CN117238977B - 太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统。本申请实施例中，太阳能电池的掺杂层包括轻掺杂区和重掺杂区，重掺杂区包括主体区、连接区和边缘区，电极包括电极主体、连接电极和边缘电极。主体区大致对应于电极主体，连接区和边缘区能够提供对应于连接电极和边缘电极更多的空间。由于主体区的掺杂浓度、连接区的掺杂浓度、边缘区的掺杂浓度以及轻掺杂区的掺杂浓度依次减小，进而能够在改善电极的部分区域与轻掺杂区欧姆接触的情形的同时减少载流子复合，提高基底表面的钝化，进而改善了太阳能电池的开路电压，提升了太阳能电池的填充因子以及太阳能电池的转换效率。

Description

太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统。

背景技术

选择性发射极(selective emitter，SE)激光掺杂技术，是在基底的表面的接触区域扩散而形成重掺杂区域，在非接触区域轻掺杂的技术。选择性发射电极能够降低接触区域的接触电阻，降低太阳能电池的串阻，同时轻掺杂区域能有效减少载流子复合，提高基底表面的钝化。

然而，在上述过程中，存在电极的部分区域与轻掺杂区域相接触的情形，从而影响基底表面的钝化。

发明内容

基于此，有必要提供一种太阳能电池及其制作方法、光伏组件和光伏系统，以改善电极的部分区域与轻掺杂区域相接触的情形，提高基底表面的钝化。

根据本申请的一个方面，本申请实施例提供了一种太阳能电池，包括：

基底，具有第一表面；

掺杂层，设于基底的第一表面；掺杂层包括轻掺杂区和重掺杂区，重掺杂区包括主体区、位于主体区沿第一方向的两侧的边缘区，以及位于边缘区和主体区之间的连接区；及

第一电极，设于基底的第一表面的一侧；第一电极在基底的正投影，位于掺杂层的重掺杂区在基底的正投影范围内，并与重掺杂区形成欧姆接触；

其中，第一电极包括电极主体、位于电极主体沿第一方向的两侧的边缘电极，以及位于电极主体和边缘电极之间的连接电极；

电极主体在基底的正投影，位于掺杂层的主体区在基底的正投影范围内；边缘电极在基底的正投影，以及连接电极在基底的正投影，均位于掺杂层的重掺杂区在基底的正投影范围内，且连接电极在基底的正投影，不位于掺杂层的边缘区在基底的正投影范围内；

主体区的掺杂浓度、连接区的掺杂浓度、边缘区的掺杂浓度以及轻掺杂区的掺杂浓度依次减小。

在其中一个实施例中，主体区的结深、连接区的结深、边缘区的结深以及轻掺杂区结深依次减小。

在其中一个实施例中，重掺杂区的结深为1.0μm-2.6μm，轻掺杂区的结深为0.6μm-1.6μm。

在其中一个实施例中，主体区的方阻、连接区的方阻、边缘区的方阻以及轻掺杂区的方阻依次增大。

在其中一个实施例中，重掺杂区的方阻为40Ω/□-120Ω/□，轻掺杂区的方阻为160Ω/□-300Ω/□。

在其中一个实施例中，沿第一方向，主体区的尺寸、连接区的尺寸以及边缘区的尺寸依次减小。

在其中一个实施例中，沿第一方向，重掺杂区的尺寸为20μm-120μm。

在其中一个实施例中，基底包括P型基底，掺杂层为磷掺杂层；或者

基底包括N型基底，掺杂层为硼掺杂层。

根据本申请的另一个方面，本申请实施例提供了一种太阳能电池的制作方法，包括：

提供基底；

在基底的第一表面扩散形成掺杂层；

在掺杂层的目标区域进行掺杂，形成重掺杂区；重掺杂区包括主体区、位于主体区沿第一方向的两侧的边缘区，以及位于边缘区和主体区之间的连接区；掺杂层上除目标区域以外的区域为轻掺杂区，主体区的掺杂浓度、连接区的掺杂浓度、边缘区的掺杂浓度以及轻掺杂区的掺杂浓度依次减小；

在基底的第一表面的一侧形成第一电极；第一电极在基底的正投影，位于掺杂层的重掺杂区在基底的正投影范围内，并与重掺杂区形成欧姆接触；第一电极包括电极主体、位于电极主体沿第一方向的两侧的边缘电极，以及位于电极主体和边缘电极之间的连接电极；电极主体在基底的正投影，位于掺杂层的主体区在基底的正投影范围内；边缘电极在基底的正投影，以及连接电极在基底的正投影，均位于掺杂层的重掺杂区在基底的正投影范围内，且连接电极在基底的正投影，不位于掺杂层的边缘区在基底的正投影范围内。

