CN117497633B - 薄膜制备方法、太阳能电池、光伏组件和光伏系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种薄膜制备方法、太阳能电池、光伏组件和光伏系统，制备方法包括：采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层；采用第二制备工艺于第一钝化层远离基片一侧的表面形成第二钝化层，第二钝化层和第一钝化层的材质相同；其中，第一制备工艺的制备速率小于第二制备工艺的制备速率，且第一钝化层的钝化效果优于第二钝化层的钝化效果。

Description

薄膜制备方法、太阳能电池、光伏组件和光伏系统

技术领域

本申请涉及薄膜制备技术领域，特别是涉及一种薄膜制备方法、太阳能电池、光伏组件和光伏系统。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，人们对于半导体器件的性能要求也在不断提升。其中，钝化是一种能够显著提升器件性能的技术。例如，在太阳能电池中，通过形成钝化层可以大大提升太阳能电池的光电转换效率。但是，为了形成具有较佳钝化效果的钝化层，会一定程度上影响器件的制备效率，从而导致器件的产能不足。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够平衡薄膜的钝化效果和制备效率的薄膜制备方法、太阳能电池、光伏组件和光伏系统。

第一方面，本申请提供了一种薄膜制备方法，所述制备方法包括：

采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层；

采用第二制备工艺于所述第一钝化层远离所述基片一侧的表面形成第二钝化层，所述第二钝化层和所述第一钝化层的材质相同；

其中，所述第一制备工艺的制备速率小于所述第二制备工艺的制备速率，且所述第一钝化层的钝化效果优于所述第二钝化层的钝化效果。

在其中一个实施例中，所述第一钝化层的氢含量小于所述第二钝化层的氢含量；和/或

所述第一钝化层的负电荷密度大于所述第二钝化层的负电荷密度。

在其中一个实施例中，所述第一钝化层的第一厚度小于所述第二钝化层的第二厚度。

在其中一个实施例中，所述第一钝化层的第一厚度为2nm～6nm。

在其中一个实施例中，第一制备工艺包括原子层沉积。

在其中一个实施例中，所述采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层，包括：

于所述基片所在的反应腔室内通入第一前驱体；

经过第一预设时间后排出所述反应腔室内的所述第一前驱体，并通入第二前驱体，所述第二前驱体用于与所述第一前驱体反应生成所述第一钝化层；

经过第二预设时间后排出所述反应腔室内的所述第二前驱体；

重复执行上述步骤直至所述第一钝化层的厚度达到所述第一厚度。

在其中一个实施例中，采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层，包括：

控制所述基片移动以依次经过第一前驱体的第一喷流区域、隔离气体的第二喷流区域和第二前驱体的第三喷流区域；所述第二前驱体用于与所述第一前驱体反应生成所述第一钝化层，所述隔离气体用于间隔以抑制所述第一前驱体和所述第二前驱体于所述基片表面以外区域的反应；

重复执行上述步骤直至所述第一钝化层的厚度达到所述第一厚度。

在其中一个实施例中，所述采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层，包括：

控制所述基片移动以依次经过第一前驱体的第一喷流区域、排气区域和第二前驱体的第三喷流区域；所述第二前驱体用于与所述第一前驱体反应生成所述第一钝化层；

重复执行上述步骤直至所述第一钝化层的厚度达到所述第一厚度。

在其中一个实施例中，所述采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层，包括：

控制所述基片移动以依次经过第一前驱体的第一喷流区域和第二前驱体的第三喷流区域；所述第二前驱体用于与所述第一前驱体反应生成所述第一钝化层；所述第一喷流区域与所述第三喷流区域之间的距离根据所述第一前驱体和所述第二前驱体的喷出流量和/或喷出压力确定；

重复执行上述步骤直至所述第一钝化层的厚度达到所述第一厚度。

在其中一个实施例中，所述采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层时，所述第一钝化层还形成于所述基片的周侧表面。

