CN117276361B - 太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统 - Google Patents

太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统。太阳能电池包括基底和钝化接触结构；钝化接触结构包括依次设置于基底的一个表面的第一隧穿氧化层、多晶硅掺杂导电层以及第二隧穿氧化层；其中，多晶硅掺杂导电层和第一隧穿氧化层的至少部分区域形成有多个间隔布置的孔洞，各孔洞贯穿多晶硅掺杂导电层，并延伸至第一隧穿氧化层中；第二隧穿氧化层至少填充各孔洞的位于第一隧穿氧化层中的部分。本发明能够改善钝化接触结构的表面钝化效果，降低表面复合，提升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
本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统。
背景技术
随着光伏技术的不断发展，人们对晶体硅太阳能电池光电转换效率的要求也越来越高，但目前产业化太阳能电池效率的提高仍面临着很多挑战。相关技术的太阳能电池中，为了降低复合速率、延长少子寿命、提高太阳能电池的光电转换效率，一般会对硅基底进行钝化处理，在硅基底表面形成钝化接触结构以降低表面载流子的复合，从而减小因硅基底内部缺陷所带来的影响。其中，常见的钝化接触结构将隧穿氧化层与重掺杂的多晶硅层相结合，通过隧穿氧化层的化学钝化作用降低硅基底与多晶硅之间的界面复合。同时隧穿氧化层也可以起到较好的隧穿作用，使得多数载流子通过隧穿原理实现运输，而少数载流子则因为较高的势垒难以隧穿通过隧穿氧化层进入多晶硅层中被复合。然而，相关技术太阳能电池中，常常存在钝化接触结构的结构不连续、完整性较差的问题，导致钝化接触结构的表面钝化效果不佳，影响了太阳能电池的转换效率。
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、光伏组件及光伏系统，能够改善钝化接触结构的表面钝化效果，降低表面复合，提升太阳能电池的转换效率。
本申请实施例第一方面提供一种太阳能电池，太阳能电池包括基底和钝化接触结构；
钝化接触结构包括依次设置于基底的一个表面的第一隧穿氧化层、多晶硅掺杂导电层以及第二隧穿氧化层；
其中，多晶硅掺杂导电层和第一隧穿氧化层的至少部分区域形成有多个间隔布置的孔洞，各孔洞贯穿多晶硅掺杂导电层，并延伸至第一隧穿氧化层中；
第二隧穿氧化层至少填充各孔洞的位于第一隧穿氧化层中的部分。
在其中一个实施例中，第二隧穿氧化层填充满各孔洞。
在其中一个实施例中，至少部分孔洞贯穿第一隧穿氧化层。
在其中一个实施例中，孔洞的横截面轮廓构造为圆形，孔洞的直径大于或等于100nm；或者
孔洞的横截面轮廓构造为多边形，多边形的至少一条边长大于或者等于100nm。
在其中一个实施例中，第一隧穿氧化层的厚度与第二隧穿氧化层的厚度相等；和/或
第一隧穿氧化层的材质与第二隧穿氧化层的材质相同。
在其中一个实施例中，第二隧穿氧化层的厚度为0.5nm-5nm。
在其中一个实施例中，多晶硅掺杂导电层包括层叠设置的第一多晶硅掺杂导电层和第二多晶硅掺杂导电层；
第一多晶硅掺杂导电层邻接于第一隧穿氧化层，第二多晶硅掺杂导电层邻接于第二隧穿氧化层；
第一多晶硅掺杂导电层的掺杂浓度低于第二多晶硅掺杂导电层的掺杂浓度。
在其中一个实施例中，基底的第一面的反射率大于30%；和/或
基底的第一面的粗糙度小于1μm；
第一面为基底的设有第一隧穿氧化层的表面。
在其中一个实施例中，太阳能电池还包括：
第一钝化膜层，层叠设置于第二隧穿氧化层的远离基底的表面；
掺杂导电层和第二钝化膜层，依次层叠设置于基底的远离第一隧穿氧化层的表面。
本申请实施例第二方面提供一种太阳能电池的制作方法，包括：
在基底的一个表面依次层叠形成第一隧穿氧化层和多晶硅掺杂导电层，其中，多晶硅掺杂导电层和第一隧穿氧化层的至少部分区域形成有多个间隔布置的孔洞，各孔洞贯穿多晶硅掺杂导电层，并延伸至第一隧穿氧化层中；
在多晶硅掺杂导电层的远离第一隧穿氧化层的表面形成第二隧穿氧化层，并使第二隧穿氧化层至少填充各孔洞的位于第一隧穿氧化层中的部分。
在其中一个实施例中，在基底的一个表面依次层叠形成第一隧穿氧化层和多晶硅掺杂导电层的步骤具体包括：
在基底的第一面依次形成第一隧穿氧化材料层、多晶硅掺杂材料层以及第一氧化物材料层，其中，多晶硅掺杂材料层和第一氧化物材料层中形成多个贯穿孔，以使第一隧穿氧化材料层中与贯穿孔对应的区域露出；
去除基底的第二面和基底的各侧面绕镀的第一隧穿氧化材料层、多晶硅掺杂材料层以及第一氧化物材料层，以在基底的第一面依次形成第一隧穿氧化层、多晶硅掺杂导电层以及第一氧化物层；其中，第一面和第二面相对布置，基底的各侧面邻接于第一面和第二面之间；
去除第一氧化物层，并将第一隧穿氧化层与贯穿孔对应的区域沿自身厚度方向至少部分去除，以与对应的贯穿孔共同限定出孔洞。
在其中一个实施例中，在基底的第一面依次形成第一隧穿氧化材料层、多晶硅掺杂材料层以及第一氧化物材料层的步骤具体包括：
