CN116914024B - 异质结电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏电池技术领域，具体涉及一种异质结电池及其制备方法，其中异质结电池的制备方法包括：提供半导体衬底层；在半导体衬底层的一侧表面形成第一掺杂半导体层；在第一掺杂半导体层背离半导体衬底层的一侧表面形成第一本征钝化层；在半导体衬底层的另一侧表面形成第二本征钝化层；在第一本征钝化层背离半导体衬底层的一侧表面形成第二掺杂半导体层，第一掺杂半导体层的掺杂浓度低于或者等于第二掺杂半导体层的掺杂浓度；在第二本征钝化层背离半导体衬底层的一侧表面形成第三掺杂半导体层。所述异质结电池的制备方法可以提高异质结电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，具体涉及一种异质结电池及其制备方法。
背景技术
太阳能电池是一种环境友好型新能源电池，太阳能电池广泛的应用在我们的生活和生产中。异质结电池是其中一种非常具有发展前景的重要的太阳能电池，异质结(HeteroJunction with intrinsic Thin layer，简称HJT)电池就是以N型单晶硅衬底为中心，N型单晶硅衬底的两侧分别各设置一层本征非晶硅层，在两侧本征非晶硅层外侧分别设置P型掺杂层和N型掺杂层，在P型掺杂层和N型掺杂层外侧均设置了透明导电氧化层(TCO)和导电引流作用的银栅线电极。N型单晶硅衬底两侧的本征非晶硅层对N型单晶硅衬底表面具有化学钝化效果，两侧本征非晶硅层外侧分别设置的P型掺杂层和N型掺杂层相互作用可以形成贯穿N型单晶硅衬底和本征层内建电场，内建电场将作用于自由载流子，使其发生定向移动，提高自由载流子的迁移率，因而使异质结电池的转换效率提高，使得异质结电池成为非常具有市场竞争力的太阳能电池技术。
然而，P型掺杂层和N型掺杂层相互作用形成的内建电场强度有限，且受N型单晶硅衬底厚度的影响，同时也会受到N型单晶硅衬底两侧本征层厚度影响，使得电场强度较弱，向两端移动的自由载流子也越少，不能及时被两端收集的自由载流子就会被复合损失掉，载流子损失越多就是异质结电池的短路电流(Isc)损失，最终都会降低异质结电池的光电转换效率。
可见，现在亟需一种新型结构的异质结电池来提升内建电场强度，以提升异质结电池的光电转换效率。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中异质结电池的光电转换效率低的缺陷，从而提供一种异质结电池及其制备方法。
本发明提供一种异质结电池的制备方法，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掺杂半导体层，所述第一掺杂半导体层的导电类型与半导体衬底层的导电类型相反；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本征钝化层；在所述半导体衬底层的另一侧表面形成第二本征钝化层；在所述第一本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第二掺杂半导体层，所述第二掺杂半导体层的导电类型和所述半导体衬底层的导电类型相反，所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度低于或者等于所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度；在所述第二本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第三掺杂半导体层，所述第三掺杂半导体层的导电类型与所述半导体衬底层的导电类型相同。
可选的，形成所述第一掺杂半导体层的工艺包括等离子体增强化学气相沉积工艺。
可选的，形成所述第一掺杂半导体层的工艺参数包括：采用的气体包括氢气、硅烷和硼烷的混合气体，氢气与硅烷的流量比为3：5－4：5，硼烷与硅烷的流量比为1：2－1：3，沉积功率为2500W－3500W，沉积温度为180℃－200℃。
可选的，形成所述第一掺杂半导体层采用的气体还包括二氧化碳和甲烷中的一种或者两种，在形成所述第一掺杂半导体层采用的气体包括二氧化碳和甲烷时，氧原子与硅原子的数量比值为0.1－1，碳原子与硅原子的数量比值为0.1－1.2。
可选的，形成第二掺杂半导体层的工艺包括等离子体增强化学气相沉积工艺，形成第三掺杂半导体层的工艺包括等离子体增强化学气相沉积工艺。
可选的，形成所述第二掺杂半导体层的工艺参数包括：采用的气体包括氢气、硅烷和硼烷的混合气体，氢气与硅烷的流量比为3：5－4：5，硼烷与硅烷的流量比为1：2－1：3，沉积功率为2500W－3500W，沉积温度为180℃－200℃。
