CN117673208B - 一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件 - Google Patents

一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及太阳电池技术领域，尤其涉及一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件。该太阳电池的制备方法，包括：形成第二导电类型的第一掺杂多晶硅层，第一掺杂多晶硅层背离第一介质层的一面形成第一玻璃层；在硅片的正面制备沿背离硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层；对第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成第一导电类型的第二掺杂多晶硅层，第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层；制作图形化的第二玻璃层；去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层，形成图形化的第二掺杂多晶硅层以及图形化的第二介质层。该太阳电池的制备方法去除正面poly膜层结构在背面的绕镀，同时不破坏背面poly膜层结构。

Description

一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件
技术领域
本发明涉及太阳电池技术领域，尤其涉及一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件。
背景技术
钝化接触结构由一层超薄的氧化硅和一层重掺杂的多晶硅组成，主要用于电池背面的钝化，可以实现优异的表面钝化和载流子的选择性收集，但这种电池的正面仍然是金属与半导体直接接触，金属与半导体接触处的复合损失限制了电池效率的进一步提升，上述问题可以采用双面钝化接触结构避免，即在电池正面、背面均设置钝化接触结构。虽然通过钝化接触结构可以大幅降低金属化复合，但是由于正面钝化接触结构的poly层的吸光特性会影响电池对光的吸收，故需要对正面钝化接触结构进行局部钝化。但是目前在实现正面局部钝化的过程中，存在因为要去除绕镀而损伤电池结构的问题，无法真正有效提高电池性能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请公开了一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件，以解决目前在实现正面局部钝化的过程中，存在因为要去除绕镀而损伤电池结构的问题，无法真正有效提高电池性能。
第一个方面，本申请实施例提供一种太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
在第一导电类型的硅片的背面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第一介质层和第一本征硅层；
对所述第一本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第一掺杂多晶硅层，所述第一掺杂多晶硅层背离所述第一介质层的一面形成第一玻璃层；
在所述硅片的正面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层；
对所述第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有所述第一导电类型的第二掺杂多晶硅层，所述第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层；
制作图形化的所述第二玻璃层；
去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的所述第二掺杂多晶硅层和所述第二介质层，形成图形化的所述第二掺杂多晶硅层以及图形化的所述第二介质层；
去除所述第一玻璃层以及图形化的所述第二玻璃层。
可选地，所述制作图形化的所述第二玻璃层的步骤，包括：
在所述第二玻璃层上涂覆抗酸浆料；
使用酸液刻蚀所述抗酸浆料覆盖范围之外的所述第二玻璃层，以得到图形化的所述第二玻璃层；
去除所述抗酸浆料。
可选地，所述使用酸液刻蚀所述抗酸浆料覆盖范围之外的所述第二玻璃层，以得到图形化的所述第二玻璃层的步骤、所述去除所述抗酸浆料的步骤，所述去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的所述第二掺杂多晶硅层和所述第二介质层，形成图形化的所述第二掺杂多晶硅层以及图形化的所述第二介质层的步骤、所述去除所述第一玻璃层以及图形化的所述第二玻璃层的步骤在槽式清洗设备中依次进行。
可选地，所述在所述硅片的正面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层的步骤之后，制得的所述第二本征硅层在所述背面的绕镀层覆盖所述第一玻璃层背离所述第一掺杂多晶硅的整个表面。
