的流量小于30000sccm，无法形成隧穿氧化层30，若氧气(O2)的流量大于38000sccm，形成的隧穿氧化层30过厚，影响载流子的隧穿效果，因此，将氧气(O2)的流量范围设置为30000sccm-38000sccm，不仅可以正常形成隧穿氧化层30，而且可以避免形成的隧穿氧化层30过厚，影响载流子的隧穿效果的问题；具体而言，氧气(O2)的流量可以为30000sccm、32000sccm、34000sccm、36000sccm或38000sccm；若温度小于580℃，反应速率过慢，浪费时间，若温度大于620℃，隧穿氧化层30生长速度过快、难以控制，因此，将温度范围设置为580℃-620℃，不仅可以避免反应速率过慢，浪费时间的问题，而且可以避免隧穿氧化层30生长速度过快、难以控制的问题；具体而言，温度可以为580℃、590℃、600℃、610℃或620℃；若隧穿氧化层30的厚度小于1nm，隧穿氧化层30偏薄，影响TOPCon电池的钝化效果；若隧穿氧化层30大于2nm，隧穿氧化层30偏厚，影响载流子的隧穿效果，因此，将隧穿氧化层30的厚度范围设置为1nm-2nm，不仅可以避免影响影响TOPCon电池的钝化效果，而且可以避免影响载流子的隧穿效果；具体而言，隧穿氧化层30的厚度可以为1nm、1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm或2nm；
S0-6-2：在正面01和背面02均生长本征非晶硅层40；方法为采用热分解的方式沉积本征非晶硅层40，工艺参数包括：四氢化硅(SiH4，又称：硅烷)的流量范围为1300sccm-1700sccm，温度范围为590℃-610℃，本征非晶硅层40的厚度范围为30nm-150nm；
其中，若四氢化硅(SiH4)的流量小于1300sccm，无法形成合适的本征非晶硅层40，若四氢化硅(SiH4)的流量大于1700sccm，会浪费成本，因此，将四氢化硅(SiH4)的流量范围设置为1300sccm-1700sccm，不仅避免无法形成合适的本征非晶硅层40的问题，而且避免浪费成本的问题；具体而言，四氢化硅(SiH4)的流量可以为1300sccm、1400sccm、1500sccm、1600sccm或1700sccm；若温度小于590℃，反应速率过慢，浪费时间，若温度大于610℃，本征非晶硅层40生长速度过快、难以控制，因此，将温度范围设置为590℃-610℃，不仅可以避免反应速率过慢，浪费时间的问题，而且可以避免本征非晶硅层40生长速度过快、难以控制的问题；具体而言，温度可以为590℃、595℃、600℃、605℃或610℃；若本征非晶硅层40的厚度小于30nm，会导致后续掺杂难度较大、金属化匹配难度增加；若本征非晶硅层40大于150nm，非晶硅层40吸光情况严重，影响TOPCon电池的光电转换效率，因此，将本征非晶硅层40的厚度范围设置为30nm-150nm，不仅可以避免后续掺杂难度较大、金属化匹配难度增加的问题，而且可以避免非晶硅层40吸光情况严重，影响TOPCon电池的光电转换效率的问题；具体而言，本征非晶硅层40的厚度可以为30nm、60nm、90nm、120nm或150nm；
生长本征非晶硅层40后的硅片00的结构如图6(F)所示；
结合图5和图10所示，S0-7：掺杂，包括以下步骤：
S0-7-1：将本征非晶硅层40转变为多晶硅层50；方法为在扩散炉中将本征非晶硅层40转变为多晶硅层50，工艺参数包括：氮气(N2)的流量范围为500sccm-2000sccm，氧气(O2)的流量范围为600sccm-3000sccm、温度范围为800℃-920℃；