在基底的第一面依次形成第一隧穿氧化材料层、非晶硅掺杂材料层以及第一氧化物材料层；
进行退火工艺，以将非晶硅掺杂材料层转化为多晶硅掺杂材料层，并在多晶硅掺杂材料层和第一氧化物材料层中形成多个贯穿孔。
在其中一个实施例中，退火工艺的工艺条件为：
使反应温度以大于5℃/min的速率从25℃上升至第一预设温度，并保持预设时长，其中，第一预设温度大于600℃；
使反应温度以大于2℃/min的速率从第一预设温度下降至第二预设温度，其中，第二预设温度小于第一预设温度，并大于600℃；
使反应温度以大于20℃/min的速度从第二预设温度下降至第三预设温度，其中，第三预设温度小于100℃。
在其中一个实施例中，形成非晶硅掺杂材料层的步骤包括：
在第一隧穿氧化材料层的远离基底的表面依次层叠形成第一非晶硅材料层和第二非晶硅材料层，其中，第一非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度小于第二非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度。
在其中一个实施例中，第一非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度小于2E20cm-3，第二非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度大于或者等于2E20cm-3。
在其中一个实施例中，在多晶硅掺杂导电层的远离第一隧穿氧化层的表面形成第二隧穿氧化层的步骤包括：
在多晶硅掺杂导电层的远离第一隧穿氧化层的表面形成第二隧穿氧化层，并使第二隧穿氧化层填充满孔洞。
在基底的一个表面依次层叠形成第一隧穿氧化层和多晶硅掺杂导电层的步骤之前还包括：
对基底的第一面进行刻蚀处理，并使第一面的反射率大于30%；和/或
对基底的第一面进行刻蚀处理，并使基底的第一面的粗糙度小于1μm；
其中，第一面为基底的设有第一隧穿氧化层的表面。
在其中一个实施例中，在多晶硅掺杂导电层的远离第一隧穿氧化层的表面形成第二隧穿氧化层的步骤之后还包括：
在第二隧穿氧化层的远离基底的表面形成第一钝化膜层。
本申请实施例第三方面提供一种光伏组件，包括至少一个电池串，电池串包括至少两个上述的太阳能电池。
本申请实施例第四方面提供一种光伏系统，包括上述的光伏组件。
上述的太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统的有益效果：
将本申请实施例中，通过设置第二隧穿氧化层，并且第二隧穿氧化层至少填充各孔洞的位于第一隧穿氧化层中的部分，由此，第一隧穿氧化层中与孔洞对应的区域、也即不连续的区域能够被第二隧穿氧化层填充，基底表面与孔洞对应的区域也能被覆盖，与相关技术中钝化接触结构不连续，在孔洞区域钝化效果较差的方案相比，能够改善表面钝化质量，降低表面复合，提升太阳能电池的转换效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的太阳能电池的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的太阳能电池的另一种结构的示意图；
图3为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中对基底的第一面进行刻蚀处理的示意图；
图5为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中在基底的第一面形成第一隧穿氧化材料层、多晶硅掺杂导电材料层以及第一氧化物材料层的示意图；
图6为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中在基底的第一面形成第一隧穿氧化层和多晶硅掺杂导电层的示意图；
图7为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中形成的孔洞的扫描电镜图；
图8为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中形成的孔洞的显微镜图；
图9为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中形成第二隧穿氧化层的示意图；
图10为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中形成的太阳能电池的示意图。
附图标号说明：
100、钝化接触结构；
10、第一隧穿氧化层；11、第一隧穿氧化材料层；20、第二隧穿氧化层；30、多晶硅掺杂导电层；301、多晶硅掺杂材料层；302、第一氧化物材料层；303、贯穿孔；31、第一多晶硅掺杂导电层；32、第二多晶硅掺杂导电层；40、基底；50、孔洞；60、掺杂导电层；70、第一钝化膜层；80、第二钝化膜层；91、第一电极；92、第二电极；
200、太阳能电池；