在其中一个实施例中，所述第二制备工艺包括等离子体增强化学气相沉积或交替实施的等离子体增强化学气相沉积与原子层沉积。

在其中一个实施例中，所述第一钝化层和所述第二钝化层的材质均为氧化铝。

第二方面，本申请提供了一种太阳能电池，包括基片和采用如上述的制备方法制备形成的第一钝化层和第二钝化层。

第三方面，本申请提供了一种太阳能电池，包括：

基片；

第一钝化层，设于所述基片的表面；

第二钝化层，设于所述第一钝化层远离所述基片一侧的表面，所述第二钝化层和所述第一钝化层的材质相同；

其中，所述第一钝化层的氢含量小于所述第二钝化层的氢含量；和/或所述第一钝化层的负电荷密度大于所述第二钝化层的负电荷密度。

在其中一个实施例中，所述第一钝化层的第一厚度小于所述第二钝化层的第二厚度。

在其中一个实施例中，所述第一钝化层的第一厚度为2nm～6nm。

在其中一个实施例中，所述第一钝化层还设于所述基片的周侧表面。

在其中一个实施例中，所述第一钝化层和所述第二钝化层的材质均为氧化铝。

第四方面，本申请提供了一种光伏组件，包括电池串，所述电池串由多个如上述的太阳能电池连接而成。

第五方面，本申请提供了一种光伏系统，其特征在于，包括上述的光伏组件。

上述薄膜制备方法、太阳能电池、光伏组件和光伏系统，薄膜制备方法采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层，并采用第二制备工艺于第一钝化层远离所述基片一侧的表面形成第二钝化层。其中，第二钝化层和第一钝化层具有相同的材质，以使材质统一的第一钝化层和第二钝化层更容易兼容器件中其他膜层的制备工艺。而且可以理解的是，即使材质相同，由于不同的制备工艺的成膜效果之间存在差异，第一钝化层和第二钝化层也会具有不同的钝化效果，具体地，通过设置第一钝化层的钝化效果优于第二钝化层的钝化效果，可以使靠近基片的第一钝化层对基片进行良好地钝化，以确保器件的性能。此外，由于第二制备工艺的制备速率快于第一制备工艺的制备速率，采用第二制备工艺能够快速补足钝化层的整体厚度至目标厚度，以使具有目标厚度的钝化层具有足够的可靠性。因此，本申请的薄膜制备方法能够综合第一制备工艺和第二制备工艺的优点，有效平衡了制备的薄膜的整体钝化效果和制备效率。

附图说明

图1为一个实施例中薄膜制备方法的流程图之一；

图2为一个实施例中太阳能电池的剖视示意图之一；

图3为一个实施例中太阳能电池的剖视示意图之二；

图4为一个实施例中采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层的流程图之一；

图5为一个实施例中采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层的流程图之二；

图6为一个实施例中喷流头的排列示意图之一；

图7为一个实施例中喷流头的排列示意图之二；

图8为一个实施例中采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层的流程图之三；

图9为一个实施例中喷流头的排列示意图之三；

图10为一个实施例中采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层的流程图之四；

图11为一个实施例中喷流头的排列示意图之四。

具体实施方式

为了使本申请的目的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供一种薄膜制备方法，用于形成基片表面的钝化层，以提升半导体器件的性能。其中，半导体器件可以但不限于是光电器件，光电器件包括光伏电池、半导体发光器件等，光伏电池例如可以为太阳能电池。在本申请各实施例中，均以薄膜制备方法用于形成太阳能电池的钝化层为例进行说明。

具体地，太阳能电池是一种利用光电效应将光转换成电能的半导体器件。太阳能电池的制备技术经历了从常规的铝背场(Aluminium Back Surface Field，BSF)电池到发射极和背面钝化(Passivated Emitterand Rear Cell，PERC)电池，再到选择性发射极(Passivated Emitterand Rear Cell+Selective Emiter，PERC+SE)电池的转换。PERC+SE电池技术与常规BSF电池相比，在常规扩散工序后增加一道激光SE二次扩散工序以及背钝化工序。该背钝化工序生成的背面钝化层薄膜即为PERC太阳能电池相比常规电池的主要改进结构，其原理在于基片背面用钝化层薄膜覆盖，以起到钝化表面，提高长波响应，减少表面复合速率，从而提升太阳能电池的光电转换效率。

在一个实施例中，本申请提供了一种薄膜制备方法，如图1所示的薄膜制备方法的流程图之一，用于形成如图2所示的太阳能电池。结合参考图1和图2，薄膜制备方法包括以下步骤102至步骤104。

步骤102，采用第一制备工艺于基片202的一侧表面形成第一钝化层204。

步骤104，采用第二制备工艺于第一钝化层204远离基片202一侧的表面形成第二钝化层206。

其中，太阳能电池包括基片202，基片202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(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触)电池，基片202的两个表面均可以用于接收入射光线。基片202可以为N型半导体基片202，即基片202内掺杂有N型离子，N型离子可以为磷、砷或者锑中的任意一者。基片202具有与第一表面相对的第二表面，基片202的第二表面具有发射极，发射极可以为P型掺杂层，掺杂有P型离子，发射极与基底形成PN结。