可选的，形成所述第二掺杂半导体层采用的气体还包括二氧化碳和甲烷中的一种或者两种，在形成所述第二掺杂半导体层采用的气体包括二氧化碳和甲烷时，氧原子与硅原子数量比值为0.1－1，碳原子与硅原子的数量比值为0.1－1.2。
可选的，形成所述第三掺杂半导体层的工艺参数包括：采用的气体包括氢气、硅烷和硼烷的混合气体，氢气与硅烷的流量比为3：5－4：5，硼烷与硅烷的流量比为1：2－1：3，沉积功率为2500W－3500W，沉积温度为180℃－200℃。
可选的，形成所述第三掺杂半导体层采用的气体还包括二氧化碳和甲烷中的一种或者两种，在形成所述第三掺杂半导体层采用的气体包括二氧化碳和甲烷时，氧原子与硅原子的数量比值为0.1－1，碳原子与硅原子的数量比值为0.1－1.2。
可选的，所述第一掺杂半导体层的材料包括掺杂第一导电离子的非晶硅、纳米晶硅、掺氧非晶硅、掺氧纳米晶硅、掺碳非晶硅、掺碳纳米晶硅中的任意一种；所述第二掺杂半导体层的材料包括掺杂第一导电离子的非晶硅、纳米晶硅、掺氧非晶硅、掺氧纳米晶硅、掺碳非晶硅、掺碳纳米晶硅中的任意一种；所述第三掺杂半导体层的材料包括掺杂第二导电离子的非晶硅、纳米晶硅、掺氧非晶硅、掺氧纳米晶硅、掺碳非晶硅、掺碳纳米晶硅中的任意一种；所述第一本征钝化层的材料包括非晶硅或纳米晶硅中的任意一种；所述第二本征钝化层的材料包括非晶硅或纳米晶硅中的任意一种。
可选的，当所述第一导电离子的导电类型为P型时，第一导电离子为硼离子。
可选的，还包括：在所述第二掺杂半导体层背离所述半导体衬底层一侧表面形成第一透明导电层；在所述第三掺杂半导体层背离所述半导体衬底层一侧表面形成第二透明导电层；所述第一透明导电层、所述第二透明导电层的材料包括氧化锡和氧化铟的混合物、或者氧化钨和氧化铟的混合物。
可选的，所述第一透明导电层的材料包括氧化锡和氧化铟的混合物时，所述第一透明导电层中氧化锡的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99；所述第一透明导电层的材料包括氧化钨和氧化铟的混合物时，所述第一透明导电层中氧化钨的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99；所述第二透明导电层的材料包括氧化锡和氧化铟的混合物时，所述第二透明导电层中氧化锡的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99；所述第二透明导电层的材料包括氧化钨和氧化铟的混合物时，所述第二透明导电层中氧化钨的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99。
可选的，所述第一透明导电层的厚度为75nm－100nm，所述第二透明导电层的厚度为75nm－100nm。
可选的，所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度为所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度的0.05倍－1倍。
可选的，所述第一掺杂半导体层的厚度为所述第二掺杂半导体层的厚度的1/10－1/2。
可选的，所述第一掺杂半导体层的厚度为3nm－6nm，所述第二掺杂半导体层的厚度为20nm－60nm。
本发明还提供一种异质结电池，包括：半导体衬底层；第一掺杂半导体层，位于所述半导体衬底层的一侧表面，所述第一掺杂半导体层的导电类型与半导体衬底层的导电类型相反；第一本征钝化层，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；第二本征钝化层，位于所述半导体衬底层的另一侧表面；第二掺杂半导体层，位于所述第一本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面，所述第二掺杂半导体层的导电类型和所述半导体衬底层的导电类型相反，所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度低于或者等于所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度；第三掺杂半导体层，位于所述第二本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面，所述第三掺杂半导体层的导电类型与所述半导体衬底层的导电类型相同。