F、第一面；S、第二面。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明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发明。但是本发明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发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，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”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。在本发明的描述中，“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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。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发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”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，当元件被称为“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。当一个元件被认为是“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。本文所使用的术语“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。
下面结合附图说明本申请实施例的太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统。
需要说明的是，本申请中以太阳能电池为TOPCon电池（Tunnel Oxide PassivatedContact，隧穿氧化层钝化接触）为例进行说明，太阳能电池也可以是其他类型的太阳能电池，对于太阳能电池是其他类型的情况与此类似，此处不再赘述。
图1为本申请实施例提供的太阳能电池的结构示意图，图2为本申请实施例提供的太阳能电池的另一种结构的示意图。
参照图1、图2，本申请实施例第一方面提供一种太阳能电池200，太阳能电池包括基底40和钝化接触结构100，钝化接触结构100包括依次设置于基底40的一个表面的第一隧穿氧化层10、多晶硅掺杂导电层30以及第二隧穿氧化层20。
其中，多晶硅掺杂导电层30和第一隧穿氧化层10的至少部分区域形成有多个间隔布置的孔洞50，各孔洞50贯穿多晶硅掺杂导电层30，并延伸至第一隧穿氧化层10中。第二隧穿氧化层20至少填充各孔洞50的位于第一隧穿氧化层10中的部分。
本申请实施例的太阳能电池200中，通过设置第二隧穿氧化层20，并且第二隧穿氧化层20至少填充各孔洞50的位于第一隧穿氧化层10中的部分，由此，第一隧穿氧化层10中与孔洞50对应的区域、也即不连续的区域能够被第二隧穿氧化层20填充，基底40表面与孔洞50对应的区域也能被覆盖，与相关技术中钝化接触结构不连续，在孔洞区域钝化效果较差的方案相比，能够改善表面钝化质量，降低表面复合，提升太阳能电池200的转换效率。
第一隧穿氧化层10、多晶硅掺杂导电层30以及第二隧穿氧化层20依次设置于基底40的一个表面，是指第一隧穿氧化层10设置于基底40的一个表面，多晶硅掺杂导电层30设置于第一隧穿氧化层10的背离基底40的表面，第二隧穿氧化层20设置于多晶硅掺杂导电层30的背离第一隧穿氧化层10的表面。而对于第一隧穿氧化层10中由于孔洞50而产生的表面缺陷和不连续位置，通过第二隧穿氧化层20中的部分材料进行填充。
另外，多个孔洞50在多晶硅掺杂导电层30和第一隧穿氧化层10上的设置位置随机，可以是在局部区域分布，也可以在多晶硅掺杂导电层30和第一隧穿氧化层10的整个设置范围内都分布。每个孔洞50都可以包含位于多晶硅掺杂导电层30中的部分孔段以及位于第一隧穿氧化层10中的部分孔段。
第二隧穿氧化层20至少填充各孔洞50的位于第一隧穿氧化层10中的部分是指所有的孔洞50中，位于第一隧穿氧化层10的部分孔段都被第二隧穿氧化层20覆盖。换言之，各个孔洞50中填充的第二隧穿氧化层20的材料需要将孔洞50位于第一隧穿氧化层10的部分孔段完全覆盖，在此基础上，还可以部分材料也填充于孔洞50的位于多晶硅掺杂导电层30的部分孔段中。
在一些实施例中，第二隧穿氧化层20填充满各孔洞50。如此，便于第二隧穿氧化层20也形成完整性和连续性较好的膜层，也能够使基底40对应孔洞50的位置得到更好的钝化效果。
本申请实施例中，至少部分孔洞50贯穿第一隧穿氧化层10。基底40的部分表面通过孔洞50露出，由于第二隧穿氧化层20填充满孔洞50，因此第二隧穿氧化层20可以直接接触于基底40的对应于孔洞50的位置，大大加强了该位置的钝化效果。
本申请实施例中，孔洞50的横截面轮廓构造为圆形，孔洞50的直径大于或等于100nm。或者孔洞50的横截面轮廓构造为多边形，多边形的至少一条边长大于或者等于100nm。