在其中一个实施例中，在掺杂层的目标区域进行掺杂，形成重掺杂区，包括：

通过激光掺杂工艺对目标区域进行掺杂，形成重掺杂区。

在其中一个实施例中，激光掺杂工艺为一次激光掺杂工艺。

在其中一个实施例中，沿第一方向，激光光斑的尺寸与重掺杂区的尺寸的比值为1。

在其中一个实施例中，沿第一方向，激光光斑的尺寸为20μm-120μm。

在其中一个实施例中，激光功率为20W-150W，激光照射频率为20KHZ -3000KHZ，激光扫描速度为10m/s-50m/s。

根据本申请的又一个方面，本申请实施例提供了一种光伏组件，包括以上任一实施例中的太阳能电池；或者

包括以上任一实施例中的太阳能电池的制作方法制作得到的太阳能电池。

根据本申请的再一个方面，本申请实施例提供了一种光伏系统，包括以上任一实施例中的光伏组件。

在上述太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统中，太阳能电池的掺杂层包括轻掺杂区和重掺杂区，重掺杂区包括主体区、连接区和边缘区，电极包括电极主体、连接电极和边缘电极。主体区大致对应于电极主体，连接区和边缘区能够提供对应于连接电极和边缘电极更多的空间。由于主体区的掺杂浓度、连接区的掺杂浓度、边缘区的掺杂浓度以及轻掺杂区的掺杂浓度依次减小，进而能够在改善电极的部分区域与轻掺杂区欧姆接触的情形的同时减少载流子复合，提高基底表面的钝化，进而改善了太阳能电池的开路电压，提升了太阳能电池的填充因子以及太阳能电池的转换效率。

本申请实施例的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请实施例的实践了解到。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一实施例中太阳能电池的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大结构示意图；

图3为本申请一实施例中掺杂层的各区域的电镜图；

图4为本申请一实施例中第一电极在基底的正投影以及掺杂层的重掺杂区在基底的正投影的示意图；

图5为本申请又一实施例中第一电极在基底的正投影以及掺杂层的重掺杂区在基底的正投影的示意图；

图6为本申请另一实施例中第一电极在基底的正投影以及掺杂层的重掺杂区在基底的正投影的示意图；

图7为本申请一实施例中太阳能电池的制作方法的流程示意图。

附图标记说明：

基底100，第一表面m1，第二表面m2；

掺杂层200，轻掺杂区z1，重掺杂区z2，主体区z21，第四投影y4，连接区z22，第五投影y5，边缘区z23，第六投影y6；

第一钝化膜层300，第一钝化层310，第一减反层320；

钝化接触层400，隧穿氧化层410，掺杂多晶硅层420；

第二钝化膜层500；

第一电极e1，电极主体e11，第一投影y1，连接电极e12，第二投影y2，边缘电极e13，第三投影y3，第二电极e2；

第一方向F1，第二方向F2，第三方向F3；

步骤S110、S120、S130、S140。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。值得说明的是，在下面的描述中和所附的权利要求中，一个特征与另一个特征“电性连接”不仅包括一个特征与另一个特征直接接触而形成电能传输或电流传送通道，还包括在一个特征和另一个特征之间的中间特征，该一个特征、另一个特征以及它们之间的中间特征形成电能传输通道或电流传送通道，以实现电能传输或传送。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

图1示出了本申请一实施例中太阳能电池的结构示意图；图2示出了图1中A处的局部放大结构示意图；图3示出了本申请一实施例中掺杂层的各区域的电镜图；为便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的内容。

请参照图1和图2，本申请实施例提供了一种太阳能电池，包括基底100、掺杂层200及第一电极e1。

为便于说明，先对本申请实施例中涉及的方向作示例性说明。第一方向F1为第一电极e1的宽度方向，亦为后文示意出的掺杂层200的重掺杂区z2的宽度方向，掺杂层200的重掺杂区z2中各区的宽度方向。第二方向F2为太阳能电池的厚度方向，也即，基底100的厚度方向、掺杂层200的厚度方向以及第一电极e2的厚度方向均为第二方向F2，后文中示意出的太阳能电池中的其他层的厚度方向也为第二方向F2。第三方向F3为第一电极e1的纵长延伸方向，亦为后文示意出的掺杂层200的重掺杂区z2的纵长延伸方向，掺杂层200的重掺杂区z2中各区的纵长延伸方向。第一方向F1、第二方向F2和第三方向F3可以彼此相互垂直。

需要说明的是，在其他实施例中，第一电极e1的纵长延伸方向、掺杂层200的重掺杂区z2的纵长延伸方向以及掺杂层200的重掺杂区z2中各区的纵长延伸方向可以是大致为同一方向。

基底100用于接收入射光线并产生光生载流子。示例地，太阳能电池可以为TOPCon电池（Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触）。基底100可以根据实际需要选择。示例性的，基底100可以是硅基底。对基底100的掺杂类型不作具体限定。例如，该基底100可以为N型掺杂的硅基底，或者，可以为P型掺杂的硅基底。在本申请实施例中，对此不作具体限定。在本申请实施例中，基底100可以是N型单晶硅片。

基底100具有第一表面m1。当然，基底100还具有与第一表面m1相对设置的第二表面m2。第一表面m1和第二表面m2沿第二方向F2相对设置。第一表面m1和第二表面m2均可以用于接收入射光线。在本申请实施例中，第一表面m1为受光面，第二表面m2为背光面。可以理解，受光面和背光面是相对而言的，受光面具体是在太阳能电池中或者在光伏组件中基底100上太阳光主要照射的表面。随着太阳能电池技术的发展，背光面也会接收太阳光的能量，主要来自于周围环境中的反射光或者散射光。第一表面m1通常设有绒面结构，该绒面结构可以增加光照吸收面积，提高光生电流，有助于提高太阳能电池的效率。