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的异质结电池的制备方法，包括在所述半导体衬底层的一侧表面形成第一掺杂半导体层，所述第一掺杂半导体层的导电类型与半导体衬底层的导电类型相反；在所述第一掺杂半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成第一本征钝化层；在所述半导体衬底层的另一侧表面形成第二本征钝化层；在所述第一本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧形成第二掺杂半导体层，所述第二掺杂半导体层的导电类型和所述半导体衬底层的导电类型相反，所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度低于或者等于所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度；在所述第二本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧形成第三掺杂半导体层，所述第三掺杂半导体层的导电类型与所述半导体衬底层的导电类型相同。因此所述第二掺杂半导体层和所述第三掺杂半导体层可构成PN结形成内建电场；所述第一本征钝化层位于所述第二掺杂半导体层和所述第一掺杂半导体层之间；所述第一掺杂半导体层位于所述半导体衬底层和所述第二掺杂半导体层之间且与所述半导体衬底层接触，所述第一掺杂半导体层的导电类型与所述半导体衬底层的导电类型相反，所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度低于或者等于所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度，这样不会改变电场的方向，有利于载流子的传输，且所述第一掺杂半导体层与所述半导体衬底层也可以形成PN结，同时所述第一掺杂半导体层与所述半导体衬底层形成的内建电场强度不会受到所述第一本征钝化层厚度的影响，因此可以进一步提高异质结电池的内建电场强度，提高向异质结电池两端移动的自由载流子数量，避免异质结电池两端收集的自由载流子被复合损失掉，从而达到提升异质结电池开路电压的目的，开路电压得到提升会使得异质结电池内部自由载流子的迁移率也提高，因此对异质结电池的短路电流也有促进作用，最终达到提升异质结电池转换效率的目的。因此，所述异质结电池的制备方法可以提高异质结电池的光电转换效率。
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电池的制备方法的流程图；
图2－图3为本发明一实施例提供的异质结电池制备过程的结构示意图。
附图标记说明：
1－半导体衬底层；
21－第一掺杂半导体层；22－第二掺杂半导体层；23－第三掺杂半导体层；
31－第一本征钝化层；32－第二本征钝化层；
41－第一透明导电层；42－第二透明导电层；
51－第一电极层；52－第二电极层。
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，可以是两个元件内部的连通。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。
实施例1
本实施例提供一种异质结电池的制备方法，参考图1，包括以下步骤：
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表面形成第一掺杂半导体层，所述第一掺杂半导体层的导电类型与半导体衬底层的导电类型相反；
步骤S3：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本征钝化层；
步骤S4：在所述半导体衬底层的另一侧表面形成第二本征钝化层；
步骤S5：在所述第一本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第二掺杂半导体层，所述第二掺杂半导体层的导电类型和所述半导体衬底层的导电类型相反，所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度低于或者等于所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度；
步骤S6：在所述第二本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第三掺杂半导体层，所述第三掺杂半导体层的导电类型与所述半导体衬底层的导电类型相同。