由此，多晶硅掺杂导电层30的结构是非连续结构，可以理解的是，这里的多边形可以是规则或不规则多边形。
本申请实施例中，第一隧穿氧化层10的厚度与第二隧穿氧化层20的厚度相等。和/或第一隧穿氧化层10的材质与第二隧穿氧化层20的材质相同。
第一隧穿氧化层10的厚度与第二隧穿氧化层20的厚度相等，如此，能够保证第二隧穿氧化层20填充在孔洞50中时，至少将各孔洞50的位于第一隧穿氧化层10的部分孔段填充满。
详细而言，各个孔洞50位于第一隧穿氧化层10中的部分孔段中填充第二隧穿氧化层20的部分材料，第一隧穿氧化层10的厚度范围与第二隧穿氧化层20相同，且二者材质相同，能够使第一隧穿氧化层10和第二隧穿氧化层20均形成超薄氧化层，并且能够保证第一隧穿氧化层10的各处性能的均匀性和一致性。第一隧穿氧化层10和第二隧穿氧化层20的材料可以为电介质材料，例如为氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。
进一步地，第二隧穿氧化层20的厚度为0.5nm-5nm，第一隧穿氧化层10的厚度范围也可以是0.5nm-5nm。
本申请实施例中，为了减少多晶硅掺杂导电层30在形成的过程中，掺杂剂对第一隧穿氧化层10的冲击，考虑将多晶硅掺杂导电层30设置为多层结构，并使部分靠近第一隧穿氧化层10的层结构的掺杂浓度设置得较低。
具体实现时，可以参照图2，多晶硅掺杂导电层30包括层叠设置的第一多晶硅掺杂导电层31和第二多晶硅掺杂导电层32。
第一多晶硅掺杂导电层31邻接于第一隧穿氧化层10，第二多晶硅掺杂导电层32邻接于第二隧穿氧化层20。第一多晶硅掺杂导电层31的掺杂浓度低于第二多晶硅掺杂导电层32的掺杂浓度。
如此，一方面能够缓解较高掺杂浓度的第二多晶硅掺杂导电层32在形成时对第一隧穿氧化层10的冲击，另一方面，较低掺杂浓度的第一多晶硅掺杂导电层31的含氢量更高，可以辅助第一隧穿氧化层10实现更好的表面钝化。
在具体实现时，例如还可以是第一多晶硅掺杂导电层31包括多个多晶硅掺杂子层（未图示），多个多晶硅掺杂子层沿基底40指向第二隧穿氧化层20的方向依次层叠，且掺杂浓度依次增加。
本申请实施例中，结合图1和图2，基底40可以包括相对设置的第一面F和第二面S，还包括邻接于第一面F和第二面S之间的多个侧面。第一面F可以对应太阳能电池200的背面或正面，第二面S可以对应太阳能电池200的正面或背面，本申请实施例中，以第一面F对应太阳能电池200的背面，第一隧穿氧化层10设于基底40的第一面F为例进行说明。
进一步地，基底40的第一面F的反射率大于30%，优选反射率为38%、40%、42%、45%。
进一步地，基底40的第一面F的粗糙度小于1μm。
如此可以将基底40的第一面F设置为抛光表面，使基底40的第一面F具有更少的表面缺陷态，从而容易取得更佳的表面钝化效果。
进一步地，太阳能电池200还包括第一钝化膜层70、掺杂导电层60、第二钝化膜层80、第一电极91和第二电极92。
第一钝化膜层70层叠设置于第二隧穿氧化层20的远离基底40的表面。第一钝化膜层70可以采用单层或多层结构，第一钝化膜层70的材料可以为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。随着太阳能电池200技术的发展，太阳能电池200背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。第一钝化膜层70例如可以包括至少一层第一减反射层（未图示）。如此，可以减少太阳能电池200背面对太阳光的反射率，提高太阳能电池200背面对太阳光的吸收率，从而第一钝化膜层70同时起到了钝化和减反射的作用。
掺杂导电层60和第二钝化膜层80依次层叠设置于基底40的远离第一隧穿氧化层10的表面。
在实际情形中，太阳能电池200可以包括N型电池和P型电池，N型电池的基底40掺杂N型元素，掺杂导电层60掺杂P型元素。P型电池的基底40掺杂P型元素，掺杂导电层60掺杂N型元素。掺杂导电层60用于与基底40形成PN结，本申请实施例中，以基底40是N型基底为例进行说明，此时，掺杂导电层60可以是P型掺杂，例如可以是硼元素掺杂的掺杂导电层60，其中，硼元素掺杂的掺杂导电层60也称为P+型发射极。
第二钝化膜层80层叠设置于掺杂导电层60上，第二钝化膜层80在太阳能电池200中起到表面钝化作用以及减反射作用，可以对基底40表面的悬挂键进行较好的化学钝化，并且在太阳能电池200的正面起到减反射效果。
示例性地，第二钝化膜层80可以包括依次层叠在掺杂导电层60上的第二钝化层（未图示）和第二减反射层（未图示）。
第二减反射层位于基底40的第二面S一侧，也即位于太阳能电池200接收入射光的一面，其中，太阳能电池200接收入射光的一面也称为正面或者受光面，第二减反射层在太阳能电池200正面起到减反射效果。第二减反射层可以采用多层结构。多层结构的第二减反射层中，各层的材料可以为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。
