CN116885022A - 异质结背接触电池的制备方法和异质结背接触电池 - Google Patents

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Abstract

一种异质结背接触电池的制备方法及异质结背接触电池，包括：在半导体衬底层的一侧形成第一初始半导体钝化层；在第一初始半导体钝化层背离半导体衬底层的一侧表面形成第一初始掺杂半导体层；对部分第一初始掺杂半导体层和部分第一初始半导体钝化层进行第一激光消融处理，第一激光消融处理之后进行第一清洗处理，形成第一开口，且使第一初始半导体钝化层形成位于第一开口侧部的第一半导体钝化层，使第一初始掺杂半导体层形成位于第一开口侧部的第一掺杂半导体层；在第一开口内形成第二半导体钝化层和位于第二半导体钝化层背离半导体衬底层一侧表面的第二掺杂半导体层。所述方法能够有效简化工艺、降低成本，并提高图形化的精度，降低损伤。

Description

异质结背接触电池的制备方法和异质结背接触电池
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，具体涉及一种异质结背接触电池的制备方法和异质结背接触电池。
背景技术
近年来，能源危机与环境压力促进了太阳电池研究和产业的迅速发展。目前主流的光伏电池为晶体硅太阳能电池，在光伏市场中的比例超过90％，并且在未来相当长的时间内都将占据主导地位。
N型TOPCon(Tunne lOxide Passivated Contact)型隧穿氧化层钝化接触电池由于其技术机理限制，目前提升转换效率已遇到瓶颈。背接触电池(Back－contactCell)是一种正极栅线、负极栅线全部位于背面的特殊结构，实现了正面无遮挡效果，因此可以最大化的利用光照，从而获得转化效率的明显提高，同时正面无栅线的设计也使得组件更具美观性。N型HBC(异质结背接触电池)结合背接触电池全面受光和异质结电池高质量钝化的优势，其实验效率达到26.63％，效率得到大幅度提高，一方面使得电池本身单瓦发电量提高，另一方面有利于降低整个产业链的发电成本。
HBC目前采用掩膜蚀刻工艺生成相反的PN结区，并采用掩膜蚀刻工艺去除部分导电层，使得导电层相离，从而避免正极栅线和负极栅线短路。但是掩膜蚀刻工艺工序复杂，精度较低，蚀刻质量难以控制，限制了HBC规模化生产。
因此，一种有效简化工艺、生产效率高、成本低的HBC异质结背接触电池的制备方法，是市场所亟需的。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中制备异质结背接触电池的过程中的问题，提供一种不仅能有效简化工艺、提高生产效率、降低成本的，而且还能提高图形化的精度、降低损伤、易于实现规模化生产的异质结背接触电池的制备方法和异质结背接触电池。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种异质结背接触电池的制备方法，包括：提供半导体衬底层；在所述半导体衬底层的一侧表面形成第一初始半导体钝化层；在所述第一初始半导体钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第一初始掺杂半导体层；对部分第一初始掺杂半导体层和部分第一初始半导体钝化层进行第一激光消融处理，第一激光消融处理之后进行第一清洗处理，形成第一开口，且使所述第一初始半导体钝化层形成位于所述第一开口侧部的第一半导体钝化层，使所述第一初始掺杂半导体层形成位于所述第一开口侧部的第一掺杂半导体层；在所述第一开口内形成第二半导体钝化层和位于第二半导体钝化层背离半导体衬底层一侧表面的第二掺杂半导体层，所述第二掺杂半导体层和所述第二半导体钝化层均与所述第一半导体钝化层和所述第一掺杂半导体层相离，所述第二掺杂半导体层和所述第一掺杂半导体层的导电类型相反、且位于所述半导体衬底层的同一侧；在所述第一掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第一透明导电膜；在所述第二掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第二透明导电膜；在第一透明导电膜背离半导体衬底层的一侧表面形成第一栅线，在第二透明导电膜背离半导体衬底层的一侧表面形成第二栅线。
可选的，所述第一激光消融处理的参数包括：采用的激光为紫外光或者绿光激光，采用的激光的脉冲宽度为皮秒级或飞秒级，激光功率为30W～50W。
可选的，所述采用的激光的波长为355nm或532nm。
可选的，所述第一清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为碱性溶液，碱性溶液的质量浓度为3％－5％，碱性溶液为KOH溶液或NaOH溶液，清洗时间为100秒～130秒；或者，所述第一清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为HF溶液和HCl溶液的混合液，清洗溶液中的HF的质量浓度为40％～55％，清洗溶液中的HCl的质量浓度为30％～40％，清洗时间为100秒～130秒。