可选地，所述去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的所述第二掺杂多晶硅层和所述第二介质层，形成图形化的所述第二掺杂多晶硅层以及图形化的所述第二介质层的步骤，包括：
利用碱刻蚀去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的所述第二掺杂多晶硅层和所述第二介质层；
利用碱在制绒添加剂的作用下，对所述硅片刻蚀，在所述正面形成绒面。
可选地，所述去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的所述第二掺杂多晶硅层和所述第二介质层，形成图形化的所述第二掺杂多晶硅层以及图形化的所述第二介质层的步骤，还包括：
利用碱刻蚀去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的掺杂层；其中，所述掺杂层是在所述对所述第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有所述第一导电类型的第二掺杂多晶硅层，所述第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层的步骤中形成。
可选地，所述对所述第一本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第一掺杂多晶硅层，所述第一掺杂多晶硅层背离所述第一介质层的一面形成第一玻璃层的步骤，包括：
在800℃~1000℃的温度下，通入第一掺杂元素和氧源，对所述第一本征硅层进行扩散掺杂并晶化，形成所述第一掺杂多晶硅层和所述第一玻璃层，所述第一玻璃层覆盖所述第一掺杂多晶硅层背离所述第一介质层的整个表面；
所述在所述硅片的正面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层的步骤，包括：
利用LPCVD制备所述第二介质层和所述第二本征硅层，以使所述第二本征硅层在所述背面的绕镀层覆盖所述第一玻璃层背离所述第一掺杂多晶硅的整个表面；
所述对所述第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成第一导电类型的第二掺杂多晶硅层，所述第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层的步骤，包括：
在800℃~1000℃的温度下，通入第二掺杂元素和氧源，对所述第二本征硅层进行扩散掺杂并晶化，形成第二掺杂多晶硅层和所述第二玻璃层。
可选地，所述在第一导电类型的硅片的背面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第一介质层和第一本征硅层的步骤之前，所述太阳电池的制备方法还包括以下步骤：
利用碱在添加剂的辅助下对所述硅片正面和背面进行刻蚀，对所述硅片进行清洗；
和/或，所述在所述硅片的正面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层的步骤之前，所述太阳电池的制备方法还包括以下步骤：
去除所述第一介质层、所述第一掺杂多晶硅层和所述第一玻璃层在所述硅片的侧面和所述正面的绕镀；
利用碱和制绒添加剂对所述正面进行制绒，在所述正面形成绒面形貌。
可选地，所述去除图形化的所述第二玻璃层和所述第一玻璃层的步骤之后，所述太阳电池的制备方法还包括以下步骤：
在所述硅片的所述正面制备第一功能膜，在所述硅片的所述背面制备第二功能膜；其中，所述第一功能膜覆盖在图形化的所述第二掺杂多晶硅层背离所述硅片的一面以及所述正面的裸露区域；
在所述硅片的所述正面制作正面电极，在所述硅片的所述背面制作背面电极；所述正面电极贯穿所述第一功能膜与所述第二掺杂多晶硅层欧姆接触；所述第二功能膜覆盖在所述第一掺杂多晶硅层背离所述硅片的一面，所述背面电极贯穿所述第二功能膜与所述第一掺杂多晶硅层欧姆接触；
在所述硅片的所述正面制备透明的第一导电膜，在所述硅片的所述背面制备第二导电膜；其中，所述第一导电膜覆盖在所述正面电极以及所述第一功能膜背离所述硅片的一面；所述第二导电膜覆盖在所述背面电极以及所述第二功能膜背离所述硅片的一面。
可选地，所述第一介质层为氧化硅层；
和/或，所述第一介质层的厚度为0.1 nm~5 nm；
和/或，所述第一本征硅层为第一本征非晶硅层或第一本征多晶硅层；
和/或，所述第一本征硅层的厚度为50 nm~300 nm；
和/或，所述第二介质层为氧化硅层；
和/或，所述第二介质层的厚度为0.1 nm~5 nm；
和/或，所述第二本征硅层为第二本征非晶硅层或第二本征多晶硅层；
和/或，所述第二本征硅层的厚度为30 nm~300 nm。
第二个方面，本申请实施例提供一种太阳电池，通过第一个方面所述的太阳电池的制备方法制作得到。