第二钝化层可以采用单层结构或者多层结构，第二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，第二钝化层可以通过化学沉积的方式形成。
另外，第一电极91设于第一钝化膜层70，并连接于多晶硅掺杂导电层30，第二电极92设于第二钝化膜层80，并连接于掺杂导电层60。
图3为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法的流程示意图。图4为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中对基底的第一面进行刻蚀处理的示意图；图5为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中在基底的第一面形成第一隧穿氧化材料层、多晶硅掺杂导电材料层以及第一氧化物材料层的示意图；图6为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中在基底的第一面F形成第一隧穿氧化层和多晶硅掺杂导电层的示意图；图7为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中形成的孔洞的扫描电镜图；图8为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中形成的孔洞的显微镜图；图9为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中形成第二隧穿氧化层的示意图；图10为本申请实施例提供的太阳能电池的制作方法中形成的太阳能电池的示意图。
参照图3，本申请实施例第二方面提供一种钝化接触结构的制作方法，前述实施例的太阳能电池200可以采用该制作方法制作而成。
太阳能电池的制作方法包括：
S10、在基底40的一个表面依次层叠形成第一隧穿氧化层10和多晶硅掺杂导电层30，其中，多晶硅掺杂导电层30和第一隧穿氧化层10的至少部分区域形成有多个间隔布置的孔洞50，各孔洞50贯穿多晶硅掺杂导电层30，并延伸至第一隧穿氧化层10中。
S20、在多晶硅掺杂导电层30的远离第一隧穿氧化层10的表面形成第二隧穿氧化层20，并使第二隧穿氧化层20至少填充各孔洞50的位于第一隧穿氧化层10中的部分。
在多晶硅掺杂导电层30的远离第一隧穿氧化层10的表面形成第二隧穿氧化层20，并使第二隧穿氧化层20至少填充各孔洞50的位于第一隧穿氧化层10中的部分，由此，基底40表面、第一隧穿氧化层10中与孔洞50对应的区域能够被第二隧穿氧化层20覆盖、填充，与相关技术中结构不连续，在孔洞区域钝化效果较差的方案相比，能够改善表面钝化质量，降低表面复合，提升太阳能电池的转换效率。
本申请发明人也对第二隧穿氧化层20填充至孔洞50中的方案进行了试验，相比孔洞无隧穿氧化层覆盖的方案，开路电压Uoc由728mV变为729mV，由此可知，采用本申请实施例的方法制作的太阳能电池200的性能得到了一定程度的改善。
本申请实施例中，参照图1，步骤S10中，在基底40的一个表面依次层叠形成第一隧穿氧化层10和多晶硅掺杂导电层30的步骤具体包括：
S11、在基底40的第一面F依次形成第一隧穿氧化材料层11、多晶硅掺杂材料层301以及第一氧化物材料层302，其中，多晶硅掺杂材料层301和第一氧化物材料层302中形成多个贯穿孔303，以使第一隧穿氧化材料层11中与贯穿孔303对应的区域露出，如图5所示。
S12、参照图6，去除基底40的第二面S和基底40的各侧面绕镀的第一隧穿氧化材料层11、多晶硅掺杂材料层301以及第一氧化物材料层302，以在基底40的第一面F依次形成第一隧穿氧化层10、多晶硅掺杂导电层30以及第一氧化物层。
S13、去除第一氧化物层，并将第一隧穿氧化材料层11的与贯穿孔303对应的区域沿自身厚度方向至少部分去除，以与对应的贯穿孔303共同限定出孔洞50。
进一步地，步骤S11中，在基底40的第一面F依次形成第一隧穿氧化材料层11、多晶硅掺杂材料层301以及第一氧化物材料层302的步骤具体包括：
S111、在基底40的第一面F依次形成第一隧穿氧化材料层11、非晶硅掺杂材料层以及第一氧化物材料层302；
S112、进行退火工艺，以将非晶硅掺杂材料层转化为多晶硅掺杂材料层301，并在多晶硅掺杂材料层301和第一氧化物材料层302中形成多个贯穿孔303。
进一步地，步骤S112中，退火工艺的工艺条件为：
使反应温度以大于5℃/min的速率从室温，例如25℃左右上升至第一预设温度，并保持预设时长，例如保持2分钟-60分钟，其中，第一预设温度大于600℃。
使反应温度以大于2℃/min的速率从第一预设温度下降至第二预设温度，其中，第二预设温度小于第一预设温度，并大于600℃。
使反应温度以大于20℃/min的速度从第二预设温度下降至第三预设温度，其中，第三预设温度小于100℃。
如此，在退火过程中，通过快速升温和降温，并且设置较高的热退火温度，即将热退火温度设为第一预设温度，能够实现第一隧穿氧化层10和多晶硅掺杂导电层30中氢的快速移动和扩散，辅助第一隧穿氧化层10实现更好的表面钝化，并释放第一隧穿氧化层10和多晶硅掺杂导电层30中多余的氢，在多晶硅掺杂导电层30中形成孔洞50。