基片202的第一表面形成隧穿层和掺杂多晶硅层。隧穿层可以与掺杂多晶硅层一起构成钝化接触层，隧穿层用于实现基片202第一表面的界面钝化，起到化学钝化的效果。具体地，通过饱和基片202表面的悬挂键，降低基片202第一表面的界面缺陷态密度，从而减少基底第一表面的复合中心来降低载流子复合速率。其中，隧穿层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。第一钝化层204和第二钝化层206可以形成隧穿层。其中，隧穿层能够与基片202的第一表面的悬挂键相结合，从而抑制太阳能电池表面的载流子复合，以提升太阳能电池的光电转换效率。

一些实施例中，掺杂多晶硅层远离隧穿层的一侧还设有钝化层，该钝化层可以使得基片202表面的载流子浓度较高，抑制载流子复合，提高太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子，提高双面光电转化率。在一些实施例中，钝化层的材料可以是氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅或者碳氮氧化硅中的一种或多种。故，本申请的实施例中，第一钝化层204和第二钝化层206还可以构成该钝化层。

一些实施例中，发射极远离基片202的一侧也设有钝化层。该钝化层的材料可以是氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅或者碳氮氧化硅中的一种或多种。故，本申请的实施例中，第一钝化层204和第二钝化层206还可以形成该钝化层。

本申请的实施例中，第二钝化层206和第一钝化层204的材质相同。具体地，在半导体器件的制备过程中，需要考虑不同膜层的材质的特性，以抑制在后的工艺制程损伤已形成的器件结构。本实施例采用材质统一的第一钝化层204和第二钝化层206，因此从上述角度仅需要考虑一种钝化层材质的特性，从而更容易兼容器件中其他膜层的制备工艺。而且，本实施例的第一钝化层204和第二钝化层206的材质可以沿用相关技术中的材质，相应地，其他膜层的制备工艺无需进行适应性调整，从而可以减少采用本实施例的方法对其他膜层的工艺制程的影响。

而且可以理解的是，即使材质相同，不同的制备工艺的成膜效果之间也会存在差异，也即，第一钝化层204和第二钝化层206也会具有不同的钝化效果。具体地，本实施例通过设置第一钝化层204的钝化效果优于第二钝化层206的钝化效果，可以使靠近基片202的第一钝化层204对基片202进行良好地钝化，以确保器件的性能。此外，由于第二制备工艺的制备速率快于第一制备工艺的制备速率，采用第二制备工艺能够快速补足钝化层的整体厚度(即第一钝化层204与第二钝化层206的厚度之和)至目标厚度，第二钝化层206能够对第一钝化层204进行保护，从而有效抑制第一钝化层204过薄导致的强度不足、易损伤等问题，以使具有目标厚度的钝化层具有足够的可靠性。

在本实施例中，薄膜制备方法能够综合第一制备工艺和第二制备工艺的优点，有效平衡了制备的薄膜的整体钝化效果和制备效率。

在一个实施例中，第一钝化层204和第二钝化层206的材质均为氧化铝。具体地，氧化铝既能够防止电子和空穴不必要的过早复合，还能够充当反射太阳光的镜面，以便它重新进入太阳能电池的活性部分以转化为电能，从而进一步提高太阳能电池的光电转换效率。在其他实施例中，第一钝化层204和第二钝化层206还可以是其他具有相同材质的薄膜，此处不做限定。

在一个实施例中，第一钝化层204的第一厚度小于第二钝化层206的第二厚度。为了便于说明，本申请实施例中将第一厚度与第二厚度之和称为目标钝化厚度，其中，第一厚度可以理解为能够对基片202实现足够钝化效果时第一钝化层的厚度，在确定第一厚度后，可以根据目标钝化厚度和第一厚度确定第二厚度。可选地，可以对比依次形成第一厚度的第一钝化层204和第二厚度的第二钝化层206时太阳能电池的第一光电转换效率，以及完全采用第一制备工艺形成具有目标钝化厚度的钝化层时太阳能电池的第二光电转换效率，在第一光电转换效率和第二光电转换效率之间的差值小于预设阈值时，就可以认为当前的厚度设置方式能够对基片202实现足够钝化效果。在本实施例中，由于制备第一钝化层204的第一制备工艺的制备速率较慢，通过设置第一厚度较小的第一钝化层204，可以有效减少采用第一制备工艺制备第一钝化层204的时间，从而在确保钝化效果的前提下，缩短制备薄膜整体的制备时间。

在一个实施例中，第一钝化层204的第一厚度为2nm～6nm。例如，第一厚度可以为2nm、3nm、5nm、6nm中的任一个，本实施例不做限定。相应地，第二钝化层206的第二厚度可以根据第一厚度进行适应性调节，以使目标钝化厚度满足器件的厚度要求。进一步地，可以根据对器件的性能要求选择恰当的第一厚度。例如，以目标钝化厚度为25nm为例，若对太阳能电池的光电转换效率要求较低，则可以采用2nm的第一钝化层204与23nm的第二钝化层206相结合；若对太阳能电池的光电转换效率要求较高，则可以采用6nm的第一钝化层204与19nm的第二钝化层206相结合。在本实施例中，通过将第一钝化层204的第一厚度设置为2nm～6nm中任一厚度，能够更好地兼容薄膜的整体制备时间和制备的薄膜的钝化效果。