第三个方面，本申请实施例提供一种光伏组件，包括如第二个方面所述的太阳电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本申请实施例提供一种太阳电池的制备方法，通过对第一本征硅层进行掺杂并晶化时形成第一玻璃层作为第一掩膜层，另外对第二本征硅层进行掺杂并晶化时形成第二玻璃层作为第二掩膜层，进一步通过制作图形化的第二玻璃层用于第二掺杂多晶硅层和第二介质层的选择性去除，去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层的过程中，去除了第二掺杂多晶硅层和第二介质层在正面的裸露部分、第二掺杂多晶硅层在硅片侧面和背面的绕镀以及第二介质层在硅片侧面的绕镀，即实现去除正面poly膜层结构在背面的绕镀，制作得到正面局部钝化结构；同时在上述过程中，第一玻璃层保护了背面poly膜层结构，即第一掺杂多晶硅层和第一介质层，避免了背面poly膜层结构被去除。
该太阳电池的制备方法能够实现去除正面poly膜层结构在背面的绕镀，同时不破坏背面poly膜层结构，进而能够真正有效提高电池性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要的使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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是实施例1提供的硅片在进行了步骤S1后的示意图；
图2是实施例1提供的硅片在进行了步骤S2后的结构示意图；
图3是实施例1提供的硅片在进行了步骤S3后的结构示意图；
图4是实施例1提供的硅片在进行了步骤S4和步骤S5后的结构示意图；
图5是实施例1提供的硅片在进行了步骤S6后的结构示意图；
图6是实施例1提供的硅片在进行了步骤S7后的结构示意图；
图7是实施例1提供的硅片在进行了步骤S8后的结构示意图；
图8是实施例1提供的硅片在进行了步骤S9-1后的结构示意图；
图9是实施例1提供的硅片在进行了步骤S9-2后的结构示意图；
图10是实施例1提供的硅片在进行了步骤S9-3后的结构示意图；
图11是实施例1提供的硅片在进行了步骤S9-5后的结构示意图；
图12是实施例1提供的硅片在进行了步骤S10后的结构示意图；
图13是实施例1提供的硅片在进行了步骤S11后的结构示意图；
图14是实施例1提供的一种太阳电池的制备方法制备得到的太阳电池的结构示意图。
附图标号说明：
100、太阳电池；101、硅片；1011、正面；1012、背面；1013、侧面； 1014、金属化区域；102、第一介质层；103、第一本征硅层；104、第一掺杂多晶硅层；105、BSG层；106、第二介质层；107、第二本征硅层；108、第二掺杂多晶硅层；109、PSG层；110、抗酸浆料；111、正面电极；112、背面电极；113、正面钝化和减反射膜；114、背面钝化和减反射膜；115、第一导电膜；116、第二导电膜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
相关技术方案在实现正面局部钝化的过程中，存在因为要去除绕镀而损伤电池结构的问题，无法真正有效提高电池性能。例如，为实现太阳电池的双面钝化接触结构且正面设置为局部钝化接触结构，可采用如下操作：
在硅衬底的背面第一poly结构，第一poly结构包括第一介质层和第一掺杂多晶硅层；
在硅衬底的正面制备第二poly结构，第二poly结构包括第二介质层和第二多晶硅层。沉积上述结构后，第二poly结构在背面不可避免地会存在绕镀，与第一poly结构位于同一面。
为得到局部钝化的第二poly结构，可以在沉积第一poly结构之后，对第二poly结构进行图形化刻蚀和去绕镀，而第二poly结构的图形化刻蚀和去绕镀所使用的化学品对第一poly结构也具有刻蚀作用。可见，图形化刻蚀第二poly结构以及去除第二poly结构在背面的绕镀的同时，较难避免对太阳电池背面的第一poly结构造成损伤。
基于此分析，本申请实施例公开的一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件。该太阳电池的制备方法能够实现去除正面poly膜层结构在背面的绕镀，同时不破坏背面poly膜层结构。
第一个方面，本申请实施例提供一种太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
在第一导电类型的硅片的背面制备沿背离硅片的方向依次设置的第一介质层和第一本征硅层；
对第一本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有与第一导电类型相反的第二导电类型的第一掺杂多晶硅层，第一掺杂多晶硅层背离第一介质层的一面形成第一玻璃层；
在硅片的正面制备沿背离硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层；
对第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有第一导电类型的第二掺杂多晶硅层，第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层；
制作图形化的第二玻璃层；
去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层，形成图形化的第二掺杂多晶硅层以及图形化的第二介质层；
去除第一玻璃层以及图形化的第二玻璃层。