本实施例提供的异质结电池的制备方法，所述第二掺杂半导体层的导电类型和所述半导体衬底层的导电类型相反，所述第三掺杂半导体层的导电类型与所述半导体衬底层的导电类型相同，因此所述第二掺杂半导体层和所述第三掺杂半导体层的导电类型互异，二者可构成PN结形成内建电场；所述第一本征钝化层位于所述第二掺杂半导体层和所述第一掺杂半导体层之间；所述第一掺杂半导体层位于所述半导体衬底层和所述第二掺杂半导体层之间且与所述半导体衬底层接触，所述第一掺杂半导体层的导电类型与所述半导体衬底层的导电类型相反，所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度低于或者等于所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度，这样可以保持电场的方向，并且有利于载流子的传输，所述第一掺杂半导体层与所述半导体衬底层也可以形成PN结，且所述第一掺杂半导体层与所述半导体衬底层形成的内建电场强度不会受到所述第一本征钝化层厚度的影响，因此可以进一步提高异质结电池的内建电场强度，提高向异质结电池两端移动的自由载流子数量，避免异质结电池两端收集的自由载流子被复合损失掉，从而达到提升异质结电池开路电压的目的，开路电压的提升会进而使得异质结电池内部自由载流子的迁移率提高，因此对异质结电池的短路电流也有促进作用，最终达到提升异质结电池转换效率的目的。因此，所述异质结电池的制备方法可以提高异质结电池的光电转换效率。
下面参考图2至图3详细介绍所述异质结电池的制备方法。
参考图2，提供半导体衬底层1。在一个实施例中，需对所述半导体衬底层1进行清洗处理，之后进行制绒处理或者抛光处理，清洗处理目的是去除半导体衬底层表面的有机杂质、颗粒等污染，减少半导体衬底层表面复合，制绒处理的目的是为了形成金字塔绒面的半导体衬底层，抛光处理目的是形成表面光滑的半导体衬底层。本实施例中，半导体衬底层1的导电类型为N型，半导体衬底层1的材料包括单晶硅半导体衬底层；在其他实施例中，半导体衬底层1的导电类型还可以为P型。
继续参考图2，在所述半导体衬底层1的一侧表面形成第一掺杂半导体层21，所述第一掺杂半导体层的导电类型与半导体衬底层1的导电类型相反。本实施例中，所述第一掺杂半导体层21的导电类型为P型。
在一个实施例中，形成所述第一掺杂半导体层21的工艺包括等离子体增强化学气相沉积工艺。
在一个实施例中，形成所述第一掺杂半导体层21的工艺参数包括：采用的气体包括氢气、硅烷和硼烷的混合气体，氢气与硅烷的流量比为3：5－4：5，例如：3.5：5，硼烷与硅烷的流量比为1：2－1：3，例如：1：2.5，沉积功率为2500W－3500W，例如3000W，沉积温度为180℃－200℃，例如190℃。
在一个具体的实施例中，形成所述第一掺杂半导体层21过程中，氢气的流量为1000sccm－10000sccm，例如2000sccm；硅烷的流量为10sccm－1000sccm，例如200sccm；硼烷的流量为10sccm－500sccm，例如200sccm。
在一个实施例中，形成所述第一掺杂半导体层21采用的气体还包括二氧化碳和甲烷中的一种或者两种，这样使得第一掺杂半导体层中掺杂碳原子或氧原子可以提高第一掺杂半导体层的带隙，有利于更多的光线进入半导体衬底层产生载流子，提高光的利用率；在形成所述第一掺杂半导体层采用的气体包括二氧化碳和甲烷时，氧原子与硅原子的数量比值为0.1－1，例如0.5、0.6或者0.8；碳原子与硅原子的数量比值为0.1－1.2，例如0.5、0.6、0.8或者1。
在一个具体的实施例中，形成所述第一掺杂半导体层21过程中，二氧化碳的流量为0－500sccm；甲烷的流量为0－300sccm。
在一个实施例中，所述第一掺杂半导体层21的材料包括掺杂第一导电离子的非晶硅、纳米晶硅、掺氧非晶硅、掺氧纳米晶硅、掺碳非晶硅、掺碳纳米晶硅中的任意一种。
在一个实施例中，当所述第一导电离子的导电类型为P型时，第一导电离子为硼离子。所述硼离子用于产生空穴。
继续参考图2，在所述第一掺杂半导体层21背离所述半导体衬底层1的一侧形成第一本征钝化层31。
在一个实施例中，所述第一本征钝化层31的厚度为4nm－8nm，例如5nm或者7nm。
在一个实施例中，所述第一本征钝化层31的材料包括非晶硅或纳米晶硅。
继续参考图2，在所述半导体衬底层1的另一侧表面形成第二本征钝化层32。
在一个实施例中，所述第二本征钝化层32的厚度为4nm－8nm，例如5nm或者7nm。
在一个实施例中，所述第二本征钝化层32的材料包括非晶硅或纳米晶硅。
继续参考图2，在所述第一本征钝化层31背离所述半导体衬底层1的一侧表面形成第二掺杂半导体层22，所述第二掺杂半导体层22的导电类型和所述半导体衬底层1的导电类型相反，所述第一掺杂半导体层21的掺杂浓度低于或者等于所述第二掺杂半导体层22的掺杂浓度。
在一个实施例中，形成第二掺杂半导体层22的工艺包括等离子体增强化学气相沉积工艺。
在一个实施例中，形成所述第二掺杂半导体层22的工艺参数包括：采用的气体包括氢气、硅烷和硼烷的混合气体，氢气与硅烷的流量比为3：5－4：5，例如：3.5：5，硼烷与硅烷的流量比为1：2－1：3，例如：1：2.5，沉积功率为2500W－3500W，例如3000W；沉积温度为180℃－200℃，例如190℃。
在一个具体的实施例中，形成第二掺杂半导体层22过程中，氢气的流量为1000sccm－10000sccm，例如2000sccm；硅烷的流量为10sccm－1000sccm，例如200sccm；硼烷的流量为10sccm－500sccm，例如200sccm。