可选的，还包括：对部分第一初始掺杂半导体层和部分第一初始半导体钝化层进行第一激光消融处理之前，在所述第一初始掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成初始隔离层；对部分第一初始掺杂半导体层和部分第一初始半导体钝化层进行第一激光消融处理的过程中，还对所述初始隔离层进行了第一激光消融处理，使所述初始隔离层形成隔离层；所述异质结背接触电池的制备方法还包括：在形成第二半导体钝化层和第二掺杂半导体层的过程中，在部分所述隔离层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第二附加钝化层和第二附加掺杂层，所述第二附加钝化层的材料和所述第二半导体钝化层的材料相同，所述第二附加掺杂层的材料和所述第二掺杂半导体层的材料相同，所述第二附加掺杂层位于所述第二附加钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面，在所述隔离层中形成第二开口，所述第二开口暴露出所述第一掺杂半导体层。
可选的，形成所述第二半导体钝化层和所述第二掺杂半导体层、所述第二附加钝化层和所述第二附加掺杂层的步骤包括：在所述第一开口中、以及所述隔离层背离所述半导体衬底层的一侧依次形成第二初始钝化膜和第二初始掺杂半导体膜；对部分所述隔离层以及部分隔离层背离所述半导体衬底层的一侧的第二初始钝化膜和第二初始掺杂半导体膜进行第二激光消融处理和第二清洗处理，使隔离层背离所述半导体衬底层的一侧的第二初始钝化膜形成第二附加钝化层，使隔离层背离所述半导体衬底层的一侧的第二初始掺杂半导体膜形成第二附加掺杂层，且在所述隔离层中形成第二开口；对所述第一开口中的第二初始钝化膜和第二初始掺杂半导体膜与所述第一半导体钝化层和所述第一掺杂半导体层交界的区域依次进行第三激光消融处理和第三清洗处理，使所述第一开口中的第二初始钝化膜形成所述第二半导体钝化层，使所述第一开口中的第二初始掺杂半导体膜形成所述第二掺杂半导体层。
可选的，所述第二激光消融处理的参数包括：采用的激光为紫外光或者绿光激光，采用的激光的脉冲宽度为皮秒级或飞秒级，激光功率为30W～50W；优选的，所述采用的激光的波长为355nm或532nm。
可选的，所述第二清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为HF溶液和HCl溶液的混合液，清洗溶液中的HF的质量浓度为40％～55％，清洗溶液中的HCl的质量浓度为30％～40％，清洗时间为100秒～130秒。
可选的，所述第三激光消融处理的参数包括：采用的激光为绿光激光，采用的激光的脉冲宽度为纳秒级。
可选的，采用的激光的波长为532nm。
可选的，所述第三清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为碱性溶液，碱性溶液的质量浓度为3％－5％，碱性溶液为KOH溶液或NaOH溶液，清洗时间为100秒～130秒；或者，所述第一清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为HF溶液和HCl溶液的混合液，清洗溶液中的HF的质量浓度为40％～55％，清洗溶液中的HCl的质量浓度为30％～40％，清洗时间为100秒～130秒。
可选的，还包括：在所述半导体衬底层的另一侧表面进行制绒处理，形成减反射绒面；在所述反射绒面形成第三半导体钝化层；在所述第三半导体钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成减反射层。
可选的，形成所述第一透明导电膜和所述第二透明导电膜的步骤包括：在进行第二清洗处理之后，且在进行第三激光消融处理之前，在所述第一掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面、第二初始掺杂半导体膜背离所述半导体衬底层的一侧表面形成透明导电膜；在进行所述第三激光消融处理的步骤中，所述第三激光消融处理还去除了所述第一开口中的透明导电膜与所述第一半导体钝化层和所述第一掺杂半导体层的交界区域，使得透明导电膜形成所述第一透明导电膜和所述第二透明导电膜。
本发明还提供一种异质结背接触电池，包括：半导体衬底层；位于所述半导体衬底层的一侧表面的第一半导体钝化层、以及位于所述第一半导体钝化层背离所述半导体衬底层一侧表面的第一掺杂半导体层；第一开口，贯穿所述第一掺杂半导体层和所述第一半导体钝化层；位于所述第一开口内的第二半导体钝化层和第二掺杂半导体层，所述第二掺杂半导体层位于所述第二半导体钝化层背离所述半导体衬底层一侧表面，所述第二掺杂半导体层和所述第二半导体钝化层均与所述第一半导体钝化层和所述第一掺杂半导体层相离；所述第二掺杂半导体层和所述第一掺杂半导体层的导电类型相反、且位于所述半导体衬底层的同一侧；位于所述第一掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面的第一透明导电膜；位于所述第二掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面的第二透明导电膜；位于所述第一透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧表面的第一栅线；位于所述第二透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧表面的第二栅线。