掺杂层200设于基底100的第一表面m1。掺杂层200用于和基底100形成PN结，掺杂层200可为N型掺杂半导体层，也可为P型掺杂半导体层。在本申请实施例中，掺杂层200为P型掺杂半导体层，可以是P型非晶硅层、P型微晶硅层或P型纳米晶硅层中的一种。可以根据具体使用情况进行灵活设置，本申请实施例对此不作具体限制。

掺杂层200包括轻掺杂区z1和重掺杂区z2。结合参照图3，重掺杂区z2包括主体区z21、位于主体区z21沿第一方向F1的两侧的边缘区z23，以及位于边缘区z23和主体区z21之间的连接区z22。也即，主体区z21沿第一方向F1的两侧分别连接一连接区z22，每一连接区z22背离于该连接区z22连接的主体区z21的一侧连接一边缘区z23。主体区z21的掺杂浓度、连接区z22的掺杂浓度、边缘区z23的掺杂浓度以及轻掺杂区z1的掺杂浓度依次减小。

可以理解，轻掺杂区z1和重掺杂区z2是相对而言的。根据掺杂后半导体中掺杂元素的浓度，可以将对半导体的掺杂分为轻掺杂和重掺杂，对应掺杂后的半导体为轻掺杂半导体和重掺杂半导体。轻掺杂指示比重掺杂低的掺杂浓度，在所描述的示例中，掺杂浓度的定性指示是相对的。与定性的掺杂浓度相关联的具体定量掺杂浓度可以基于具体实施方式而变化。例如，在掺杂层200中轻掺杂P型掺杂元素可以表示为P+型掺杂，得到P+型半导体，相应的，在掺杂层200中重掺杂P型掺杂元素可以表示为P++型掺杂，得到P++型半导体。P++型掺杂所产生的空穴多于P+型掺杂所产生的空穴。

在本申请实施例中，对于同一重掺杂区z2而言，主体区z21、连接区z22和边缘区z23的位置关系是相对而言的。结合参照图3，为便于说明，图3中用方框框出了对应的区，边缘区z23位于其所在重掺杂区z2的边缘位置，主体区z21大致位于其所在重掺杂区z2的中间位置，连接区z22对应位于其所在重掺杂区z2中主体区z21和边缘区z23之间的位置。主体区z21的掺杂浓度、连接区z22的掺杂浓度、边缘区z23的掺杂浓度的依次减小，即重掺杂区z2中的掺杂浓度是变化的，从重掺杂区z2的中间位置往两侧的边缘位置，掺杂浓度依次减小。但相对于轻掺杂区z1而言，重掺杂区z2的最小掺杂浓度大于轻掺杂区z1的掺杂浓度。

第一电极e1设于基底100的第一表面m1的一侧。在第一表面m1为受光面的情况下，第一电极e1为正面电极。第一电极e1包括电极主体e11、位于电极主体e11沿第一方向F1两侧的边缘电极e13，以及位于电极主体e11和边缘电极e13之间的连接电极e12。也即，电极主体e11沿第一方向F1的两侧分别连接一连接电极e12，每一连接电极e12背离于该连接电极e12连接的电极主体e11的一侧设有一边缘电极e13。

需要说明的是，第一电极e1可以采用丝网印刷与烧结的方式制作。在实际印刷第一电极e1的过程中，第一电极e1存在不同的程度的偏移部分以及溅射分离的部分。第一电极e1大致上可以分为前述所言的电极主体e11、连接电极e12和边缘电极e13。

对于同一第一电极e1而言，电极主体e11、连接电极e12和边缘电极e13的位置关系是相对而言的。边缘电极e13位于其所在第一电极e1的边缘位置，电极主体e11大致位于其所在第一电极e1的中间位置，连接电极e12对应位于其所在第一电极e1的电极主体e11和边缘电极e13之间的位置。连接电极e12连接对应的电极主体e11，且可以连接或不连接对应的边缘电极e13。

第一电极e1在基底100的正投影，位于掺杂层200的重掺杂区z2在基底100的正投影范围内，并与重掺杂区z2形成欧姆接触。

具体地，电极主体e11在基底100的正投影位于掺杂层200的主体区z21在基底100的正投影范围内。边缘电极e13在基底100的正投影，以及连接电极e12在基底100的正投影，均位于掺杂层200的重掺杂区z2在基底100的正投影范围内，且连接电极e12在基底100的正投影，不位于掺杂层200的边缘区z23在基底100的正投影范围内。

需要说明的是，第一电极e1的电极主体e11是对应于重掺杂区z2的主体区z21进行制作的。第一电极e1的连接电极e12在基底100的正投影，可以位于重掺杂区z2的主体区z21在基底100的正投影范围内。第一电极e1的连接电极e12在基底100的正投影，也可以位于重掺杂区z2的连接区z22在基底100的正投影范围内。第一电极e1的连接电极e12在基底100的正投影，还可以一部分位于重掺杂区z2的主体区z21在基底100的正投影范围内，另一部分位于重掺杂区z2的连接区z22在基底100的正投影范围内。第一电极e1的边缘电极e13在基底100的正投影，可以位于重掺杂区z2的主体区z21在基底100的正投影范围内、重掺杂区z2的连接区z22在基底100的正投影范围内或重掺杂区z2的边缘区z23在基底100的正投影范围内。当然，第一电极e1的边缘电极e13在基底100的正投影，还以一部分位于重掺杂区z2的主体区z21在基底100的正投影范围内，另一部分位于重掺杂区z2的连接区z22在基底100的正投影范围内，或者一部分位于重掺杂区z2的连接区z22在基底100的正投影范围内，另一部分位于重掺杂区z2的边缘区z23在基底100的正投影范围内。