其中，若氮气(N2)的流量小于500sccm，携源压力不足，若氮气(N2)的流量大于2000sccm，反应不够充分，因此，将氮气(N2)的流量范围设置为500sccm-2000sccm，不仅可以避免携源压力不足的问题，而且可以避免反应不够充分的问题；具体而言，氮气(N2)的流量范围可以为500sccm、750sccm、1000sccm、1250sccm、1500sccm、1750sccm或2000sccm；若氧气(O2)的流量小于600sccm，作为反应气体的氧气稀薄导致反应不充分，若氧气(O2)的流量大于3000sccm，容易生成过量的硼硅玻璃，因此，将氧气(O2)的流量范围设置为600sccm-3000sccm，不仅可以避免作为反应气体的氧气稀薄导致反应不充分的问题，而且可以避免生成过量的硼硅玻璃；具体而言，氧气(O2)的流量可以为600sccm、1200sccm、1800sccm、2400sccm或3000sccm；若温度小于800℃，反应温度过低导致反应不充分，若温度大于920℃，容易生成过量的硼硅玻璃，因此，将温度范围设置为800℃-920℃，不仅可以避免反应温度过低导致反应不充分的问题，而且可以避免生成过量的硼硅玻璃的问题；具体而言，温度可以为800℃、830℃、860℃、890℃或920℃；
多晶硅层50的作用包括：作为发射层进一步增强光生载流子的运输，从而提升TOPCon电池填充因子、短路电流以及开路电压等方面的性能；
S0-7-2：在正面01和背面02均生长磷硅玻璃层60；方法为在扩散炉中以三氯氧磷(POCl3)为扩散源进行扩散，生长磷硅玻璃层60，工艺参数包括：三氯氧磷(POCl3)的掺杂浓度为1.0×1020atoms/cm3-5.0×1020atoms/cm3；
生长磷硅玻璃层60后的硅片00的结构如图6(G)所示；
结合图5和图11所示，S0-8：清洗，包括以下步骤：
S0-8-1：对正面01进行腐蚀，去除正面01上的磷硅玻璃层60；方法为在链式刻蚀机对正面01进行腐蚀，工艺参数包括：体积浓度为20％-40％的氟化氢(HF)溶液，传送带的带速范围为4m/min；
其中，若氟化氢(HF)溶液的体积浓度小于20％，无法去除正面01上的磷硅玻璃层60，若氟化氢(HF)溶液的体积浓度大于40％，浪费成本，因此，将氟化氢(HF)溶液的体积浓度范围设置为20％-40％，不仅避免无法去除正面01上的磷硅玻璃层60的问题，而且避免浪费成本的问题；具体而言，氟化氢(HF)溶液的体积浓度可以为20％、25％、30％、35％或40％；
S0-8-2：对硅片00进行腐蚀，去除正面01上的多晶硅层50；
采用流动的药液将槽式设备中的硅片00浸泡并冲洗，工艺参数包括：体积浓度为4％-8％的氢氧化钾(KOH)溶液、体积为5L的添加剂、温度范围为50℃-65℃、时间为300s，氢氧化钾(KOH)和添加剂的体积比为96：1；
其中，若氢氧化钾(KOH)溶液的体积浓度小于4％，无法去除正面01上的多晶硅层50，若氢氧化钾(KOH)溶液的体积浓度大于8％，浪费成本，因此，将氢氧化钾(KOH)溶液的体积浓度范围设置为4％-8％，不仅避免无法去除正面01上的多晶硅层50的问题，而且避免浪费成本的问题；具体而言，氢氧化钾(KOH)溶液的体积浓度可以为4％、5％、6％、7％或8％；若温度小于50℃，反应速率过慢，浪费时间，若温度大于65℃，影响对多晶硅层50的腐蚀，因此，将温度范围设置为50℃-65℃，不仅避免反应速率过慢，浪费时间的问题，而且可以避免温度过高影响对多晶硅层50的腐蚀的问题；具体而言，温度可以为50℃、53℃、56℃、59℃、63℃或65℃；若氢氧化钾(KOH)溶液和添加剂的体积比小于96：1，容易导致后续清洗步骤中无法洗干净硅片00，造成污染，若氢氧化钾(KOH)溶液和添加剂的体积比大于96：1，添加剂不能起到较好的脱附作用，因此，将氢氧化钾(KOH)溶液和添加剂的体积比设置为96：1，不仅可以避免后续清洗步骤中无法洗干净硅片00、造成污染的问题，而且可以避免添加剂不能起到较好的脱附作用的问题；