本发明技术方案具有以下技术效果：
本发明技术方案提供的异质结背接触电池的制备方法，对部分第一初始掺杂半导体层和部分第一初始半导体钝化层进行第一激光消融处理，第一激光消融处理之后进行第一清洗处理，形成第一开口，且使第一初始半导体钝化层形成第一开口侧部的第一半导体钝化层，使第一初始掺杂半导体层形成第一开口侧部的第一掺杂半导体层，在所述第一开口内形成第二半导体钝化层和位于第二半导体钝化层背离半导体衬底层一侧表面的第二掺杂半导体层，第二掺杂半导体层和第二半导体钝化层均与第一半导体钝化层和第一掺杂半导体层相离，由此第二掺杂半导体层和第一掺杂半导体层之间横向的电学串扰减小，第二半导体钝化层均与第一半导体钝化层之间横向的电学串扰减小，第一激光消融处理加工速度快、精度高、成本低、污染小，能够有效简化工艺、降低成本，并提高图形化的精度，降低损伤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的异质结背接触电池的流程图；
图2至图11为本发明一实施例提供的异质结背接触电池的制备过程的结构图。
附图标识：
半导体衬底层100；第三半导体钝化层110；减反射层120；第一初始半导体钝化层130；第一初始掺杂半导体层140；第一掺杂半导体层140a；初始隔离层150；隔离层150a；第一开口160；第二初始钝化膜170；第二附加钝化层170a；第二半导体钝化层170b；第二初始掺杂半导体膜180；第二附加掺杂层180a；第二掺杂半导体层180b；第二开口190；透明导电膜200；第一透明导电膜200a；第二透明导电膜200b。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实施例提供一种异质结背接触电池的制备方法，参考图1，包括：
步骤S1：提供半导体衬底层；
步骤S2：在所述半导体衬底层的一侧形成第一初始半导体钝化层；
步骤S3：在所述第一初始半导体钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第一初始掺杂半导体层；
步骤S4：对部分第一初始掺杂半导体层和部分第一初始半导体钝化层进行第一激光消融处理，第一激光消融处理之后进行第一清洗处理，形成第一开口，且使第一初始半导体钝化层形成位于第一开口侧部的第一半导体钝化层，使第一初始掺杂半导体层形成位于第一开口侧部的第一掺杂半导体层；
步骤S5：在所述第一开口内形成第二半导体钝化层和位于第二半导体钝化层背离半导体衬底层一侧表面的第二掺杂半导体层，第二掺杂半导体层和第二半导体钝化层均与第一半导体钝化层和第一掺杂半导体层相离；所述第二掺杂半导体层和所述第一掺杂半导体层的导电类型相反、且位于所述半导体衬底层的同一侧；
步骤S6：在所述第一掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第一透明导电膜；在所述第二掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第二透明导电膜；
步骤S7：在第一透明导电膜背离半导体衬底层的一侧表面形成第一栅线，在第二透明导电膜背离半导体衬底层的一侧表面形成第二栅线。
本实施例的异质结背接触电池的制备方法中，第一激光消融处理加工速度快、精度高、成本低、污染小，能够有效简化工艺、降低成本，并提高图形化的精度，降低损伤、易于规模化生产。
第二掺杂半导体层和第二半导体钝化层均与第一半导体钝化层和第一掺杂半导体层相离，由此第二掺杂半导体层和第一掺杂半导体层之间横向的电学串扰减小，第二半导体钝化层均与第一半导体钝化层之间横向的电学串扰减小。
图2至图11为本发明一实施例提供的异质结背接触电池的制备过程的结构图。
参考图2，提供半导体衬底层100。
所述半导体衬底层100的材料包括N型单晶硅。在一个实施例中，所述半导体衬底层100的厚度为145微米至155微米，例如150微米。
参考图4，在所述半导体衬底层100的一侧表面形成第一初始半导体钝化层130；在所述第一初始半导体钝化层130背离所述半导体衬底层100的一侧表面形成第一初始掺杂半导体层140。
所述第一初始半导体钝化层130的材料包括本征氢化非晶硅。
在一个实施例中，所述第一初始半导体钝化层的厚度为6nm－10nm。
所述第一初始掺杂半导体层140的导电类型与所述半导体衬底层100的导电类型不同。在其他实施例中，所述第一初始掺杂半导体层140的导电类型与所述半导体衬底层100的导电类型相同。
所述第一初始掺杂半导体层140的材料包括掺杂第一导电离子的非晶硅。
在一个实施例中，第一初始掺杂半导体层140的厚度为28nm～32nm，例如30nm。