在一个实施例中，图3为一实施例的太阳能电池的结构示意图之二，参考图3，采用第一制备工艺于基片202的一侧表面形成第一钝化层204时，第一钝化层204还形成于基片202的周侧表面，周侧表面连接于一侧表面，且平行于基片202的厚度方向。进一步地，在形成第二钝化层206时，第二钝化层206也可以延伸至侧面，并覆盖位于基片202侧表面的第一钝化层204。在本实施例中，通过在基片202的周侧表面形成第一钝化层204，能够进一步减少太阳能电池的侧表面的复合速率，从而增强太阳能电池的光电转换效率。

在一个实施例中，第一制备工艺包括原子层沉积，也即，采用原子层沉积的工艺于基片202的一侧表面形成第一钝化层204。其中，原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层镀在基片202一侧表面的方法。具体地，在原子层沉积的过程中，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，这种方式使每次反应只沉积一层原子。因此，原子层沉积能够实现对膜层厚度的纳米级的精确控制，而且更容易获得无裂缝、致密和保形的高质量薄膜。也即，在采用原子沉积工艺形成第一钝化层204时，第一钝化层204能够具有更优的钝化效果。在本实施例中，由于原子层沉积是基于挥发性前驱体分子与基质的自终止表面限制反应，因此能够生成膜层均匀、钝化效果优良的第一钝化层204，以确保靠近基片202一侧表面的第一钝化层204的钝化效果。

在一个实施例中，如图4所示的采用第一制备工艺于基片202的一侧表面形成第一钝化层204的流程图之一。参考图4，采用第一制备工艺于基片202的一侧表面形成第一钝化层204，包括以下步骤402至步骤408。

步骤402，于基片202所在的反应腔室内通入第一前驱体。

其中，反应腔室可以设有多个喷流头，不同的喷流头用于输送不同的气态物质至反应腔室内。具体地，可输送的气态物质包括但不限于各前驱体、惰性气体等。可选地，喷流头可以连接于反应腔室的上壁，气态物质以垂直于基片202一侧表面的方式喷出，从而确保第一前驱体能够均匀地吸附于基片202的一侧表面。进一步地，以第一钝化层204的材质为氧化铝为例，第一前驱体为铝源，例如可以为三甲基铝(Trimethyl-Aluminu，TMA)。

步骤404，经过第一预设时间后排出反应腔室内的第一前驱体，并通入第二前驱体。

具体地，第二前驱体用于与第一前驱体反应生成第一钝化层204，第二前驱体也可以通过位于基片202上方的喷流头喷出，并区别于用于喷出第一前驱体的喷流头。以第一钝化层204的材质为氧化铝为例，第二前驱体为氧源，例如可以包括水和臭氧中的至少一种。具体地，通过在第一预设时间后排出反应腔室内的第一前驱体，可以有效抑制残余的第一前驱体与稍后通入的第二前驱体发生反应，从而有效抑制反应产物附着在基片202一侧表面，影响基片202一侧表面的反应或造成基片202一侧表面成膜不均匀等问题。当第二前驱体通入反应腔室后，第二前驱体会与已吸附于基片202一侧表面的第一前驱体发生反应并产生相应的产物，直到表面的第一前驱体完全消耗，以形成需要的原子层。可选地，可以通过真空泵、分子泵等排出反应腔室内的第一前驱体，本实施例不做限定。

进一步地，第一预设时间是指自喷流头喷出第一前驱体的时刻到第一前驱体铺满基片202一侧表面的时刻之间的一段时间。因此，第一预设时间可以与基片202的一侧表面面积、反应腔室的体积、第一前驱体的喷出流量和/或喷出压力以及喷流头与基片202之间的距离等中的至少一个相关联。

步骤406，经过第二预设时间后排出反应腔室内的第二前驱体。

与步骤404相似地，第二预设时间是指自喷流头喷出第二前驱体的时刻到第二前驱体到达基片202并铺满基片202一侧表面的时刻之间的一段时间。因此，第二预设时间也可以与基片202的一侧表面面积、反应腔室的体积、第二前驱体的喷出流量和/或喷出压力以及喷流头与基片202之间的距离等中的至少一个相关联。