本申请实施例提供一种太阳电池的制备方法，通过对第一本征硅层进行掺杂并晶化时形成第一玻璃层作为第一掩膜层，另外对第二本征硅层进行掺杂并晶化时形成第二玻璃层作为第二掩膜层，进一步通过制作图形化的第二玻璃层用于第二掺杂多晶硅层和第二介质层的选择性去除，去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层的过程中，去除了第二掺杂多晶硅层和第二介质层在正面的裸露部分、第二掺杂多晶硅层在硅片侧面和背面的绕镀以及第二介质层在硅片侧面的绕镀，即实现去除正面poly膜层结构在背面的绕镀，制作得到正面局部钝化结构；同时在上述过程中，第一玻璃层保护了背面poly膜层结构，即第一掺杂多晶硅层和第一介质层，避免了背面poly膜层结构被去除。
综上所述，该太阳电池的制备方法能够实现去除正面poly膜层结构在背面的绕镀，同时不破坏背面poly膜层结构，进而能够真正有效提高电池性能。
关于导电类型，需要说明的是，第一导电类型和第二导电类型中的其中一种为N型而另一种为P型。当硅片为N型时，第一掺杂多晶硅层为P型，即第一掺杂多晶硅层与硅片形成PN结，第二掺杂多晶硅层为N型。当硅片为P型时，第一掺杂多晶硅层为N型，即第一掺杂多晶硅层与硅片形成PN结，第二掺杂多晶硅层为P型。
本申请制备的太阳电池为双面钝化接触结构，即太阳电池的正面和背面都使用多晶硅层和介质层进行金属区钝化，提高了太阳电池的开压。
本申请制备的太阳电池的正面poly膜层结构设置为局部钝化接触结构，以避免透光性较差的第二掺杂多晶硅层覆盖整个正面而影响该太阳电池对光的吸收，有利于提高太阳电池的效率。
本申请制备的太阳电池为背结电池。相关技术中，由于发射极的横向电阻严重影响太阳电池的电阻，且发射极的横向电阻与发射极细栅线间距的平方成反比，因此为了降低发射极横向电阻，会增加栅线根数来减少栅线间距。当发射极设置在正面时，增加栅线根数会影响正面对光的吸收，不利于电池的转换效率。而本申请制备的太阳电池的发射结，即PN结位于其背面，为了降低发射极横向电阻可通过增加背面的栅线数量，因此对正面的栅线数量没有较高的要求，更有利于正面和背面栅线的分布设计，通过减少正面的栅线数量可减少银浆用量从而降低成本，有利于提高太阳电池的效率和降低金属化成本。此外，正面栅线数量减少还可简化正面电极的图形，由于正面poly膜层结构的图形与正面电极的图形相同，因此可降低图形化的第二掺杂多晶硅层以及图形化的第二介质层的制作难度，进而提高制作良率。
此外，本申请在第一本征硅层和第二本征硅层进行掺杂并晶化时，掺杂过程中所用的掺杂元素与硅形成第一玻璃层和第二玻璃层。示例性的，掺杂过程中所用的磷元素与硅形成磷硅玻璃层（PSG层），硼元素与硅形成硼硅玻璃层（BSG层），PSG层和BSG层能够作为耐碱掩膜，PSG层和BSG层可通过酸刻蚀形成图形化掩膜同时制作过程不破坏耐酸的第二掺杂多晶硅层，免去了在背面poly膜层结构和正面poly膜层结构上制作掩膜层的步骤，进而简化制作流程，降低生产成本。
可选地，制作图形化的第二玻璃层的步骤，包括：
在第二玻璃层上涂覆抗酸浆料；
使用酸液刻蚀抗酸浆料覆盖范围之外的第二玻璃层，以得到图形化的第二玻璃层；
去除抗酸浆料。
即该步骤采用浆料法制作图形化的第二玻璃层，相应地使用酸液刻蚀第二玻璃层以及去除抗酸浆料的步骤均可通过湿化学法实现，浆料法能够与目前的湿化学法去除绕镀的工艺在一个设备中完成，以避免增加设备数量而导致设备成本变高。
进一步地，使用酸液刻蚀抗酸浆料覆盖范围之外的第二玻璃层，以得到图形化的第二玻璃层的步骤、去除抗酸浆料的步骤，去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层，形成图形化的第二掺杂多晶硅层以及图形化的第二介质层的步骤、去除第一玻璃层以及图形化的第二玻璃层的步骤在槽式清洗设备中依次进行。相关技术的激光去除法则需要分别去除背面及绕镀的第二玻璃层和使用激光去除设备制作正面图形化的第二玻璃层后，再转入槽式清洗设备进行其他膜层的刻蚀，在多台设备之间转移太阳电池的过程中，进一步还需要机械手等设备，导致生产线过长。
可选地，使用激光去除部分第二玻璃层，以得到图形化的第二玻璃层。采用激光去除法也可实现制作图形化的第二玻璃层，相对于浆料法，激光去除法无需使用抗酸浆料，进而无需使用碱性溶液去除抗酸浆料。
与目前的硼扩等扩散工艺相比，本申请采用对第一本征硅层进行掺杂并晶化而形成第一玻璃层，该步骤温度较低，形成的第一玻璃层的厚度较薄且致密程度偏低，第一玻璃层在制作图形化的正面poly膜层结构的过程中难以保证对背面poly膜层结构的保护，存在过度刻蚀的可能，过度刻蚀会导致背面poly膜层结构被破坏。并且在进行第二本征硅层掺杂过程中，第一玻璃层无法保证对第二本征硅层所掺杂元素的阻挡效果，若第二本征硅层所掺杂元素过量地扩散至第一掺杂多晶硅层，则会影响太阳电池的性能。
为解决上述问题，在硅片的正面制备沿背离硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层的步骤之后，制得的第二本征硅层在背面的绕镀层覆盖第一玻璃层背离第一掺杂多晶硅的整个表面。