图4示出了本申请一实施例中第一电极e1在基底100的正投影以及掺杂层200的重掺杂区z2在基底100的正投影的示意图；图5示出了本申请又一实施例中第一电极e1在基底100的正投影以及掺杂层200的重掺杂区z2在基底100的正投影的示意图；图6示出了本申请另一实施例中第一电极e1在基底100的正投影以及掺杂层200的重掺杂区z2在基底100的正投影的示意图；为便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的内容。在图4至图6中仅示出了部分投影，且仅示意各投影的相对位置关系，而并非对投影的形状加以限制。

定义第一电极e1的电极主体e11在基底100的正投影为第一投影y1，连接电极e12在基底100的正投影为第二投影y2，边缘电极e13在基底100的正投影为第三投影y3，掺杂层200的主体区z21在基底100的正投影为第四投影y4，连接区z22在基底100的正投影为第五投影y5，边缘区z23在基底100的正投影为第六投影y6。

以图4为例，示意出第一投影y1和第二投影y2位于第四投影y4的范围内，第三投影y3位于第五投影y5的范围内的情形。以图5为例，示意出第一投影y1和第二投影y2位于第四投影y4的范围内，第三投影y3的一部分位于第五投影y5的范围内，另一部分位于第六投影y6的范围内的情形。以图6为例，示意出第一投影y1位于第四投影y4内，第二投影y2位于第五投影y5的范围内，第三投影y3位于第六投影y6的范围内的情形。

可以根据具体使用情况，对应设置重掺杂区z2中各区域的大小，在此不作具体限制。

由此，通过将重掺杂区z2设置为主体区z21、连接区z22和边缘区z23，连接区z22和边缘区z23能够为连接电极e12和边缘电极e13提供更多的制作空间。由于主体区z21的掺杂浓度、连接区z22的掺杂浓度、边缘区z23的掺杂浓度以及轻掺杂区z1的掺杂浓度依次减小，进而能够在改善电极的部分区域与轻掺杂区z1欧姆接触的情形的同时减少载流子复合，提高基底100表面的钝化，进而改善了太阳能电池的开路电压，提升了太阳能电池的填充因子以及太阳能电池的转换效率。

在一些实施例中，请继续参照图1和图2，主体区z21的结深、连接区z22的结深、边缘区z23的结深以及轻掺杂区z1结深依次减小。其中，结深指的是掺杂层200沿第二方向F2的深度，也即，掺杂层200背离于基底100的一侧表面至掺杂层200与基底100之间交界面的距离。需要说明的是，图1和图2中示意出的主体区z21、连接区z22、边缘区z23以及轻掺杂区z1仅为位置关系上的大致示意。

可以理解，掺杂层200中对应的区的结深越大，该区与基底100的接触面积也会越大。在主体区z21的结深、连接区z22的结深、边缘区z23的结深以及轻掺杂区z1结深依次减小的情况下，能够降低第一电极e1与基底100的接触电阻，增加太阳能电池的转换效率。

在一些实施例中，请继续参照图1和图2，重掺杂区z2的结深为1.0μm-2.6μm，轻掺杂区z1的结深为0.6μm-1.6μm。也即，主体区z21的结深、连接区z22的结深、边缘区z23的结深在1.0μm-2.6μm的范围内，且依次减小，轻掺杂区z1的结深小于边缘区z23的结深。例如，主体区z21的结深、连接区z22的结深、边缘区z23的结深以及轻掺杂区z1的结深可以依次为2.6μm、2μm、1.5μm、1μm。可以根据使用情况进行设置，在此不作具体限制。

如此，通过使掺杂层200各区的结深在一个合适的范围，能够进一步降低第一电极e1与基底100的接触电阻，增加太阳能电池的转换效率。

在一些实施例中，请继续参照图1和图2，主体区z21的方阻、连接区z22的方阻、边缘区z23的方阻以及轻掺杂区z1的方阻依次增大。其中，方阻是掺杂浓度大小的一种体现，方阻高说明掺杂较少，结深较浅，方阻低说明掺杂较多，结深较深，接触电阻小。如此，通过将主体区z21的方阻、连接区z22的方阻、边缘区z23的方阻以及轻掺杂区z1的方阻依次增大，能够降低第一电极e1与基底100的接触电阻，增加太阳能电池的转换效率。