S0-8-3：对硅片00进行腐蚀，去除正面01上的硼硅玻璃层10，同时去除背面02上的磷硅玻璃层60：方法为在槽式设备中浸泡硅片00，工艺参数包括：体积浓度为35％-40％的氟化氢(HF)溶液；
其中，若氟化氢(HF)溶液的体积浓度小于35％，不足以完全去除正面01上的硼硅玻璃层10以及背面02上的磷硅玻璃层60，若氟化氢(HF)溶液的体积浓度大于40％，容易损伤硅片00，因此，将氟化氢(HF)溶液的体积浓度范围设置为35％-40％，不仅可以避免无法完全去除正面01上的硼硅玻璃层10以及背面02上的磷硅玻璃层60的问题，而且可以损伤硅片00的问题；具体而言，氟化氢(HF)溶液的体积浓度可以为35％、36％、37％、38％、39％或40％；
S0-8-4：对腐蚀后的硅片00进行水洗：采用流动的去离子水将硅片00浸泡并冲洗，避免前一工序中附着在硅片00上的残留液影响下个工序的正常进行；
S0-8-5：对水洗后的硅片00进行酸洗：采用流动的药液将槽式设备中的硅片00浸泡并冲洗，工艺参数包括：体积浓度为10％的氟化氢(HF)溶液、体积浓度为7％的盐酸(HCl)溶液；
S0-8-6：对酸洗后的硅片00进行慢提拉：将承载有硅片00的花篮以较慢的速度从水洗槽中提出，使得附着在硅片00上的液体流出并且无残留，保证硅片表面无水印；
S0-8-7：对慢提拉后的硅片00进行烘干：方法为在干燥炉中烘干，工艺参数包括：温度为80℃，时间为600s；
烘干后的硅片00的结构如图6(H)所示；
继续参照图5所示，S0-9：钝化，包括：方法为采用热原子沉积(ALD)法在正面01上沉积氧化铝层70，工艺参数包括：温度为260℃，沉积厚度为4nm；氧化铝层70的作用包括：固定负电荷，消除寄生电容效应以及提升钝化效果；
钝化后的硅片00的结构如图6(I)所示；
继续参照图5所示，S0-10：镀膜，包括：方法为采用等离子体化学气相沉积(PECVD)法在正面01和背面02均形成氮化硅层80，工艺参数包括：氨气(NH3)与四氢化硅(SiH4，又称：硅烷)的体积比为4：1-10：1，温度范围为480℃-550℃，压力为210Pa；
其中，若氨气(NH3)与四氢化硅(SiH4)的体积比小于4：1，生成的氮化硅层80折射率过高，不利于钝化，若氨气(NH3)与四氢化硅(SiH4)的体积比大于10：1，生成的氮化硅层80折射率过低，因此，将氨气(NH3)与四氢化硅(SiH4)的体积比设置为4：1-10：1，不仅可以避免生成的氮化硅层80折射率过高、不利于钝化的问题，而且可以避免生成的氮化硅层80折射率过低的问题；具体而言，氨气(NH3)与四氢化硅(SiH4)的体积比可以为4：1、5：1、6：1、7：1、8：1、9：1或10：1；若温度小于480℃，氮化硅层80的致密性和折射率均较低，若温度大于550℃，氮化硅层80容易龟裂，因此，将温度范围设置为480℃-550℃，不仅避免了氮化硅层80的致密性和折射率均较低的问题，而且避免了氮化硅层80龟裂的问题；具体而言，温度可以为480℃、495℃、510℃、525℃、540℃或550℃；氮化硅层80的作用包括：减少光的反射，增加光的吸收，对硅片00的表面和体内进行钝化，提高TOPCon电池的短路电流和开路电压，提高TOPCon电池的转换效率；
镀膜后的硅片00的结构如图6(J)所示；
继续参照图5所示，S0-11：丝网印刷，包括：方法为采用丝网印刷机在正面01和背面02分别印刷金属浆料得到栅线，栅线包括主栅和细栅，主栅用于汇聚电流并提供足够的拉力，细栅用于收集TOPCon电池产生的电流，正面01和背面02的印刷顺序均为先印刷细栅线，再印刷主栅；沿光照方向X，栅线在硅片00上的正投影与P++重掺杂层21在硅片00上的正投影至少部分交叠；