在一个实施例中，形成所述第二掺杂半导体层22采用的气体还包括二氧化碳和甲烷中的一种或者两种，这样使得第二掺杂半导体层中掺杂碳原子或氧原子可以提高第二掺杂半导体层的带隙，有利于更多的光线进入半导体衬底层产生载流子，提高光的利用率；其中，氧原子与硅原子数量比值为0.1－1，例如0.5、0.6或者0.8；碳原子与硅原子的数量比值为0.1－1.2，例如0.5、0.6、0.8或者1。
在一个具体的实施例中，形成所述第二掺杂半导体层22过程中，二氧化碳的流量为0－500sccm，例如200sccm；甲烷的流量为0－300sccm，例如200sccm。
在一个实施例中，所述第一掺杂半导体层21的掺杂浓度为所述第二掺杂半导体层22的掺杂浓度的0.05倍－1倍，例如0.06倍、0.1倍、0.3倍、0.7倍或者0.8倍；若所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度小于所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度的0.05倍，则提高异质结电池的内建电场强度的效果不明显，提高异质结电池的光电转换效率的效果不明显；若所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度大于所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度的1倍，则提高载流子迁移率的程度较低。
在一个实施例中，所述第一掺杂半导体层21的厚度为所述第二掺杂半导体层22的厚度的1/10－1/2，例如1/9、1/8、1/7、1/3；若所述第一掺杂半导体层的厚度小于所述第二掺杂半导体层的厚度的1/10，则提高异质结电池的内建电场强度的效果不明显，则提高载流子迁移率的程度较低；若所述第一掺杂半导体层的厚度大于所述第二掺杂半导体层的厚度的1/2，则载流子在第一掺杂半导体层中的传输距离过大，第一掺杂半导体层的电阻也会过大，则提高载流子迁移率的程度较低。
在一个实施例中，所述第一掺杂半导体层21的厚度为3nm－6nm，例如4nm或者5nm；若所述第一掺杂半导体层的厚度小于3nm，则提高异质结电池的内建电场强度的效果不明显，提高异质结电池的光电转换效率的效果不明显；若所述第一掺杂半导体层的厚度大于6nm，则载流子在第一掺杂半导体层中的传输距离过大，第一掺杂半导体层的电阻也会过大，提高载流子迁移率的程度较低。
在一个实施例中，所述第二掺杂半导体层22的厚度为20nm－60nm，例如25nm、30nm、45nm或者55nm；若所述第二掺杂半导体层的厚度小于20nm，则提高异质结电池的内建电场强度的效果不明显，提高异质结电池的光电转换效率的效果不明显；若所述第二掺杂半导体层的厚度大于60nm，则载流子在第二掺杂半导体层中的传输距离过大，第二掺杂半导体层的电阻也会过大，提高载流子迁移率的程度较低。
在一个实施例中，所述第二掺杂半导体层22的材料包括掺杂第一导电离子的非晶硅、纳米晶硅、掺氧非晶硅、掺氧纳米晶硅、掺碳非晶硅、掺碳纳米晶硅中的任意一种。
继续参考图2，在所述第二本征钝化层32背离所述半导体衬底层1的一侧表面形成第三掺杂半导体层23，所述第三掺杂半导体层23的导电类型与所述半导体衬底层1的导电类型相同。
在一个实施例中，形成第三掺杂半导体层23的工艺包括等离子体增强化学气相沉积工艺。
在一个实施例中，形成所述第三掺杂半导体层23的工艺参数包括：采用的气体包括氢气、硅烷和硼烷的混合气体，氢气与硅烷的流量比为3：5－4：5，例如：3.5：5，硼烷与硅烷的流量比为1：2－1：3，例如：1：2.5，沉积功率为2500W－3500W，例如3000W；沉积温度为180℃－200℃，例如190℃。
在一个具体的实施例中，形成第三掺杂半导体层23过程中，氢气的流量为1000sccm－10000sccm，例如2000sccm；硅烷的流量为10sccm－1000sccm，例如200sccm；硼烷的流量为10sccm－500sccm，例如200sccm。
在一个实施例中，形成所述第三掺杂半导体层23采用的气体还包括二氧化碳和甲烷中的一种或者两种，这样有利于使得第三掺杂半导体层中掺杂碳原子或氧原子可以提高第三掺杂半导体层的带隙，有利于更多的光线进入半导体衬底层产生载流子，提高光的利用率，在形成所述第三掺杂半导体层采用的气体包括二氧化碳和甲烷时，氧原子与硅原子的数量比值为0.1－1，例如0.5、0.6或者0.8；碳原子与硅原子的数量比值为0.1－1.2，例如0.5、0.6、0.8或者1。
在一个具体的实施例中，形成所述第三掺杂半导体层23过程中，二氧化碳的流量为0－500sccm，例如200sccm；甲烷的流量为0－300sccm，例如200sccm。