在一些实施例中，请继续参照图1和图2，重掺杂区z2的方阻为40Ω/□-120Ω/□，轻掺杂区z1的方阻为160Ω/□-300Ω/□。也即，主体区z21的方阻、连接区z22的方阻、边缘区z23的方阻在1.0μm-2.6μm的范围内，且依次增大，轻掺杂区z1的方阻大于边缘区z23的方阻。例如，主体区z21的方阻、连接区z22的方阻、边缘区z23的方阻以及轻掺杂区z1的方阻可以依次为40Ω/□、80Ω/□、100Ω/□、200Ω/□。

如此，通过使掺杂层200各区的方阻在一个合适的范围，能够进一步降低第一电极e1与基底100的接触电阻，增加太阳能电池的转换效率。

在一些实施例中，请继续参照图1和图2，沿第一方向F1，主体区z21的尺寸、连接区z22的尺寸以及边缘区z23的尺寸依次减小。该尺寸即对应为宽度。其中，位于主体区z21沿第一方向F1的两侧的连接区z22的宽度可以相同，也可以不同；位于主体区z21沿第一方向F1的两侧的边缘区z23的宽度可以相同，也可以不同。示例性的，位于主体区z21沿第一方向F1的两侧的连接区z22的宽度相同或大致相同，位于主体区z21沿第一方向F1的两侧的边缘区z23的宽度相同或大致相同，由于第一电极e1往主体区z21沿第一方向F1的两侧偏移的概率基本一致，在前述“相同或大致相同”的情况下，可以更好地为第一电极e1提供制作空间。

如此，可以结合第一电极e1的宽度以及第一电极e1中各部分的构成，对应设置主体区z21、连接区z22以及边缘区z23这三个区的宽度，有利于在提供所需要的制作空间的同时，进一步在改善接触电阻的同时减少载流子复合，提高基底100表面的钝化，进而改善了太阳能电池的开路电压，提升了太阳能电池的填充因子以及太阳能电池的转换效率。

在一些实施例中，请继续参照图1和图2，沿第一方向F1，重掺杂区z2的尺寸为20μm-120μm。示例性的，重掺杂区z2的宽度可以是20μm、50μm、70μm、85μm、100μm或120μm。如此，可以根据使用需求，灵活设置重掺杂区z2的宽度。

在一些实施例中，请继续参照图1和图2，基底100包括P型基底，掺杂层200为磷掺杂层；或者，基底100包括N型基底，掺杂层200为硼掺杂层。也即，在基底100为P型基底的情况下，可以采用磷扩散的方式，形成的掺杂层200为磷掺杂层；在基底100为N型基底的情况下，可以采用硼扩散的方式，形成的掺杂层200为硼掺杂层。本申请实施例中，以基底100是N型基底为例进行说明，此时，掺杂层200可以是P型掺杂，例如可以是硼元素掺杂的掺杂层（也称为P+型发射极）。

可以根据实际使用情况，对应选择所需要的类型的基底100和对应的扩散方式，在此不作具体限制。

在一些实施例中，请继续参照图1，太阳能电池还包括层叠设于掺杂层200背离于基底100的一侧表面上的第一钝化膜层300。第一电极e1设于第一钝化膜层300背离于掺杂层200的一侧表面，且与重掺杂区z2形成欧姆接触。

第一钝化膜层300在太阳能电池中起到表面钝化作用以及减反射作用，可以对基底100表面的悬挂键进行较好的化学钝化，并且在太阳能电池的正面起到减反射效果。

示例性地，以图1为例，第一钝化膜层300包括依次层叠在掺杂层200上的第一钝化层310和第一减反层320。第一钝化层310可以采用单层结构或者多层结构，钝化层的材料可以为氧化铝、氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的至少一者。另外，第一钝化层310可以通过化学沉积的方式形成。第一减反层320可以采用多层结构。多层结构的第一减反层320中，各层的材料可以为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。

在一些实施例中，请继续参照图1，太阳能电池还包括依次层叠设于基底100的第二表面m2的钝化接触层400和第二钝化膜层500。例如，钝化接触层400可以直接层叠于基底100的第二表面m2上，第二钝化膜层500可以直接层叠设置于钝化接触层400上。

示例性的，钝化接触层400可以包括依次层叠在基底100的第二表面m2上的隧穿氧化层410和掺杂多晶硅层420。隧穿氧化层410用于实现基底100的第二表面m2的界面钝化，起到化学钝化的效果。具体地，通过饱和基底100表面的悬挂键，降低基底100的第二表面m2的界面缺陷态密度，从而减少基底100的第二表面m2的复合中心来降低载流子复合速率。其中，隧穿氧化层410的材料可以为电介质材料，例如为氧化硅、氟化镁、氧化硅、非晶硅、多晶硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或者氧化钛中的至少一种。

钝化接触层400可以降低载流子在基底100表面的复合，从而增加太阳能电池的开路电压，提升太阳能电池的光电转化效率。

第二钝化膜层500同样可以采用单层或多层结构，第二钝化膜层500的材料可以为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。第二钝化膜层500包括层叠在钝化接触层400上的至少一层第二减反层（未图示）。如此，可以减少基底100的第二表面m2侧对太阳光的反射率，提高基底100的第二表面m2侧对太阳光的吸收率，第二钝化膜层500同时起到了钝化和减反射的作用。