正面01可以印刷银铝浆，背面02可以印刷银浆，可以选用的浆料的材质包括但不限于此；丝网印刷的目的是制备电极，金属浆料经烧结后在电池表面形成正面电极(又称：上电极、前电极)和背面电极(又称下电极、底电极)，通过这些电极收集并输送TOPCon电池的电流；
在丝网印刷工序后，还包括以下步骤：继续参照图5所示，S0-12：烧结，包括：方法为将硅片00送入烧结炉烧结，使得栅线穿透多个膜层，形成电极90，工艺参数包括：温度范围为750-880℃；
其中，若温度小于750℃，容易出现烧结后的TOPCon电池串联电阻增大的问题，若温度大于800℃，容易出现烧结后的TOPCon电池并联电阻减小的问题，因此，将温度范围设置为750℃-800℃，不仅可以避免烧结后的TOPCon电池串联电阻增大的问题，而且可以避免烧结后的TOPCon电池并联电阻减小的问题；具体而言，温度可以为750℃、785℃、810℃、845℃或880℃；
丝网印刷的目的包括：使栅线与TOPCon电池结构形成良好的欧姆接触、在TOPCon电池表面形成背面场等；
烧结后的硅片00的结构如图6(K)所示。
在一种可选实施例中，继续参照图5所示，第一次扩散包括采用扩散炉，利用三氯化硼形成硼硅玻璃，其中三氯化硼(BCl3)的流量范围为200sccm-350sccm。
具体地，若三氯化硼(BCl3)的流量小于200sccm，无法形成硼硅玻璃层10，若三氯化硼(BCl3)的流量大于350sccm，浪费成本，因此，将三氯化硼(BCl3)的流量范围设置为200sccm-350sccm，不仅避免无法形成硼硅玻璃层10的问题，而且避免浪费成本的问题；具体而言，三氯化硼(BCl3)的流量范围可以为200sccm、240sccm、280sccm、320sccm或350sccm。
在一种可选实施例中，继续参照图5所示，第二次扩散包括采用扩散炉，利用氧气(O2)形成扩散区，其中氧气(O2)的流量范围为10000sccm-28000sccm。
具体地，若氧气(O2)的流量小于10000sccm，无法形成P+掺杂层22，若氧气(O2)的流量大于28000sccm，浪费成本，因此，将氧气(O2)的流量范围设置为10000sccm-28000sccm，不仅避免无法形成P+掺杂层22的问题，而且避免浪费成本的问题；具体而言，氧气(O2)的流量范围可以为10000sccm、15000sccm、10000sccm、250000sccm或28000sccm。
在一种可选实施例中，继续参照图5和图10所示，掺杂包括采用扩散炉，利用三氯氧磷(POCl3)形成磷硅玻璃层60，其中三氯氧磷(POCl3)的掺杂浓度为1.0×1020atoms/cm3-5.0×1020atoms/cm3。
具体地，若三氯氧磷(POCl3)的掺杂浓度小于1.0×1020atoms/cm3，无法形成磷硅玻璃层60，若三氯氧磷(POCl3)的掺杂浓度大于5.0×1020atoms/cm3，浪费成本，因此，将三氯氧磷(POCl3)的掺杂浓度范围设置为在1.0×1020atoms/cm3-5.0×1020atoms/cm3，不仅可以避免无法形成磷硅玻璃层60的问题，而且可以避免浪费成本的问题；具体而言，三氯氧磷(POCl3)的掺杂浓度可以为1.0×1020atoms/cm3、2.0×1020atoms/cm3、3.0×1020atoms/cm3、4.0×1020atoms/cm3或5.0×1020atoms/cm3。
图12是本发明提供的光伏电池的结构示意图，参照图12所示，本实施例还提供一种光伏电池100，该光伏电池100包括上述任一项TOPCon电池钝化方法制备的光伏电池。
具体地，上述TOPCon电池钝化方法制备的光伏电池100结构如下，光伏电池100包括交替排列的第一区110和第二区120，沿光照方向X，第一区110依次包括氮化硅层80、氧化铝层70、P+掺杂层22、硅片00、隧穿氧化层30、多晶硅层50和氮化硅层80，第二区120依次包括电极90、P++掺杂层21、硅片00、隧穿氧化层30和电极90。