步骤408，重复执行上述步骤402至步骤406直至第一钝化层204的厚度达到第一厚度。

具体地，可以根据单层原子层的厚度和第一钝化层204的第一厚度确定重复执行上述步骤402至步骤406的次数，例如可以重复执行20次至50次上述步骤402至步骤406，以形成具有第一厚度的第一钝化层204。

在本实施例中，由于在输入第二前驱体之前已经将没有附着在基片202一侧表面的第一前驱体全部排出，在输入第二前驱体之后，不会在基面一侧表面之外的产生第一前驱体和第二前驱体的反应物。从而实现了第一前驱体与第二前驱体在“时间”上的隔离，从而使较大比例的第一前驱体和第二前驱体是在基片202一侧表面进行反应的，第一前驱体和第二前驱体通过严格自控的方式在基片202一侧表面进行反应，从而最终形成均匀、钝化效果优良的第一钝化层204。

在一个实施例中，如图5所示的采用第一制备工艺于基片202的一侧表面形成第一钝化层204的流程图之二。参考图5，采用第一制备工艺于基片202的一侧表面形成第一钝化层204，包括以下步骤502至步骤504。

步骤502，控制基片202移动以依次经过第一前驱体的第一喷流区域、隔离气体的第二喷流区域和第二前驱体的第三喷流区域。

其中，第二前驱体用于与第一前驱体反应生成第一钝化层204，隔离气体与第一前驱体、第二前驱体均不反应，隔离气体用于间隔以抑制第一前驱体和第二前驱体于所述基片表面以外区域的反应。具体地，隔离气体可以抑制气态的第一前驱体和第二前驱体在到达基片前发生化学气相沉积，以使第一前驱体与第二前驱体的反应都是在基片表面的原子层沉积，从而提升第一钝化层204的成膜质量。隔离气体可以是氮气(N₂)或者惰性气体。具体地，如图6所示的喷流头的排列示意图之一，第一前驱体、隔离气体和第二前驱体分别通过不同的喷流头通入，即第一喷流头用于喷出第一前驱体，第二喷流头用于喷出隔离气体，第三喷流头用于喷出第二前驱体。多个喷流头分别与多个喷流区域一一对应设置，且不同的喷流头可以线性排列于反应腔室的上壁。可选地，基片202可以放置于热板上，并通过控制热板移动的方式带动基片202依次经过各喷流区域，从而便于对基片202进行热处理。

进一步地，可以根据各喷流头的喷出流量和/或喷出压力确定基片202的移动速率，以确保原子层的沉积效果。可以理解的是，原子层的沉积效果与第一前驱体的吸附效果、第二前驱体的反应效果以及隔离气体的隔离效果等均存在关联。因此，可以根据对原子层的沉积效果的要求，适当调节基片202的移动速率、各喷流头的喷出流量和/或喷出压力以及各喷流头的控制逻辑。一示例性地，各喷流头可以持续向反应腔室内输送对应的气态物质，以简化喷流头的控制逻辑，并实现第一前驱体的吸附效果、第二前驱体的反应效果以及隔离气体的隔离效果的最佳化。另一示例性地，各喷流头也可以仅在基片202即将进入对应的喷流区域前开始向反应腔室内输送对应的气态物质，以减少各材料的用量。又一示例性地，可以控制前驱体对应的喷流头仅在基片202即将进入对应的喷流区域前开始向反应腔室内输送对应的前驱体，并控制隔离气体的喷流头持续向反应腔室内输送隔离气体，从而在确保隔离效果和反应效果的前提下，减少前驱体的用量。

步骤504，重复执行上述步骤502直至第一钝化层204的厚度达到第一厚度。

一示例性地，反应腔室内可以顺序设置多组喷流头，即如图7所示示出了其中的两组喷流头，每组喷流头分别包括第一喷流头、第二喷流头和第三喷流头，也即，反应腔室内顺序设置第一喷流头→第二喷流头→第三喷流头…第一喷流头→第二喷流头→第三喷流头，并控制基片202线性移动从而依次经过各喷流区域。本示例需要体积较大的反应腔室，但能够实现对基片202的快速处理，且能够通过分别在不同组的喷流头下分别设置基片202的方式，同步对多个基片202进行处理，从而大大提高第一钝化层204的制备效率。另一示例性地，反应腔室内也可以如图6所示仅设置一组喷流头，在一个周期的反应完成后，排出反应腔室中的全部气体，并将基片202重新移动至第一喷流区域，以重复上述步骤。本示例虽然制备效率不及前一示例，但对反应腔室的体积要求较低，更加适用于小产量的使用场景。