第一预设温度可以是850℃-990℃。
进一步地，步骤S111中，形成非晶硅掺杂材料层的步骤包括：
在第一隧穿氧化材料层11的远离基底40的表面依次层叠形成第一非晶硅材料层和第二非晶硅材料层，其中，第一非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度小于第二非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度。
如此，一方面第一非晶硅材料层能够缓解第二非晶硅材料层中的掺杂剂在高温退火晶化时对第一隧穿氧化层10的冲击。另一方面，非掺杂或低浓度掺杂的第一非晶硅材料层的含氢量更高，可以提供更多的氢，从而辅助第一隧穿氧化层10实现更好的表面钝化。
本申请发明人也对采用第一非晶硅材料层和第二非晶硅材料层形成多晶硅掺杂导电层30的方案进行了试验，与单层多晶硅掺杂导电层的方案相比，开路电压Uoc由727mV变为729mV，由此可知，采用本申请实施例的方法制作的太阳能电池200的性能得到了一定程度的改善。
具体实现时，第一非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度小于2E20cm-3，第二非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度大于或者等于2E20cm-3。
可以理解的是，第一非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度可以是0，也即，第一非晶硅材料层是本征非晶硅材料层。
本申请实施例中，步骤S13中，去除第一氧化物层，并将第一隧穿氧化层10的与贯穿孔303对应的区域沿自身厚度方向至少部分去除，以与对应的贯穿孔303共同限定出孔洞50，具体实现时，可以利用包含HF的酸性溶液进行清洗。当然，在该步骤S13中，若基底40的第二面S一侧在掺杂导电层60上形成有第二氧化物层，也可以同步将第二氧化物层去除。
本申请实施例中，参照图9，在步骤S20中，在多晶硅掺杂导电层30的远离第一隧穿氧化层10的表面形成第二隧穿氧化层20的步骤包括，
在多晶硅掺杂导电层30的远离第一隧穿氧化层10的表面形成第二隧穿氧化层20，并使第二隧穿氧化层20填充满孔洞50。
进一步地，参照图10，在步骤S10：在基底40的一个表面依次层叠形成第一隧穿氧化层10和多晶硅掺杂导电层30的步骤之前还包括：
对基底40的第一面F进行刻蚀处理，并使第一面F的反射率大于30%；和/或对基底40的第一面F进行刻蚀处理，并使基底40的第一面F的粗糙度小于1μm；其中，第一面F为基底40的将要形成第一隧穿氧化层10的表面。
如此，使基底40的第一面F具有更少的表面缺陷态，从而容易取得更佳的表面钝化效果。
进一步地，对基底40的第一面F进行刻蚀处理的步骤包括：
在基底40的第二面S形成掺杂导电材料层。该掺杂导电材料层在掺杂导电层为P型，并采用硼元素的情况下，例如可以通过在对基底40的第二面S进行硼扩形成。
刻蚀去除基底40的各侧面和第一面F绕镀的掺杂导电材料层，以在基底40的第二面S形成掺杂导电层60，如图4所示。此处，需要注意的是，这里的掺杂导电层60用于与基底40形成PN结，且掺杂导电层60与多晶硅掺杂导电层30的掺杂类型相反。
进一步地，参照图10，步骤S20中，在多晶硅掺杂导电层30的远离第一隧穿氧化层10的表面形成第二隧穿氧化层20的步骤之后还包括：
在掺杂导电层60的远离基底40的表面形成第二钝化膜层80；
在第二隧穿氧化层20的远离基底40的表面形成第一钝化膜层70。
下面举出一个具体的示例说明本申请实施例的太阳能电池的制作方法，该方法包括：
步骤一：提供一基底40，在基底40的第二面S形成掺杂导电材料层，同时基底40的第一面F和各个侧面也绕镀有掺杂导电材料层。
步骤二：参照图4，刻蚀去除基底40的各侧面和第一面F绕镀的掺杂导电材料层，以在基底40的第二面S形成掺杂导电层60，并将基底40的第一面F形成为光滑平整的表面抛光形貌，其中，第一面F的反射率大于30%，或者第一面F的粗糙度小于1μm。
步骤三：在基底40的第一面F依次形成第一隧穿氧化材料层11、第一非晶硅材料层、第二非晶硅材料层以及第一氧化物材料层302。与此同时，基底40的第二面S和各侧面也形成有第一隧穿氧化材料层11、第一非晶硅材料层、第二非晶硅材料层以及第一氧化物材料层302。
其中，形成第一隧穿氧化材料层11的步骤包括：在300℃以上温度，通入氧源，氧源例如可以是N2O、CO、CO2等，氧源在微波电源作用下电离生成氧离子，与基底40的表面反应生成超薄的第一隧穿氧化材料层11，该层的厚度范围为0.5nm-5nm。
形成第一非晶硅材料层的步骤包括：通入一定比例的硅烷和氢气，或者一定比例的硅烷和氩气，在微波电源作用下，沉积生长一层富含氢的本征非晶硅层作为第一非晶硅材料层。或者，通入一定比例的硅烷、磷烷和氢气，或者一定比例的硅烷、磷烷和氩气，在微波电源作用下，沉积生长一层富含氢的低掺杂非晶硅层作为第一非晶硅材料层。