在一些实施例中，请继续参照图1，太阳能电池还包括位于第二钝化膜层500背离于钝化接触层400一侧的第二电极e2。第二电极e2与掺杂多晶硅层420欧姆接触。

需要说明的是，本申请实施例中的一个膜层层叠于另一结构层包括直接层叠于该另一结构层上的情况，或者隔着其他结构层设置在该另一结构层上的情况，层叠仅用于限定出该一个膜层的设置范围。

图7示出了本申请一实施例中太阳能电池的制作方法的流程示意图；为便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的内容。

基于同一发明构思，请参照图7，并结合参照图1和图2，本申请实施例提供了一种太阳能电池的制作方法，包括以下步骤：

步骤S110、提供基底100；

步骤S120、在基底100的第一表面m1扩散形成掺杂层200；

步骤S130、在掺杂层200的目标区域进行掺杂，形成重掺杂区z2；重掺杂区z2包括主体区z21、位于主体区z21沿第一方向F1的两侧的边缘区z23，以及位于边缘区z23和主体区z21之间的连接区z22；掺杂层200上除目标区域以外的区域为轻掺杂区z1，主体区z21的掺杂浓度、连接区z22的掺杂浓度、边缘区z23的掺杂浓度以及轻掺杂区z1的掺杂浓度依次减小；

步骤S140、在基底100的第一表面m1的一侧形成第一电极e1；第一电极e1在基底100的正投影，位于掺杂层200的重掺杂区z2在基底100的正投影范围内，并与重掺杂区z2形成欧姆接触；第一电极e1包括电极主体e11、位于电极主体e11沿第一方向F1的两侧的边缘电极e13，以及位于电极主体e11和边缘电极e13之间的连接电极e12；电极主体e11在基底100的正投影，位于掺杂层200的主体区z21在基底100的正投影范围内；边缘电极e13在基底100的正投影，以及连接电极e12在基底100的正投影，均位于掺杂层200的重掺杂区z2在基底100的正投影范围内，且连接电极e12在基底100的正投影，不位于掺杂层200的边缘区z23在基底100的正投影范围内。

在步骤S110中，可以通过抛光工艺、制绒工艺以及清洗工艺对基底100进行相关处理。抛光工艺可以是化学抛光工艺，也可以是物理抛光工艺。例如，可以是碱抛光，碱抛光的溶液可以是KOH、NaOH或者TMAH等碱溶液。制绒工艺可以是碱制绒。示例性的，可以配合抛光、制绒添加剂在20~80℃条件下进行基底100的杂质清洗及金字塔绒面制备。可以根据具体使用情况进行选择，本申请实施例对此不作具体限制。通过制绒工艺可以在基底100的对应表面形成绒面结构。

在步骤S120中，可以根据基底100的类型选择对应的扩散方式。以基底100为N型基底100为例，可以进行高温硼扩散制作得到掺杂层200。可以根据具体使用情况进行设置，本申请实施例对此不作具体限制。示例性的，高温硼扩散通的硼源可以为溴化硼、氯化硼等，扩散温度在900℃-1100℃，轻扩方阻为160Ω/□-300Ω/□，结深为0.6μm-1.6μm。

在步骤S130中，可以通过激光掺杂工艺对掺杂层200的目标区域进行掺杂，形成重掺杂区z2。其中，通过调整激光的功率及工艺时间来获得所需要的重掺杂层200。例如，激光功率为20W-150W，激光照射频率为20KHZ-3000KHZ，激光扫描速度为10m/s-50m/s。又例如，激光掺杂工艺可以为一次激光掺杂工艺。

可以理解，在激光功率为20W-150W、激光照射频率为20KHZ-3000KHZ、激光扫描速度为10m/s-50m/s的情况下，通过激光功率、激光照射频率以及激光扫描速度三者的配合，有利于仅通过一次激光掺杂工艺获得所需要的重掺杂区z2。在此过程中，达到一次激光形成从激光光斑的中心到边缘的向下的热扩散，进而使得在激光光斑的中心区域形成重掺区，在激光光斑的边缘区z23域形成连接区z22，通过热溅射形成激光边缘外的边缘区z23。在此基础上，一次激光掺杂工艺可以进一步降低对于基底100的损伤。

需要说明的是，激光光斑的沿第一方向F1的尺寸，可以看作为激光光斑的宽度，可以根据所需要的主体区z21的宽度来决定。示例性的，沿第一方向F1，激光光斑的尺寸与重掺杂区z2的尺寸的比值为1。例如，沿第一方向F1，激光光斑的尺寸为20μm-120μm。激光光斑的尺寸可以为20μm、30μm、50μm、70μm、80μm、100μm或120μm。

在步骤S140中，可以通过丝网印刷与烧结工艺、激光转印工艺或者电镀工艺等其他工艺在基底100的第一表面m1的一侧形成第一电极e1。

在本申请实施例中，使用丝网印刷与烧结工艺制作第一电极e1。其中，可以基于对位标记印刷第一电极e1，以便于第一电极e1与重掺杂区z2相对位。对位标记可以通过激光工艺进行设置。在此过程中，即使印刷产生了偏移，连接区z22和边缘区z23可以提供更多的印刷空间，第一电极e1的主体电极位于主体区z21，连接电极e12可能位于主体区z21或者连接区z22，边缘电极e13可能位于主体区z21、连接区z22或者分离区。第一电极e1与重掺杂区z2的位置关系可以参照前述一些实施例中的内容，在此不再赘述。在通过丝网印刷工艺印刷了第一电极e1后，再通过烧结工艺进行烧结。烧结峰值温度可以为650℃-900℃。