相较于图4实施例通过排气过程对第一前驱体和第二前驱体进行“时间”上的隔离，本实施例中通过控制基片202移动依次经过第一喷流区域、第二喷流区域和第三喷流区域，可以实现“空间”上的隔离，从而省去对反应腔室排气的过程，进而大大缩短形成第一钝化层204所需的时长。通过设置第二喷流区域对第一前驱体和第二前驱体进行主动隔离，并合理设置第二喷流区域的宽度和隔离气体的喷出流量和/或喷出压力，能够有效隔离第一前驱体和第二前驱体，以使较大部分的第一前驱体和第二前驱体的反应是在基片202一侧表面进行的，从而有效提升第一钝化层204的均匀度，进而提高了第一钝化层204的钝化效果。而且，由于基片202可以放置在热板上并处于持续的移动中，本实施例的技术方案在形成第一钝化层204时不易发生绕镀现象，而绕镀现象会在基片202的背面形成不均匀的膜层，并影响太阳能电池的外观和光电转换性能。因此，本实施例还能够有效抑制上述问题，从而提供一种综合性能较好的太阳能电池。

在一个实施例中，如图8所示的采用第一制备工艺于基片202的一侧表面形成第一钝化层204的流程图之三。参考图8，采用第一制备工艺于基片202的一侧表面形成第一钝化层204，包括以下步骤802至步骤804。

步骤802，控制基片202移动以依次经过第一前驱体的第一喷流区域、排气区域和第二前驱体的第三喷流区域。

其中，第二前驱体用于与第一前驱体反应生成第一钝化层204。具体地，如图9所示的喷流头的排列示意图之二，第一前驱体和第二前驱体分别通过不同的喷流头通入，即第一喷流头用于喷出第一前驱体，第三喷流头用于喷出第二前驱体。本实施例可以进一步在第一喷流头和第三喷流头之间设置一排气管路，并将排气管路与真空泵连接，从而实现对排气区域中的气体物质的抽吸。可以理解的是，第一喷流区域和第三喷流区域的具体设置方式可参考图5实施例，此处不再进行赘述。通过设置排气区域，当第一前驱体或第二前驱体蔓延至排气区域时，能够被及时排出反应腔室，以抑制第一前驱体与第二前驱体的反应，从而提高第一钝化层204的质量。

步骤804，重复执行上述步骤802直至第一钝化层204的厚度达到第一厚度。

在本实施例中，通过控制基片202移动依次经过第一喷流区域、排气区域和第三喷流区域，可以实现“空间”上的隔离，从而省去对反应腔室排气的过程，进而大大缩短形成第一钝化层204所需的时长。通过设置排气区域对第一前驱体和第二前驱体进行隔离，并合理设置排气区域的宽度，能够有效隔离第一前驱体和第二前驱体，以使较大部分的第一前驱体和第二前驱体的反应是在基片202一侧表面进行的，从而有效提升第一钝化层204的均匀度，进而提高了第一钝化层204的钝化效果。而且，由于基片202可以放置在热板上并处于持续的移动中，本实施例的技术方案在形成第一钝化层204时不易发生绕镀现象，而绕镀现象会在基片202的背面形成不均匀的膜层，并影响太阳能电池的外观和光电转换性能。因此，本实施例还能够有效抑制上述问题，从而提供一种综合性能较好的太阳能电池。

在一个实施例中，可以控制基片202移动以依次经过第一前驱体的第一喷流区域、隔离气体的第二喷流区域、排气区域和第二前驱体的第三喷流区域，或控制基片202移动以依次经过第一前驱体的第一喷流区域、排气区域、隔离气体的第二喷流区域和第二前驱体的第三喷流区域。可以理解的是，本实施例的第一喷流区域、第二喷流区域、排气区域和第三喷流区域的具体设置方式可参考前述实施例，此处不再进行赘述。

在一个实施例中，如图10所示的采用第一制备工艺于基片202的一侧表面形成第一钝化层204的流程图之四。参考图10，采用第一制备工艺于基片202的一侧表面形成第一钝化层204，包括以下步骤1002至步骤1004。

步骤1002，控制基片202移动以依次经过第一前驱体的第一喷流区域和第二前驱体的第三喷流区域。

其中，第二前驱体用于与第一前驱体反应生成第一钝化层204。具体地，如图11所示的喷流头的排列示意图之三，参考图11，第一前驱体和第二前驱体分别通过不同的喷流头通入，即第一喷流头用于喷出第一前驱体，第三喷流头用于喷出第二前驱体。第一喷流区域与第三喷流区域之间具有一定的距离d。具体地，通过扩大第一喷流区域与第三喷流区域之间的距离，可以有效抑制第一前驱体与第二前驱体在基片202以外区域的反应，从而有效抑制反应产物附着在基片202一侧表面，影响基片202一侧表面的反应或造成基片202一侧表面成膜不均匀等问题。进一步地，距离d是根据所述第一前驱体和所述第二前驱体的喷出流量和/或喷出压力确定的。具体地，设置距离d的目标是减少第一前驱体与第二前驱体在基片202以外的反应，以提升第一钝化层204的钝化效果。可以理解的是，第一前驱体和第二前驱体的喷出流量或喷出压力越大，两种前驱体在气流作用下越容易发生反应。因此，距离d的设置与第一前驱体和第二前驱体的喷出流量和喷出压力成正相关，也即，第一前驱体和第二前驱体的喷出流量和/或喷出压力越大，需要对应设置越大的距离d，以提升空间上的隔离效果。