本实施例中，参考图3，优选在形成第一初始半导体钝化层130、第一初始掺杂半导体层140之前，还包括：在所述半导体衬底层100的另一侧表面形成第三半导体钝化层110；在所述第三半导体钝化层110背离所述半导体衬底层100的一侧表面形成减反射层120。
形成第一初始半导体钝化层130、第一初始掺杂半导体层140之前先形成第三半导体钝化层110，第三半导体钝化层110可以保护半导体衬底层100的另一侧表面不被后续的工艺过程污染。
半导体衬底层100朝向第三半导体钝化层110的一侧是正面，半导体衬底层100朝向第一初始半导体钝化层140的一侧是背面，半导体衬底层100朝向第三半导体钝化层110的一侧表面的缺陷对于异质结背接触电池的电学性能的影响较大，需要对半导体衬底层100的正面进行较好的保护，因此本实施例中，形成第三半导体钝化层110之后形成第一初始半导体钝化层130。在其他实施例中，可以是：形成第一初始半导体钝化层130之后形成第三半导体钝化层110。
形成所述第三半导体钝化层110的工艺包括等离子增强化学气相沉积工艺(PECVD)。形成所述减反射层120的工艺包括等离子增强化学气相沉积工艺(PECVD)。在一个实施例中，所述第三半导体钝化层110的厚度为6nm－10nm，减反射层120的厚度为80nm－100nm。
所述第三半导体钝化层110的材料包括本征氢化非晶硅。
所述减反射层120的材料包括氮化硅。
本实施例中，在形成第一初始半导体钝化层140之前，形成第三半导体钝化层110和减反射层120。在其他实施例中，还可以是：在形成后续的第一透明导电膜和第二透明导电膜之后，形成第三半导体钝化层110和减反射层120。
本实施例中，还包括：在形成第三半导体钝化层110之前，对所述半导体衬底层100的另一侧表面进行制绒处理，使得半导体衬底层100的另一侧表面呈减反射绒面；在所述反射绒面形成第三半导体钝化层110；在所述第三半导体钝化层110背离所述半导体衬底层100的一侧表面形成减反射层120。
对所述半导体衬底层100的另一侧表面进行制绒处理之前，以及形成第一初始半导体钝化层130之前，例中，对所述半导体衬底层100的另一侧表面进行制绒处理之前，以及形成第一初始半导体钝化层130之前，还包括：对所述半导体衬底层100进行预清洗；进行预清洗之后，对所述半导体衬底层100的表面进行抛光处理；对所述半导体衬底层100的表面进行抛光处理之后，对所述半导体衬底层100的表面进行主清洗处理。
在一个实施例中，进行制绒处理的过程为：采用反应等离子刻蚀工艺对所述半导体衬底层的另一侧表面进行刻蚀，使得半导体衬底层100的另一侧表面呈减反射绒面。
在一个实施例中，所述反应等离子刻蚀工艺的参数包括：采用的气体包括SF6、O2和SiCl4，SF6的流量为1120sccm－1600sccm，O2的流量为1400sccm－2000sccm，SiCl4的流量为700sccm－1000sccm，腔室压强为25帕－30帕，温度为150℃～200℃，刻蚀速率为10mm/s－18mm/s。
由于采用了反应等离子刻蚀工艺形成减反射绒面，因此使得减反射绒面的反射率小于或等于7％。传统湿法刻蚀形成的减反射绒面的反射率大于10％，本实施例中的减反射绒面的反射率有明显降低，得到更好的光吸收和最优短路电流。
参考图5，在所述第一初始掺杂半导体层140背离所述半导体衬底层100的一侧表面形成初始隔离层150。
所述初始隔离层150的材料包括氮化硅。
在一个实施例中，所述初始隔离层150的厚度为60nm－120nm。
形成所述初始隔离层的工艺包括等离子增强化学气相沉积工艺，参数包括：采用的气体包括SiH4和NH3，温度为180～200℃，腔室压强为220mtorr－2200mtorr，沉积时间1min－2min，SiH4的流量为1800毫升/每分钟－2300毫升/每分钟，NH3的流量为6000毫升/每分钟－7000毫升/每分钟。
参考图6，对部分第一初始掺杂半导体层140和部分第一初始半导体钝化层130进行第一激光消融处理，对部分第一初始掺杂半导体层140和部分第一初始半导体钝化层130进行第一激光消融处理的过程中，还对初始隔离层150进行了第一激光消融处理，第一激光消融处理之后进行第一清洗处理，形成第一开口160，且使第一初始半导体钝化层130形成第一半导体钝化层130a，使第一初始掺杂半导体层140形成第一掺杂半导体层140a，使初始隔离层150形成隔离层150a。
在一个实施例中，所述第一激光消融处理的参数包括：采用的激光为紫外光或者绿光激光，采用的激光的脉冲宽度为皮秒级或飞秒级，激光功率为30W～50W。优选的，所述第一激光消融处理采用的激光的波长为355nm或532nm。
在一个实施例中，所述第一清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为碱性溶液，碱性溶液的质量浓度为3％－5％，碱性溶液为KOH溶液或NaOH溶液，清洗时间为100秒～130秒；或者，所述第一清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为HF溶液和HCl溶液的混合液，清洗溶液中的HF的质量浓度为40％～55％，清洗溶液中的HCl的质量浓度为30％～40％，清洗时间为100秒～130秒。