在一个实施例中，所述第三掺杂半导体层23的材料包括掺杂第二导电离子的非晶硅、纳米晶硅、掺氧非晶硅、掺氧纳米晶硅、掺碳非晶硅、掺碳纳米晶硅中的任意一种。
参考图3，所述异质结电池的制备方法还包括：在所述第二掺杂半导体层22背离所述半导体衬底层1一侧表面形成第一透明导电层41；在所述第三掺杂半导体层23背离所述半导体衬底层1一侧表面形成第二透明导电层42。
在一个实施例中，形成所述第一透明导电层41的工艺包括：磁控溅射工艺或者等离子体沉积工艺；形成第一透明导电层41的工艺参数包括：采用的气体包括氢气、氩气和氧气的混合气体，采用的靶材料包括氧化锡和氧化铟的混合物、或者氧化钨和氧化铟的混合物。
在一个实施例中，形成所述第二透明导电层42的工艺包括：磁控溅射工艺或者等离子体沉积工艺；形成第二透明导电层42的工艺参数包括：采用的气体包括氢气、氩气和氧气的混合气体，采用的靶材料包括氧化锡和氧化铟的混合物、或者氧化钨和氧化铟的混合物。
在一个实施例中，所述第一透明导电层41的材料包括氧化锡和氧化铟的混合物、或者氧化钨和氧化铟的混合物，所述第二透明导电层42的材料包括氧化锡和氧化铟的混合物、或者氧化钨和氧化铟的混合物。
在一个实施例中，所述第一透明导电层的材料包括氧化锡和氧化铟的混合物时，所述第一透明导电层中氧化锡的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99，例如1：30、1：50或者1：80，所述第一透明导电层中氧化锡的质量与氧化铟的质量之比在这个范围内，有利于提高载第一透明导电层中的载流子浓度和载流子迁移率。
在另一个实施例中，所述第一透明导电层的材料包括氧化钨和氧化铟的混合物时，所述第一透明导电层中氧化钨的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99，例如1：30、1：50或者1：80，所述第一透明导电层中氧化钨的质量与氧化铟的质量之比在这个范围内，有利于提高载第一透明导电层中的载流子浓度和载流子迁移率。
在一个实施例中，所述第二透明导电层的材料包括氧化锡和氧化铟的混合物时，所述第二透明导电层中氧化锡的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99；例如1：30、1：50或者1：80，所述第二透明导电层中氧化锡的质量与氧化铟的质量之比在这个范围内，有利于提高载第二透明导电层中的载流子浓度和载流子迁移率。
在另一个实施例中，所述第二透明导电层的材料包括氧化钨和氧化铟的混合物时，所述第二透明导电层中氧化钨的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99，例如1：30、1：50或者1：80，所述第二透明导电层中氧化钨的质量与氧化铟的质量之比在这个范围内，有利于提高载第二透明导电层中的载流子浓度和载流子迁移率。
在一个实施例中，第一透明导电层41的厚度为75nm－100nm，例如80nm或者90nm；所述第二透明导电层42的厚度为75nm－100nm，例如80nm或者90nm。
继续参考图3，所述异质结电池的制备方法还包括：在所述第一透明导电层41背离所述半导体衬底层一侧表面形成第一电极层51；在所述第二透明导电层42背离所述半导体衬底层一侧表面形成第二电极层52。
在一个实施例中，形成所述第一电极层51的工艺包括：丝网印刷工艺、电镀工艺或者蒸镀工艺。所述第一电极层51的材料包括银浆料、银和铜的混合浆料以及铜浆料，在其他实施例中所述第一电极层的材料还可以包括其他金属。
在一个实施例中，形成所述第二电极层52的工艺包括：丝网印刷工艺、电镀工艺或者蒸镀工艺。所述第二电极层52的材料包括银浆料、银和铜的混合浆料以及铜浆料，在其他实施例中所述第二电极层的材料还可以包括其他金属。
本实施例提供的异质结电池包括有主栅异质结电池和无主栅异质结电池。
需要说明的是，在实际工艺中对于半导体衬底层的两侧各层的形成顺序不做限定，可以根据设备或工艺进行调整。
实施例2
本实施例提供一种异质结电池，参考图3，包括：
半导体衬底层1；
第一掺杂半导体层21，位于所述半导体衬底层1的一侧表面，所述第一掺杂半导体层21的导电类型与半导体衬底层1的导电类型相反；
第一本征钝化层31，位于所述第一掺杂半导体层21背离所述半导体衬底层1的一侧表面；
第二本征钝化层32，位于所述半导体衬底层1的另一侧表面；
第二掺杂半导体层22，位于所述第一本征钝化层31背离所述半导体衬底层1的一侧表面，所述第二掺杂半导体层22的导电类型和所述半导体衬底层1的导电类型相反，所述第一掺杂半导体层21的掺杂浓度低于或者等于所述第二掺杂半导体层22的掺杂浓度；
第三掺杂半导体层23，位于所述第二本征钝化层32背离所述半导体衬底层1的一侧表面，所述第三掺杂半导体层23的导电类型与所述半导体衬底层1的导电类型相同。