形成第二非晶硅材料层的步骤包括：通入第二比例的硅烷和磷烷，其中，磷烷/硅烷比大于第一非晶硅材料层，沉积生长掺杂浓度更高的一层掺杂非晶硅层作为第二非晶硅材料层。
步骤四：在800度以上的温度对步骤三形成的结构体进行退火处理，使第一隧穿氧化材料层11、第一非晶硅材料层和第二非晶硅材料层完成晶化，转变为多晶硅掺杂材料层301，也即第一多晶硅掺杂材料层和第二多晶硅掺杂材料层。与此同时，第一隧穿氧化材料层11表面多余的氢部分逸出，在多晶硅掺杂材料层301以及第一氧化物材料层302中形成100nm尺寸以上的贯穿孔303。以使第一隧穿氧化材料层11中与贯穿孔303对应的区域露出，形成如图5所示的结构。
步骤五：去除基底40的第二面S和基底40的各侧面绕镀的第一隧穿氧化材料层11、多晶硅掺杂材料层301以及第一氧化物材料层302，以在基底40的第一面F依次形成第一隧穿氧化层10、多晶硅掺杂导电层30以及第一氧化物层，其中，多晶硅掺杂导电层30也即第一多晶硅掺杂导电层31和第二多晶硅掺杂导电层32。去除第一氧化物层，并将第一隧穿氧化层10与贯穿孔303对应的区域沿自身厚度方向至少部分去除，以与对应的贯穿孔303共同限定出孔洞50，形成的结构体如图6所示，孔洞50的结构如图7、图8所示。
步骤六：使用PECVD方式，多晶硅掺杂导电层30上形成第二隧穿氧化层20，并使第二隧穿氧化层20填充在孔洞50中，第二隧穿氧化层20的厚度范围与第一隧穿氧化层10一致，如图9所示。
步骤七：参照图10，在掺杂导电层60的背离基底40的表面形成第二钝化膜层80，在第二隧穿氧化层20的背离基底40的表面形成第一钝化膜层70，并在第一钝化膜层70和第二钝化膜层80上分别形成第一电极91和第二电极92。其中，第一钝化膜层70和第二钝化膜层80的材质可以包括氧化铝、氮化硅、氮氧化硅、氧化硅等。
采用本申请实施例的方法制作出的太阳能电池200因为提供了更多的氢对基底40表面进行钝化，使得具备充足的钝化效果，同时在氢过多导致逸出的多晶硅掺杂导电层30的表面沉积第二隧穿氧化层20，其中，多晶硅掺杂导电层30具有孔洞50，来改善并弥补表面钝化质量，相比无孔洞结构，能够改善表面钝化质量，降低表面复合，提升太阳能电池200的转换效率。
本申请实施例第三方面提供一种光伏组件（未图示），包括至少一个电池串，电池串包括至少两个如前所述的太阳能电池200，各太阳能电池200之间可以通过串焊的方式连接在一起。
本申请实施例第四方面提供一种光伏系统（未图示），包括上述的光伏组件。
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。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (20)

1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括基底和钝化接触结构；
所述钝化接触结构包括依次设置于所述基底的一个表面的第一隧穿氧化层、多晶硅掺杂导电层以及第二隧穿氧化层；
其中，所述多晶硅掺杂导电层和所述第一隧穿氧化层的至少部分区域形成有多个间隔布置的孔洞，各所述孔洞贯穿所述多晶硅掺杂导电层，并延伸至所述第一隧穿氧化层中；
所述第二隧穿氧化层至少填充各所述孔洞的位于所述第一隧穿氧化层中的部分。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二隧穿氧化层填充满各所述孔洞。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，至少部分所述孔洞贯穿所述第一隧穿氧化层。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述孔洞的横截面轮廓构造为圆形，所述孔洞的直径大于或等于100nm；或者
所述孔洞的横截面轮廓构造为多边形，所述多边形的至少一条边长大于或者等于100nm。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一隧穿氧化层的厚度与所述第二隧穿氧化层的厚度相等；和/或
所述第一隧穿氧化层的材质与所述第二隧穿氧化层的材质相同。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二隧穿氧化层的厚度为0.5nm-5nm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述多晶硅掺杂导电层包括层叠设置的第一多晶硅掺杂导电层和第二多晶硅掺杂导电层；
所述第一多晶硅掺杂导电层邻接于所述第一隧穿氧化层，所述第二多晶硅掺杂导电层邻接于所述第二隧穿氧化层；
所述第一多晶硅掺杂导电层的掺杂浓度低于所述第二多晶硅掺杂导电层的掺杂浓度。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述基底的第一面的反射率大于30%；和/或
所述基底的第一面的粗糙度小于1μm；