所述异质结背接触电池的制备方法还包括：在形成第二半导体钝化层和第二掺杂半导体层的过程中，在部分所述隔离层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第二附加钝化层和第二附加掺杂层，所述第二附加钝化层的材料和所述第二半导体钝化层的材料相同，所述第二附加掺杂层的材料和所述第二掺杂半导体层的材料相同，第二附加掺杂层位于第二附加钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面，在所述隔离层中形成第二开口，所述第二开口暴露出第一掺杂半导体层。
形成所述第二半导体钝化层和第二掺杂半导体层、第二附加钝化层和第二附加掺杂层的步骤包括：在所述第一开口中、以及所述隔离层背离所述半导体衬底层的一侧依次形成第二初始钝化膜和第二初始掺杂半导体膜；对部分隔离层以及部分隔离层背离所述半导体衬底层的一侧的第二初始钝化膜和第二初始掺杂半导体膜进行第二激光消融处理和第二清洗处理，使隔离层背离所述半导体衬底层的一侧的第二初始钝化膜形成第二附加钝化层，使隔离层背离所述半导体衬底层的一侧的第二初始掺杂半导体膜形成第二附加掺杂层，且在隔离层中形成第二开口。对所述第一开口中的第二初始钝化膜和第二初始掺杂半导体膜与所述第一半导体钝化层和所述第一掺杂半导体层交界的区域依次进行第三激光消融处理和第三清洗处理，使所述第一开口中的第二初始钝化膜形成所述第二半导体钝化层，使所述第一开口中的第二初始掺杂半导体膜形成所述第二掺杂半导体层。
形成所述第一透明导电膜和所述第二透明导电膜的步骤包括：在进行第二清洗处理之后，且在进行第三激光消融处理之前，在所述第一掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面、第二初始掺杂半导体膜背离所述半导体衬底层的一侧表面形成透明导电膜；在进行所述第三激光消融处理的步骤中，所述第三激光消融处理还去除了部分所述透明导电膜，使得透明导电膜形成所述第一透明导电膜和所述第二透明导电膜，所述第一透明导电膜和所述第二透明导电膜相离。
参考图7，在所述第一开口160中、以及所述隔离层150a背离所述半导体衬底层100的一侧依次形成第二初始钝化膜170和第二初始掺杂半导体膜180。
需要说明的是，第二初始钝化膜170为保形沉积，第二初始掺杂半导体膜180为保形沉积，也就是第一开口160中的第二初始钝化膜170和所述隔离层150a背离所述半导体衬底层100的一侧的第二初始钝化膜170是连接在一起的，第一开口160中的第二初始掺杂半导体膜180和所述隔离层150a背离所述半导体衬底层100的一侧的第二初始掺杂半导体膜180是连接在一起的。
所述第二初始钝化膜170的材料包括本征氢化硅。在一个实施例中，第二初始钝化膜170的厚度为6nm－10nm。
所述第二初始掺杂半导体膜180的材料包括掺杂第二导电离子的非晶硅。第二导电离子和第一导电离子的导电类型不同。
在一个实施例中，所述第二初始掺杂半导体膜180的厚度为28nm～32nm，例如30nm。
参考图8，对部分隔离层150a以及部分隔离层150a背离所述半导体衬底层100的一侧的第二初始钝化膜170和第二初始掺杂半导体膜180进行第二激光消融处理和第二清洗处理，使隔离层150a背离所述半导体衬底层100的一侧的第二初始钝化膜170形成第二附加钝化层170a，使隔离层150a背离所述半导体衬底层100的一侧的第二初始掺杂半导体膜180形成第二附加掺杂层180a，且在隔离层150a中形成第二开口190。
在一个实施例中，所述第二激光消融处理的参数包括：采用的激光为紫外光或者绿光激光，采用的激光的脉冲宽度为皮秒级或飞秒级，激光功率为30W～50W；优选的，第二激光消融处理采用的激光的波长为355nm或532nm。
在一个实施例中，所述第二清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为HF溶液和HCl溶液的混合液，清洗溶液中的HF的质量浓度为40％～55％，清洗溶液中的HCl的质量浓度为30％～40％，清洗时间为100秒～130秒。
参考图9，在进行第二清洗处理之后，且在进行第三激光消融处理之前，在所述第一掺杂半导体层140a背离所述半导体衬底层100的一侧表面、第一开口160中的第二初始掺杂半导体膜180背离所述半导体衬底层100的一侧表面形成透明导电膜200。
所述透明导电膜200的材料包括氧化铟锡。在一个实施例中，所述透明导电膜200的厚度为70nm－100nm。
参考图10和图11，图10为在图9基础上的示意图，图11为图10的俯视图，对第一开口中的第二初始钝化膜170和第二初始掺杂半导体膜180第一半导体钝化层130a和第一掺杂半导体层140a交界的区域依次进行第三激光消融处理和第三清洗处理，使第一开口160中的第二初始钝化膜170形成第二半导体钝化层170b，使第一开口160中的第二初始掺杂半导体膜180形成第二掺杂半导体层180b；在进行所述第三激光消融处理的步骤中，所述第三激光消融处理还去除了第一开口160中的透明导电膜200与第一半导体钝化层130a和第一掺杂半导体层140a的交界区域，使得透明导电膜200形成所述第一透明导电膜200a和所述第二透明导电膜200b，所述第一透明导电膜200a和所述第二透明导电膜200b相离。