在一个实施例中，所述第三掺杂半导体层23位于所述异质结电池的受光面，这样有利于提高异质结电池的光电转换效率。
关于本实施例与前一实施例相同的部分不再详述。
对比例1
本对比例提供一种异质结电池，与实施例2提供的异质结电池的区别在于，本对比例提供的异质结电池不包括第一掺杂半导体层。
分别对实施例2提供的异质结电池以及对比例1提供的异质结电池进行测试，实施例2提供的异质结电池比对比例1提供的异质结电池的开路电压提高了1mV－10mV，短路电流提高了10mA－50mA，综合转换效率提升了0.01％－0.1％。
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 (20)
1.一种异质结电池的制备方法，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掺杂半导体层，所述第一掺杂半导体层的导电类型与半导体衬底层的导电类型相反；
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本征钝化层；
在所述半导体衬底层的另一侧表面形成第二本征钝化层；
在所述第一本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第二掺杂半导体层，所述第二掺杂半导体层的导电类型和所述半导体衬底层的导电类型相反，所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度低于或者等于所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度；
在所述第二本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面形成第三掺杂半导体层，所述第三掺杂半导体层的导电类型与所述半导体衬底层的导电类型相同。
2.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，形成所述第一掺杂半导体层的工艺包括等离子体增强化学气相沉积工艺。
3.根据权利要求2所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，
形成所述第一掺杂半导体层的工艺参数包括：采用的气体包括氢气、硅烷和硼烷的混合气体，氢气与硅烷的流量比为3：5－4：5，硼烷与硅烷的流量比为1：2－1：3，沉积功率为2500W－3500W，沉积温度为180℃－200℃。
4.根据权利要求2所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，
形成所述第一掺杂半导体层采用的气体还包括二氧化碳和甲烷中的一种或者两种，在形成所述第一掺杂半导体层采用的气体包括二氧化碳和甲烷时，氧原子与硅原子的数量比值为0.1－1，碳原子与硅原子的数量比值为0.1－1.2。
5.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，形成第二掺杂半导体层的工艺包括等离子体增强化学气相沉积工艺，形成第三掺杂半导体层的工艺包括等离子体增强化学气相沉积工艺。
6.根据权利要求5所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，
形成所述第二掺杂半导体层的工艺参数包括：采用的气体包括氢气、硅烷和硼烷的混合气体，氢气与硅烷的流量比为3：5－4：5，硼烷与硅烷的流量比为1：2－1：3，沉积功率为2500W－3500W，沉积温度为180℃－200℃。
7.根据权利要求5所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，
形成所述第二掺杂半导体层采用的气体还包括二氧化碳和甲烷中的一种或者两种，在形成所述第二掺杂半导体层采用的气体包括二氧化碳和甲烷时，氧原子与硅原子数量比值为0.1－1，碳原子与硅原子的数量比值为0.1－1.2。
8.根据权利要求5所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，
形成所述第三掺杂半导体层的工艺参数包括：采用的气体包括氢气、硅烷和硼烷的混合气体，氢气与硅烷的流量比为3：5－4：5，硼烷与硅烷的流量比为1：2－1：3，沉积功率为2500W－3500W，沉积温度为180℃－200℃。
9.根据权利要求5所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，
形成所述第三掺杂半导体层采用的气体还包括二氧化碳和甲烷中的一种或者两种，在形成所述第三掺杂半导体层采用的气体包括二氧化碳和甲烷时，氧原子与硅原子的数量比值为0.1－1，碳原子与硅原子的数量比值为0.1－1.2。