在步骤S140之后，可以在基底100的第二表面m2的一侧形成第二电极e2。第二电极e2的实施方式可以参照第一电极e1，在此不再赘述。其中，第一电极e1和第二电极e2可以关于基底100对称设置。

可以理解，关于基底100、掺杂层200、第一电极e1的实施方式和各种参数范围已经在前述一些实施例中进行过详细描述，此处不再赘述。同理，关于通过上述示意出的制作方法制作得到的太阳能电池所具备的优势，也可以参照前述一些实施例中示意出的内容，在此不再赘述。

在一些实施例中，请继续参照图1，在步骤S130之后，步骤S140之前还包括：

首先，通过清洗工艺清洗掺杂过程中产生的杂质及其余杂质。例如，掺杂过程中产生的杂质可以是硼硅玻璃。该清洗过程主要用于去除BSG，同时也会去除制程中吸附在基底100表面的金属或其他杂质。

随后，在基底100的第二表面m2依次沉积隧穿氧化层410以及制备掺杂多晶硅层420，以形成钝化接触层400。隧穿氧化层410的厚度可以为1nm-3nm。在隧穿氧化层410上面制备掺杂多晶硅层420的方法可以是先采用LPCVD（Low Pressure Chemical VaporDeposition，低压力化学气相沉积法）或者PECVD（Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，等离子体增强化学气相沉积）沉积本征多晶硅层，再进行扩散掺磷。掺杂多晶硅层420的厚度可以为20nm-220nm，方阻可以为30Ω/□-90Ω/□。

接着，再通过清洗工艺清洗上述制备各层时产生的杂质及其余杂质。例如，制备各层时产生的杂质可以是磷硅玻璃。该清洗过程主要是去除第二表面m2的PSG，同时去除扰度到第一表面m1侧的多晶硅，同时也会去除制程中吸附在基底100表面的金属或其他杂质。

然后，可以在掺杂层200背离于基底100的一侧表面沉积第一钝化膜层300，在掺杂多晶硅层420背离于隧穿氧化层410的一侧表面沉积第二钝化膜层500。第一钝化膜层300包括依次沉积的第一钝化层310和第一减反层320。第二钝化膜层500包括第二减反层。其中，可以通过板式或者管式设备进行第一钝化层310的沉积，第一钝化层310的厚度可以为2nm-20nm。第一减反层320的厚度和第二钝化膜的厚度均可以为40nm-100nm。

需要说明的是，上述示意出的一些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中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。可以根据具体使用需求进行选择，在此不作具体限制。

下面以通过激光掺杂工艺对掺杂层200的目标区域进行掺杂，形成重掺杂区z2为例，对本申请实施例中制作得到的太阳能电池作示例性说明。

在本申请一实施例中，激光掺杂工艺的参数为：激光功率为55W，激光照射频率50KHZ，激光扫描速度为25m/s，激光光斑的宽度为80μm。主体区的方阻为80Ω/□，结深为2μm，宽度为65μm.连接区的方阻为90Ω/□，结深为1.9μm，宽度为10μm。边缘区的方阻为100Ω/□，结深为1.8μm，宽度为5μm。太阳能电池的转换效率为26%。

在一对比例中，激光掺杂工艺的参数为：激光功率为100W，激光照射频率为120KHZ，激光扫描速度为30m/s，激光光斑的宽度为140μm。主体区的方阻为100Ω/□，结深为2.6μm，宽度为130μm。连接区的方阻及边缘区的方阻为120Ω/□，结深为2.2μm，宽度为10μm。太阳能电池的转换效率为25.4%。

在上述两组实验数据中其余条件相同。在该对比例中，由于连接区的宽度及非连接区的宽度与第一电极的宽度兼容不足，导致开路电压及填充因子降低，使得太阳能电池的转换效率降低。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种光伏组件，包括以上任一实施例中的太阳能电池；或者，包括以上任一实施例中的太阳能电池的制作方法制作得到的太阳能电池。

进一步地，太阳能电池可以设置多个，太阳能电池可以以整片或者多分片的形式电连接形成多个电池串，多个电池串以串联和/或并联的方式进行电连接。光伏组件还可以包括封装层和盖板，封装层用于覆盖电池串的表面，盖板用于覆盖封装层远离电池串的表面。具体地，在一些实施例中，多个电池串之间可以通过导电带电连接。封装层覆盖太阳能电池的表面。示例地，封装层可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯胶膜等有机封装胶膜。盖板可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。

以上任一实施例中的太阳能电池所具备的优势，或者以上任一实施例中的太阳能电池的制作方法制作得到的太阳能电池所具备的优势，该光伏组件同样具备，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种光伏系统，包括以上任一实施例中的光伏组件。上述光伏组件所具备的优势，该光伏系统同样具备，在此不再赘述。