所述第三激光消融处理的参数包括：采用的激光为绿光激光，采用的激光的脉冲宽度为纳秒级；优选的，第三激光消融处理采用的激光的波长为532nm。
所述第三清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为碱性溶液，碱性溶液的质量浓度为3％－5％，碱性溶液为KOH溶液或NaOH溶液，清洗时间为100秒～130秒；或者，所述第一清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为HF溶液和HCl溶液的混合液，清洗溶液中的HF的质量浓度为40％～55％，清洗溶液中的HCl的质量浓度为30％～40％，清洗时间为100秒～130秒。
本实施例的异质结背接触电池的制备方法，采用激光消融方式形成同处于背面的正面连接栅线和背面连接栅线，使得栅线的图形化精度提高，高宽比得到优化。
本实施例中，还包括：在第一透明导电膜200a背离半导体衬底层100的一侧表面形成第一栅线，在第二透明导电膜200b背离半导体衬底层100的一侧表面形成第二栅线。
在一个实施例中，第二透明导电膜200b和第一透明导电膜200a交错平行排布。
第一掺杂半导体层140a和第二掺杂半导体层180b的导电类型相反，当第一掺杂半导体层140a的导电类型和半导体衬底层100的导电类型相反时，第一掺杂半导体层140a和半导体衬底层100形成PN结，当第二掺杂半导体层180b的导电类型和半导体衬底层100的导电类型相反时，第二掺杂半导体层180b和半导体衬底层100形成PN结。半导体衬底层100朝向第三半导体钝化层110的一侧是正面，光通过减反射层120和第三半导体钝化层110照射在半导体衬底层100中，减反射层120能使得光的反射率减小且透过率提高。光照射在PN结产生光生载流子。第三半导体钝化层110位于正面一侧，场势垒阻止少子向正面移动。第一透明导电膜200a和第二透明导电膜200b收集光生载流子。
本发明还提供一种采用上述异质结背接触电池的制备方法形成的异质结背接触电池，参考图10和图11，包括：半导体衬底层100；位于所述半导体衬底100层的一侧表面的第一半导体钝化层130a、以及位于第一半导体钝化层130a背离所述半导体衬底层100一侧表面的第一掺杂半导体层140a；第一开口160，贯穿所述第一掺杂半导体层140a和第一半导体钝化层130a；位于第一开口160中的第二半导体钝化层170b和第二掺杂半导体层180b，第二掺杂半导体层180b位于第二半导体钝化层170b背离半导体衬底层100一侧表面，第二掺杂半导体层180b和第二半导体钝化层170b均与第一半导体钝化层130a和第一掺杂半导体层140a相离。所述第二掺杂半导体层180b和所述第一掺杂半导体层140a的导电类型相反、且位于所述半导体衬底层的同一侧。
第二掺杂半导体层180b和第二半导体钝化层170b均与第一半导体钝化层130a和第一掺杂半导体层140a相离指的是：第二掺杂半导体层180b和第二半导体钝化层170b均与第一半导体钝化层130a相离，且第二掺杂半导体层180b和第二半导体钝化层170b均与第一掺杂半导体层140a相离。
本实施例中，还包括：第一透明导电膜200a和第二透明导电膜200b，第一透明导电膜200a位于所述第一掺杂半导体层140a背离所述半导体衬底层100的一侧表面，第二透明导电膜200b位于所述第二掺杂半导体层180b背离所述半导体衬底层100的一侧表面，所述第一透明导电膜200a和所述第二透明导电膜200b相离。
本实施例中，还包括：隔离层150a，位于部分第一掺杂半导体层140a背离半导体衬底层100的一侧表面；第二附加钝化层170a，位于隔离层150a背离半导体衬底层100的一侧表面；第二附加掺杂层180a，位于第二附加钝化层170a背离半导体衬底层100的一侧表面。在隔离层150a中具有第二开口190(参考图8)，第一透明导电膜200a位于第二开口190中。
本实施例中，还包括：位于第一透明导电膜200a背离半导体衬底层100的一侧表面形成第一栅线，在第二透明导电膜200b背离半导体衬底层100的一侧表面形成第二栅线。
本实施例中，还包括：位于所述半导体衬底层100背离第一半导体钝化层130a一侧表面的第三半导体钝化层110；位于所述第三半导体钝化层110背离所述半导体衬底层100的一侧表面的减反射层120。
以半导体衬底层100为N型衬底为例进行说明，因第一掺杂半导体层140a和第二掺杂半导体层180b的导电类型相反，当第一掺杂半导体层140a的掺杂类型为P型时，第二掺杂半导体层180b的掺杂类型为N型。第一掺杂半导体层140a和半导体衬底层100形成PN结，光生载流子的电子向半导体衬底层100中移动，空穴向第一掺杂半导体层140a中移动；第二掺杂层180b的掺杂浓度远高于半导体衬底层100的掺杂浓度，第二掺杂半导体层180b和半导体衬底层100之间形成内建电场，使得光生载流子的电子向第二掺杂半导体层180b中移动，空穴向半导体衬底100中移动。因此，当受到光照产生载流子时，电子向第二掺杂半导体层180b中移动，第二掺杂半导体层180b为电池负极，空穴向第一掺杂半导体层140a中移动，第一掺杂半导体层140a为电池正极。同理类推，若第一掺杂半导体层140a为N型掺杂时，则第二掺杂半导体层180b为P型掺杂，那么，第一掺杂半导体层140a为电池负极，第二掺杂半导体层180b为电池正极。