步骤1004，重复执行上述步骤1002直至第一钝化层204的厚度达到第一厚度。

在本实施例中，由于第一喷流区域和第三喷流区域相隔一定的距离d，无需外加设备或者气体，即能够使得较大部分的第一前驱体和第二前驱体是在基片202一侧表面进行反应，从而在确保第一钝化层204的均匀度和钝化效果的前提下，大大简化反应腔室的结构。而且，由于基片202可以放置在热板上并处于持续的移动中，本实施例的技术方案在形成第一钝化层204时不易发生绕镀现象，而绕镀现象会在基片202的背面形成不均匀的膜层，并影响太阳能电池的外观和光电转换性能。因此，本实施例还能够有效抑制上述问题，从而提供一种综合性能较好的太阳能电池。

在一个实施例中，第二制备工艺包括等离子体增强化学气相沉积，也即，可以采用等离子体增强化学气相沉积于第一钝化层204远离基片202一侧的表面形成第二钝化层206。其中，等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)是一种利用放电现象使目标材质对应的原子电离后，在衬底上进行化学反应沉积的一种薄膜制备方法。可以理解的是，受限于原子层沉积每次只能形成一层原子的反应机制，原子层沉积的工艺所需时间较长，从而导致原子层沉积在单位时间内的产能较低。而与原子层沉积相比，等离子体增强化学气相沉积无需进行第一前驱体完全附着在基片202一侧表面，经过一些处理手段排出反应腔中的第一前驱体，以及再通入第二前驱体的流程，从而可以大大提升相同材质的钝化层的制备效率。但是，等离子体增强化学气相沉积的成膜均匀性不及原子层沉积，且电离过程会对钝化表面造成轰击损伤，从而无法达到最佳的钝化效果。在本实施例中，通过采用等离子体增强化学气相沉积法能够更加快速地制备第二钝化层206，而且，通过综合原子层沉积和等离子体增强化学气相沉积可以大大提升对基片202的钝化效果。

在一个实施例中，第二制备工艺包括交替实施的等离子体增强化学气相沉积与原子层沉积。在本实施例中，第二制备工艺采用交替实施的等离子体增强化学气相沉积与原子层沉积，由于等离子体增强化学气相沉积的薄膜制备速率大于原子层沉积的薄膜制备速率，因此，第二制备工艺采用交替实施的等离子体增强化学气相沉积与原子层沉积，也能够实现第二制备工艺制备薄膜的速率大于第一制备工艺制备薄膜的速率，从而提高薄膜制备的整体效率。

在一个实施例中，第一钝化层204的氢含量小于第二钝化层206的氢含量。其中，钝化层的氢含量与对应的制备工艺相关联。具体地，以第一钝化层204和第二钝化层206的材质为氧化铝为例，使用等离子体增强化学气相沉积法制备的氧化铝中的氢含量最高，原子层沉积“时间”法制备的氧化铝薄膜次之，原子层沉积“空间”法制备的氧化铝中的氢含量最低。因此，通过获取第一钝化层204和第二钝化层206的氢含量能够有效确定的工艺制程，并获悉各钝化层的钝化效果。

在一个实施例中，第一钝化层204的负电荷密度大于第二钝化层206的负电荷密度。具体地，薄膜与硅片的接触面的负电荷密度越高，屏蔽p型硅表面的少数载流子的能力越强，因此具有更好的场钝化特性。在本实施例中，通过设置第一钝化层204的负电荷密度大于第二钝化层206的负电荷密度，使得靠近基片202一侧表面的第一钝化层204的钝化效果好于在第一钝化层204一侧表面的第二钝化层206的钝化效果，能够更加有效地提升太阳能电池的光电转换效率。因此，通过获取第一钝化层204和第二钝化层206的负电荷密度能够获悉各钝化层的钝化效果。

应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这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。