图13是本发明提供的光伏组件的结构示意图，参照图13所示，本实施例还提供一种光伏组件200，光伏组件200包括层压件210及包覆在层压件210四周的边框220，沿光照方向X，层压件210包括依次排布的前板211、第一封装胶膜212、光伏电池100、第二封装胶膜213和背板214，光伏电池100包括上述实施例的光伏电池100。
具体地，光伏组件200中的光伏电池100为上述实施例的光伏电池100，其他均为现有结构，此处不再赘述。
通过上述实施例可知，本发明提供的TOPCon电池钝化方法和光伏电池、光伏组件，至少实现了如下的有益效果：
本发明提供的TOPCon电池钝化方法和光伏电池、光伏组件，该TOPCon电池钝化方法通过对烧结后的TOPCon电池先后进行光注入处理和电注入处理，有效提高了H-和H0的比例，降低了被钝化的杂质再次被激活的概率，修复了TOPCon电池在制备过程中产生的缺陷和损伤，提升了TOPCon电池的电性能和钝化效果，显著提高了TOPCon电池的良率和光电转换效率。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (11)
1.一种TOPCon电池钝化方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供烧结后的TOPCon电池；
对所述TOPCon电池进行光注入处理，得到光注入处理后的所述TOPCon电池；
对光注入处理后的所述TOPCon电池进行电注入处理，得到电注入处理后的所述TOPCon电池。
2.根据权利要求1所述的TOPCon电池钝化方法，其特征在于，所述光注入处理中光强范围为1suns-2suns、时间范围为40s-100s。
3.根据权利要求1所述的TOPCon电池钝化方法，其特征在于，所述电注入处理中电流强度范围为4A-12A、时间范围为400s-1000s。
4.根据权利要求1所述的TOPCon电池钝化方法，其特征在于，所述对光注入处理后的所述TOPCon电池进行电注入处理的同时进行退火处理。
5.根据权利要求4所述的TOPCon电池钝化方法，其特征在于，对所述TOPCon电池进行退火处理前，所述TOPCon电池的温度范围为22℃-24℃，对所述TOPCon电池进行退火处理后，所述TOPCon电池的温度范围为110℃-280℃。
6.根据权利要求1所述的TOPCon电池钝化方法，其特征在于，烧结前的所述TOPCon电池的制备方法包括制绒、第一次扩散、激光、第二次扩散、刻蚀、生长保护层、掺杂、清洗、钝化、镀膜和丝网印刷。
7.根据权利要求6所述的TOPCon电池钝化方法，其特征在于，所述第一次扩散包括采用扩散炉，利用三氯化硼形成硼硅玻璃，其中三氯化硼的流量范围为200sccm-350sccm。
8.根据权利要求6所述的TOPCon电池钝化方法，其特征在于，所述第二次扩散包括采用扩散炉，利用氧气形成扩散区，其中氧气的流量范围为10000sccm-28000sccm。
9.根据权利要求6所述的TOPCon电池钝化方法，其特征在于，所述掺杂包括采用扩散炉，利用三氯氧磷形成磷硅玻璃层，其中三氯氧磷的掺杂浓度为1.0×1020atoms/cm3-5.0×1020atoms/cm3。
10.一种光伏电池，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述TOPCon电池钝化方法制备的光伏电池。
11.一种光伏组件，其特征在于，包括层压件及包覆在所述层压件四周的边框，沿光照方向，所述层压件包括依次排布的前板、第一封装胶膜、光伏电池、第二封装胶膜和背板，所述光伏电池包括权利要求10所述的光伏电池。
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