10.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，所述第一掺杂半导体层的材料包括掺杂第一导电离子的非晶硅、纳米晶硅、掺氧非晶硅、掺氧纳米晶硅、掺碳非晶硅、掺碳纳米晶硅中的任意一种；
所述第二掺杂半导体层的材料包括掺杂第一导电离子的非晶硅、纳米晶硅、掺氧非晶硅、掺氧纳米晶硅、掺碳非晶硅、掺碳纳米晶硅中的任意一种；
所述第三掺杂半导体层的材料包括掺杂第二导电离子的非晶硅、纳米晶硅、掺氧非晶硅、掺氧纳米晶硅、掺碳非晶硅、掺碳纳米晶硅中的任意一种；
所述第一本征钝化层的材料包括非晶硅或纳米晶硅中的任意一种；所述第二本征钝化层的材料包括非晶硅或纳米晶硅中的任意一种。
11.根据权利要求10所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，
当所述第一导电离子的导电类型为P型时，第一导电离子为硼离子。
12.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，还包括：在所述第二掺杂半导体层背离所述半导体衬底层一侧表面形成第一透明导电层，所述第一透明导电层的材料包括氧化锡和氧化铟的混合物、或者氧化钨和氧化铟的混合物。
13.根据权利要求12所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，
所述第一透明导电层的材料包括氧化锡和氧化铟的混合物时，所述第一透明导电层中氧化锡的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99；所述第一透明导电层的材料包括氧化钨和氧化铟的混合物时，所述第一透明导电层中氧化钨的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99。
14.根据权利要求12所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，在所述第三掺杂半导体层背离所述半导体衬底层一侧表面形成第二透明导电层，所述第二透明导电层的材料包括氧化锡和氧化铟的混合物、或者氧化钨和氧化铟的混合物。
15.根据权利要求14所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，
所述第二透明导电层的材料包括氧化锡和氧化铟的混合物时，所述第二透明导电层中氧化锡的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99；所述第二透明导电层的材料包括氧化钨和氧化铟的混合物时，所述第二透明导电层中氧化钨的质量与氧化铟的质量之比为1：9－1：99。
16.根据权利要求1－15任一项所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度为所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度的0.05倍－1倍。
17.根据权利要求1－15任一项所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，所述第一掺杂半导体层的厚度为所述第二掺杂半导体层的厚度的1/10－1/2。
18.根据权利要求15所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，
所述第一掺杂半导体层的厚度为3nm－6nm，所述第二掺杂半导体层的厚度为20nm－60nm。
19.根据权利要求14所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，所述第一透明导电层的厚度为75nm－100nm，所述第二透明导电层的厚度为75nm－100nm。
20.一种异质结电池，其特征在于，包括：
半导体衬底层；
第一掺杂半导体层，位于所述半导体衬底层的一侧表面，所述第一掺杂半导体层的导电类型与半导体衬底层的导电类型相反；
第一本征钝化层，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；
第二本征钝化层，位于所述半导体衬底层的另一侧表面；
第二掺杂半导体层，位于所述第一本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面，所述第二掺杂半导体层的导电类型和所述半导体衬底层的导电类型相反，所述第一掺杂半导体层的掺杂浓度低于或者等于所述第二掺杂半导体层的掺杂浓度；
第三掺杂半导体层，位于所述第二本征钝化层背离所述半导体衬底层的一侧表面，所述第三掺杂半导体层的导电类型与所述半导体衬底层的导电类型相同。
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