可以理解，光伏系统可应用在光伏电站中，例如，地面电站、屋顶电站、水面电站等，也可应用在利用太阳能进行发电的设备或者装置上，例如，用户太阳能电源、太阳能路灯、太阳能汽车、太阳能建筑等等。当然，可以理解的是，光伏系统的应用场景不限于此，也即是说，光伏系统可应用在需要采用太阳能进行发电的所有领域中。以光伏发电系统网为例，光伏系统可包括光伏阵列、汇流箱和逆变器，光伏阵列可为多个光伏组件的阵列组合，例如，多个光伏组件可组成多个光伏阵列，光伏阵列连接汇流箱，汇流箱可对光伏阵列所产生的电流进行汇流，汇流后的电流流经逆变器转换成市电电网要求的交流电之后接入市电网络以实现太阳能供电。

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。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

基底，具有第一表面；

掺杂层，设于所述基底的第一表面；所述掺杂层包括轻掺杂区和重掺杂区，所述重掺杂区包括主体区、位于所述主体区沿第一方向的两侧的边缘区，以及位于所述边缘区和所述主体区之间的连接区；及

第一电极，设于所述基底的第一表面的一侧；所述第一电极在所述基底的正投影，位于所述掺杂层的所述重掺杂区在所述基底的正投影范围内，且所述第一电极与所述重掺杂区形成欧姆接触；

其中，所述第一电极采用丝网印刷与烧结的方式制作，所述第一电极包括电极主体、位于所述电极主体沿所述第一方向的两侧的边缘电极，以及位于所述电极主体和所述边缘电极之间的连接电极；所述连接电极连接对应的所述电极主体，且连接或不连接对应的所述边缘电极；

所述电极主体在所述基底的正投影，位于所述掺杂层的所述主体区在所述基底的正投影范围内；所述边缘电极在所述基底的正投影，以及所述连接电极在所述基底的正投影，均位于所述掺杂层的所述重掺杂区在所述基底的正投影范围内，且所述连接电极在所述基底的正投影，不位于所述掺杂层的所述边缘区在所述基底的正投影范围内；

所述主体区的掺杂浓度、所述连接区的掺杂浓度、所述边缘区的掺杂浓度以及所述轻掺杂区的掺杂浓度依次减小。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述主体区的结深、所述连接区的结深、所述边缘区的结深以及所述轻掺杂区结深依次减小。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述重掺杂区的结深为1.0μm-2.6μm，所述轻掺杂区的结深为0.6μm-1.6μm。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述主体区的方阻、所述连接区的方阻、所述边缘区的方阻以及所述轻掺杂区的方阻依次增大。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述重掺杂区的方阻为40Ω/□-120Ω/□，所述轻掺杂区的方阻为160Ω/□-300Ω/□。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，沿所述第一方向，所述主体区的尺寸、所述连接区的尺寸以及所述边缘区的尺寸依次减小。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，沿所述第一方向，所述重掺杂区的尺寸为20μm-120μm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述基底包括P型基底，所述掺杂层为磷掺杂层；或者

所述基底包括N型基底，所述掺杂层为硼掺杂层。

9.一种太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底的第一表面扩散形成掺杂层；

在所述掺杂层的目标区域进行掺杂，形成重掺杂区；所述重掺杂区包括主体区、位于所述主体区沿第一方向的两侧的边缘区，以及位于所述边缘区和所述主体区之间的连接区；所述掺杂层上除所述目标区域以外的区域为轻掺杂区，所述主体区的掺杂浓度、所述连接区的掺杂浓度、所述边缘区的掺杂浓度以及所述轻掺杂区的掺杂浓度依次减小；

采用丝网印刷与烧结的方式在所述基底的第一表面的一侧形成第一电极；所述第一电极在所述基底的正投影，位于所述掺杂层的所述重掺杂区在所述基底的正投影范围内，并与所述重掺杂区形成欧姆接触；所述第一电极包括电极主体、位于所述电极主体沿所述第一方向的两侧的边缘电极，以及位于所述电极主体和所述边缘电极之间的连接电极；所述连接电极连接对应的所述电极主体，且连接或不连接对应的所述边缘电极；所述电极主体在所述基底的正投影，位于所述掺杂层的所述主体区在所述基底的正投影范围内；所述边缘电极在所述基底的正投影，以及所述连接电极在所述基底的正投影，均位于所述掺杂层的所述重掺杂区在所述基底的正投影范围内，且所述连接电极在所述基底的正投影，不位于所述掺杂层的所述边缘区在所述基底的正投影范围内。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述在所述掺杂层的目标区域进行掺杂，形成重掺杂区，包括：

通过激光掺杂工艺对所述目标区域进行掺杂，形成所述重掺杂区。

11.根据权利要求10所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述激光掺杂工艺为一次激光掺杂工艺。

12.根据权利要求10所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，沿所述第一方向，激光光斑的尺寸与所述重掺杂区的尺寸的比值为1。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，沿所述第一方向，激光光斑的尺寸为20μm-120μm。

14.根据权利要求13所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，激光功率为20W-150W，激光照射频率为20KHZ-3000KHZ，激光扫描速度为10m/s-50m/s。

15.一种光伏组件，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的太阳能电池；或者

包括如权利要求9-14任一项所述的太阳能电池的制作方法制作得到的太阳能电池。

16.一种光伏系统，其特征在于，包括如权利要求15所述的光伏组件。