半导体衬底层100朝向第三半导体钝化层110的一侧是正面，光通过减反射层120和第三半导体钝化层110照射在半导体衬底层100中，减反射层120能使得光的反射率减小且透过率提高。第三半导体钝化层110位于正面一侧，场势垒阻止少子向正面移动。第一透明导电膜200a和第二透明导电膜200b收集光生载流子。第一透明导电膜200a和第二透明导电膜200b分别收集电性不同的光生载流子。
由于异质结背接触电池的正面没有栅线阻挡，光照较强且面积得到充分利用，电池转换效率高；异质结背接触电池的背面虽然设置第一栅线和第二栅线，但是由于背面光照较正面并非直接照射(包括反射等)，所以对光学损耗的影响不大。
综合来看，异质结背接触电池能减小光学损耗。此外，第二掺杂半导体层和第二半导体钝化层均与第一半导体钝化层和第一掺杂半导体层相离，由此第二掺杂半导体层和第一掺杂半导体层之间横向的电学串扰减小；并且，电极栅线印在背面，无需考虑遮光面积的因素，对栅线宽度没有特别要求(可以设计宽栅线)所以电阻损耗小，能够减小电阻损耗。综上，异质结背接触电池由于栅线的图形化精度提高，高宽比得到优化，因此能在一定程度上减小光学损耗和电阻损耗，能够提高Jsc和FF，Jsc较常规HJT电池能提高6％以上，效率提高1.5％以上。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种异质结背接触电池的制备方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底层；
在所述半导体衬底层的一侧表面形成第一初始半导体钝化层；
在所述第一初始半导体钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第一初始掺杂半导体层；
对部分第一初始掺杂半导体层和部分第一初始半导体钝化层进行第一激光消融处理，第一激光消融处理之后进行第一清洗处理，形成第一开口，且使所述第一初始半导体钝化层形成位于所述第一开口侧部的第一半导体钝化层，使所述第一初始掺杂半导体层形成位于所述第一开口侧部的第一掺杂半导体层；
在所述第一开口内形成第二半导体钝化层和位于第二半导体钝化层背离半导体衬底层一侧表面的第二掺杂半导体层，所述第二掺杂半导体层和所述第二半导体钝化层均与所述第一半导体钝化层和所述第一掺杂半导体层相离，所述第二掺杂半导体层和所述第一掺杂半导体层的导电类型相反、且位于所述半导体衬底层的同一侧；
在所述第一掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第一透明导电膜；在所述第二掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第二透明导电膜；
在第一透明导电膜背离半导体衬底层的一侧表面形成第一栅线，在第二透明导电膜背离半导体衬底层的一侧表面形成第二栅线。
2.根据权利要求1所述的异质结背接触电池的制备方法，其特征在于，所述第一激光消融处理的参数包括：采用的激光为紫外光或者绿光激光，采用的激光的脉冲宽度为皮秒级或飞秒级，激光功率为30W～50W；
优选的，所述采用的激光的波长为355nm或532nm。
3.根据权利要求1所述的异质结背接触电池的制备方法，其特征在于，所述第一清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为碱性溶液，碱性溶液的质量浓度为3％－5％，碱性溶液为KOH溶液或NaOH溶液，清洗时间为100秒～130秒；
或者，所述第一清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为HF溶液和HCl溶液的混合液，清洗溶液中的HF的质量浓度为40％～55％，清洗溶液中的HCl的质量浓度为30％～40％，清洗时间为100秒～130秒。
4.根据权利要求1所述的异质结背接触电池的制备方法，其特征在于，还包括：对部分第一初始掺杂半导体层和部分第一初始半导体钝化层进行第一激光消融处理之前，在所述第一初始掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成初始隔离层；对部分第一初始掺杂半导体层和部分第一初始半导体钝化层进行第一激光消融处理的过程中，还对所述初始隔离层进行了第一激光消融处理，使所述初始隔离层形成隔离层；