在一个实施例中，继续参考图2，本申请还提供了一种太阳能电池，太阳能电池包括基片202、第一钝化层204和第二钝化层206。基片202用于接收入射光线并产生光生载流子。例如，在一些实施例中，太阳能电池为双面电池，即基片202的两个表面都用于接收太阳光线。基片202可以为硅基底，硅基底的材料可以包括单晶硅、多晶硅、非晶硅以及微晶硅。第一钝化层204设于基片202的表面。第二钝化层206设于第一钝化层204远离基片202一侧的表面，第二钝化层206和第一钝化层204的材质相同。

在一个实施例中，第一钝化层的氢含量小于第二钝化层的氢含量；和/或第一钝化层的负电荷密度大于第二钝化层的负电荷密度。

在一个实施例中，第一钝化层的第一厚度小于第二钝化层的第二厚度。

在一个实施例中，第一钝化层的第一厚度为2nm～6nm。

在一个实施例中，第一钝化层和第二钝化层的材质均为氧化铝。

在一个实施例中，继续参考图3，本申请还提供了一种太阳能电池，太阳能电池的第一钝化层204延伸至基片202的周侧表面，周侧表面连接于一侧表面，且平行于基片202的厚度方向，第二钝化层206延伸并覆盖位于基片202的周侧表面的第一钝化层204。

在一个实施例中，太阳能电池中的第一钝化层和第二钝化层是采用上述任一实施例的薄膜制备方法制备形成的。基于前述的薄膜制备方法，本实施例提供了一种制备速率较快、性能较好的太阳能电池。相应地，本申请实施例还提供一种光伏组件，光伏组件包括电池串，电池串由上述任一实施例提供的太阳能电池或者多个采用上述任一实施例提供的薄膜制备方法制备的太阳能电池连接而成。

光伏组件还包括封装层和盖板，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。太阳能电池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。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。

本申请实施例还提供一种光伏系统，包括上述任一实施例中的光伏组件。

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本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，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种薄膜制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层；

采用第二制备工艺于所述第一钝化层远离所述基片一侧的表面形成第二钝化层，所述第二钝化层和所述第一钝化层的材质相同；

所述采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层，包括：

控制基片移动以依次经过第一前驱体的第一喷流区域、排气区域和第二前驱体的第三喷流区域；所述第二前驱体用于与所述第一前驱体反应生成所述第一钝化层；

重复执行上述步骤直至所述第一钝化层的厚度达到第一厚度；所述第一钝化层的第一厚度小于所述第二钝化层的第二厚度，所述第一钝化层的第一厚度为2nm～6nm；

其中，第一制备工艺包括原子层沉积，所述第一制备工艺的制备速率小于所述第二制备工艺的制备速率，且所述第一钝化层的钝化效果优于所述第二钝化层的钝化效果。

2.根据权利要求1所述的薄膜制备方法，其特征在于，所述第一钝化层的氢含量小于所述第二钝化层的氢含量；和/或

所述第一钝化层的负电荷密度大于所述第二钝化层的负电荷密度。

3.根据权利要求1所述的薄膜制备方法，其特征在于，所述采用第一制备工艺于基片的一侧表面形成第一钝化层时，所述第一钝化层还形成于所述基片的周侧表面。

4.根据权利要求1所述的薄膜制备方法，其特征在于，所述第二制备工艺包括等离子体增强化学气相沉积或交替实施的等离子体增强化学气相沉积与原子层沉积。

5.根据权利要求1-4任一项所述的薄膜制备方法，其特征在于，所述第一钝化层和所述第二钝化层的材质均为氧化铝。

6.一种太阳能电池，其特征在于，包括基片和采用如权利要求1-5任一项所述的薄膜制备方法制备形成的第一钝化层和第二钝化层。

7.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

基片；

第一钝化层，设于所述基片的一侧表面；以及

第二钝化层，设于所述第一钝化层远离所述基片一侧的表面，所述第二钝化层和所述第一钝化层的材质相同；

其中，所述第一钝化层的氢含量小于所述第二钝化层的氢含量；和/或所述第一钝化层的负电荷密度大于所述第二钝化层的负电荷密度；

所述第一钝化层采用以下第一制备工艺于基片的一侧表面形成：

控制所述基片移动以依次经过第一前驱体的第一喷流区域、排气区域和第二前驱体的第三喷流区域；所述第二前驱体用于与所述第一前驱体反应生成所述第一钝化层；

重复执行上述步骤直至所述第一钝化层的厚度达到第一厚度。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层的第一厚度小于所述第二钝化层的第二厚度。

9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层的第一厚度为2nm～6nm。

10.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层还设于所述基片的周侧表面。

11.根据权利要求7至10任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层和所述第二钝化层的材质均为氧化铝。

12.一种光伏组件，其特征在于，包括电池串，所述电池串由多个如权利要求7～11任一项所述的太阳能电池连接而成。

13.一种光伏系统，其特征在于，包括如权利要求12所述的光伏组件。