所述第一面为所述基底的设有所述第一隧穿氧化层的表面。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括：
第一钝化膜层，层叠设置于所述第二隧穿氧化层的远离所述基底的表面；
掺杂导电层和第二钝化膜层，依次层叠设置于所述基底的远离所述第一隧穿氧化层的表面。
10.一种太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括：
在基底的一个表面依次层叠形成第一隧穿氧化层和多晶硅掺杂导电层，其中，所述多晶硅掺杂导电层和所述第一隧穿氧化层的至少部分区域形成有多个间隔布置的孔洞，各所述孔洞贯穿所述多晶硅掺杂导电层，并延伸至所述第一隧穿氧化层中；
在所述多晶硅掺杂导电层的远离所述第一隧穿氧化层的表面形成第二隧穿氧化层，并使所述第二隧穿氧化层至少填充各所述孔洞的位于所述第一隧穿氧化层中的部分。
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，所述在基底的一个表面依次层叠形成第一隧穿氧化层和多晶硅掺杂导电层的步骤具体包括：
在所述基底的第一面依次形成第一隧穿氧化材料层、多晶硅掺杂材料层以及第一氧化物材料层，其中，所述多晶硅掺杂材料层和所述第一氧化物材料层中形成多个贯穿孔，以使所述第一隧穿氧化材料层中与所述贯穿孔对应的区域露出；
去除所述基底的第二面和所述基底的各侧面绕镀的所述第一隧穿氧化材料层、所述多晶硅掺杂材料层以及所述第一氧化物材料层，以在所述基底的第一面依次形成所述第一隧穿氧化层、所述多晶硅掺杂导电层以及第一氧化物层；其中，所述第一面和所述第二面相对布置，所述基底的各侧面邻接于所述第一面和所述第二面之间；
去除所述第一氧化物层，并将所述第一隧穿氧化层与所述贯穿孔对应的区域沿自身厚度方向至少部分去除，以与对应的所述贯穿孔共同限定出所述孔洞。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述在所述基底的第一面依次形成第一隧穿氧化材料层、多晶硅掺杂材料层以及第一氧化物材料层的步骤具体包括：
在所述基底的第一面依次形成第一隧穿氧化材料层、非晶硅掺杂材料层以及第一氧化物材料层；
进行退火工艺，以将所述非晶硅掺杂材料层转化为多晶硅掺杂材料层，并在所述多晶硅掺杂材料层和所述第一氧化物材料层中形成多个所述贯穿孔。
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，所述退火工艺的工艺条件为：
使反应温度以大于5℃/min的速率从25℃上升至第一预设温度，并保持预设时长，其中，所述第一预设温度大于600℃；
使所述反应温度以大于2℃/min的速率从所述第一预设温度下降至第二预设温度，其中，所述第二预设温度小于所述第一预设温度，并大于600℃；
使所述反应温度以大于20℃/min的速度从所述第二预设温度下降至第三预设温度，其中，所述第三预设温度小于100℃。
14.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，所述形成非晶硅掺杂材料层的步骤包括：
在所述第一隧穿氧化材料层的远离所述基底的表面依次层叠形成第一非晶硅材料层和第二非晶硅材料层，其中，所述第一非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度小于所述第二非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述第一非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度小于2E20cm-3，所述第二非晶硅材料层的有效电活性掺杂浓度大于或者等于2E20cm-3。
16.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，所述在所述多晶硅掺杂导电层的远离所述第一隧穿氧化层的表面形成第二隧穿氧化层的步骤包括：
在所述多晶硅掺杂导电层的远离所述第一隧穿氧化层的表面形成第二隧穿氧化层，并使所述第二隧穿氧化层填充满所述孔洞。
17.根据权利要求10所述的太阳能电池的制作方法，所述在基底的一个表面依次层叠形成第一隧穿氧化层和多晶硅掺杂导电层的步骤之前还包括：
对所述基底的第一面进行刻蚀处理，并使所述第一面的反射率大于30%；和/或
对所述基底的第一面进行刻蚀处理，并使所述基底的第一面的粗糙度小于1μm；
其中，所述第一面为所述基底的设有所述第一隧穿氧化层的表面。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述在所述多晶硅掺杂导电层的远离所述第一隧穿氧化层的表面形成第二隧穿氧化层的步骤之后还包括：
在所述第二隧穿氧化层的远离所述基底的表面形成第一钝化膜层。
19.一种光伏组件，其特征在于，包括至少一个电池串，所述电池串包括至少两个如权利要求1-9中任一项所述的太阳能电池。
20.一种光伏系统，其特征在于，包括如权利要求19所示的光伏组件。
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