所述异质结背接触电池的制备方法还包括：在形成第二半导体钝化层和第二掺杂半导体层的过程中，在部分所述隔离层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第二附加钝化层和第二附加掺杂层，所述第二附加钝化层的材料和所述第二半导体钝化层的材料相同，所述第二附加掺杂层的材料和所述第二掺杂半导体层的材料相同，所述第二附加掺杂层位于所述第二附加钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面，在所述隔离层中形成第二开口，所述第二开口暴露出所述第一掺杂半导体层。
5.根据权利要求4所述的异质结背接触电池的制备方法，其特征在于，形成所述第二半导体钝化层和所述第二掺杂半导体层、所述第二附加钝化层和所述第二附加掺杂层的步骤包括：在所述第一开口中、以及所述隔离层背离所述半导体衬底层的一侧依次形成第二初始钝化膜和第二初始掺杂半导体膜；对部分所述隔离层以及部分隔离层背离所述半导体衬底层的一侧的第二初始钝化膜和第二初始掺杂半导体膜进行第二激光消融处理和第二清洗处理，使隔离层背离所述半导体衬底层的一侧的第二初始钝化膜形成第二附加钝化层，使隔离层背离所述半导体衬底层的一侧的第二初始掺杂半导体膜形成第二附加掺杂层，且在所述隔离层中形成第二开口；
对所述第一开口中的第二初始钝化膜和第二初始掺杂半导体膜与所述第一半导体钝化层和所述第一掺杂半导体层交界的区域依次进行第三激光消融处理和第三清洗处理，使所述第一开口中的第二初始钝化膜形成所述第二半导体钝化层，使所述第一开口中的第二初始掺杂半导体膜形成所述第二掺杂半导体层。
6.根据权利要求5所述的异质结背接触电池的制备方法，其特征在于，所述第二激光消融处理的参数包括：采用的激光为紫外光或者绿光激光，采用的激光的脉冲宽度为皮秒级或飞秒级，激光功率为30W～50W；优选的，所述采用的激光的波长为355nm或532nm；
优选的，所述第二清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为HF溶液和HCl溶液的混合液，清洗溶液中的HF的质量浓度为40％～55％，清洗溶液中的HCl的质量浓度为30％～40％，清洗时间为100秒～130秒。
7.根据权利要求5所述的异质结背接触电池的制备方法，其特征在于，所述第三激光消融处理的参数包括：采用的激光为绿光激光，采用的激光的脉冲宽度为纳秒级；优选的，采用的激光的波长为532nm；
优选的，所述第三清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为碱性溶液，碱性溶液的质量浓度为3％－5％，碱性溶液为KOH溶液或NaOH溶液，清洗时间为100秒～130秒；
或者，所述第一清洗处理的参数包括：采用的清洗溶液为HF溶液和HCl溶液的混合液，清洗溶液中的HF的质量浓度为40％～55％，清洗溶液中的HCl的质量浓度为30％～40％，清洗时间为100秒～130秒。
8.根据权利要求1－4任一项所述的异质结背接触电池的制备方法，其特征在于，还包括：在所述半导体衬底层的另一侧表面进行制绒处理，形成减反射绒面；在所述反射绒面形成第三半导体钝化层；在所述第三半导体钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成减反射层。
9.根据权利要求8所述的异质结背接触电池的制备方法，其特征在于，形成所述第一透明导电膜和所述第二透明导电膜的步骤包括：在进行第二清洗处理之后，且在进行第三激光消融处理之前，在所述第一掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面、第二初始掺杂半导体膜背离所述半导体衬底层的一侧表面形成透明导电膜；在进行所述第三激光消融处理的步骤中，所述第三激光消融处理还去除了所述第一开口中的透明导电膜与所述第一半导体钝化层和所述第一掺杂半导体层的交界区域，使得透明导电膜形成所述第一透明导电膜和所述第二透明导电膜。
10.一种异质结背接触电池，其特征在于，包括：
半导体衬底层；
位于所述半导体衬底层的一侧表面的第一半导体钝化层、以及位于所述第一半导体钝化层背离所述半导体衬底层一侧表面的第一掺杂半导体层；
第一开口，贯穿所述第一掺杂半导体层和所述第一半导体钝化层；
位于所述第一开口内的第二半导体钝化层和第二掺杂半导体层，所述第二掺杂半导体层位于所述第二半导体钝化层背离所述半导体衬底层一侧表面，所述第二掺杂半导体层和所述第二半导体钝化层均与所述第一半导体钝化层和所述第一掺杂半导体层相离；所述第二掺杂半导体层和所述第一掺杂半导体层的导电类型相反、且位于所述半导体衬底层的同一侧；
位于所述第一掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面的第一透明导电膜；
位于所述第二掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧表面的第二透明导电膜；
位于所述第一透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧表面的第一栅线；
位于所述第二透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧表面的第二栅线。
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