上述术语“覆盖”是指第二本征硅层在背面的绕镀层完全遮盖第一玻璃层背离第一掺杂多晶硅的整个表面，使第一玻璃层背离第一掺杂多晶硅的整个表面没有裸露部分。在进行第二本征硅层掺杂过程中，第二本征硅层在背面的绕镀层起到阻挡作用，阻挡第二本征硅层所掺杂的元素进入第一掺杂多晶硅层。在图形化的正面poly膜层结构的过程中，第二本征硅层在背面的绕镀层起到对第一玻璃层的保护作用，避免出现过度刻蚀的现象，进一步保护背面poly膜层结构，进而保证太阳电池的性能。
本申请将第一本征硅层掺杂后形成的第一玻璃层以及制作第二本征硅层时形成的绕镀层作为阻挡层使用，避免了在工艺流程上增加制作阻挡层或保护层的步骤。
进一步地，去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层，形成图形化的第二掺杂多晶硅层以及图形化的第二介质层的步骤，包括：
利用碱刻蚀去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层；
利用碱在制绒添加剂的作用下，对硅片刻蚀，在正面形成绒面。
上述碱刻蚀和制作绒面的两个步骤可以分开进行，但优选是在一个设备内依次进行以简化工艺流程，相当于仅进行一次刻蚀步骤。可理解，该步骤不仅一步去除第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层，还进一步刻蚀至硅片的正面，重新形成绒面，例如是反射率8 %~12 %的绒面，绒面有利于太阳电池对光的吸收。
示例性的，利用温度为60℃~85℃，浓度为0.2 %~5 %的碱在添加剂的作用下进行制绒2 min~20 min。
进一步地，去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层，形成图形化的第二掺杂多晶硅层以及图形化的第二介质层的步骤，还包括：
利用碱刻蚀去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的掺杂层。其中，掺杂层是在对第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有第一导电类型的第二掺杂多晶硅层，第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层的步骤中形成。具体是第二掺杂多晶硅层所掺杂的元素推进至硅片内而形成掺杂层，该掺杂层会导致正面的非金属区域的掺杂浓度较高，进而导致严重的载流子复合。
去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的掺杂层后，形成图形化的掺杂层，可有利于使用氧化铝等钝化膜进行钝化的钝化效果，减少非金属化区域的载流子复合。
进一步地，对第一本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有与第一导电类型相反的第二导电类型的第一掺杂多晶硅层，第一掺杂多晶硅层背离第一介质层的一面形成第一玻璃层的步骤，包括：
在800℃~1000℃的温度下，通入第一掺杂元素和氧源，对第一本征硅层进行扩散掺杂并晶化，形成第一掺杂多晶硅层和第一玻璃层，第一玻璃层覆盖第一掺杂多晶硅层背离所述第一介质层的整个表面。
术语“覆盖”是指第一玻璃层完全覆盖第一掺杂多晶硅层背离第一介质层的整个表面，使第一掺杂多晶硅层背离第一介质层的整个表面没有裸露部分。第一玻璃层除了起到掩膜保护作用，由于第一玻璃层覆盖第一掺杂多晶硅层背离第一介质层的整个表面，在进行第二本征硅层掺杂过程中第一玻璃层还能起到阻挡作用，阻挡第二本征硅层掺杂所用元素进入第一掺杂多晶硅层。
本申请中使用相对低温的扩散工艺，降低扩散工序的能耗和时间，降低电池生产成本。但相对低温的扩散工艺可能导致第一玻璃层过薄或致密程度较低。为此，进一步地，在硅片的正面制备沿背离硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层的步骤，包括：
利用LPCVD制备第二介质层和第二本征硅层，以使第二本征硅层在背面的绕镀层覆盖第一玻璃层背离第一掺杂多晶硅的整个表面。
第二本征硅层在背面的绕镀层用于阻挡元素掺杂至第一掺杂多晶硅层，以及去绕镀清洗时保护第一掺杂多晶硅层。
由于LPCVD 沉积膜不具备方向性，为了使第二本征硅层形成的绕镀层可以覆盖整个背面，利用LPCVD能够更加容易实现绕镀层的覆盖。
对第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成第一导电类型的第二掺杂多晶硅层，第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层的步骤，包括：
在800℃~1000℃的温度下，通入第二掺杂元素和氧源，对第二本征硅层进行扩散掺杂并晶化，形成第二掺杂多晶硅层和第二玻璃层。其中，第一掺杂元素和第二掺杂元素两者中的一种为硼族元素且另一种为磷族元素。
本申请采用对第一本征硅层进行扩散掺杂形成第一掺杂多晶硅层，第一掺杂多晶硅层与硅片形成PN结，并利用第一掺杂多晶硅层同时进行背面金属化区域和背面非金属化区域的钝化，第一掺杂多晶硅层可以使用银浆进行金属化，银浆在金属化过程中烧入深度比银铝浆更浅，PN结的深度要求相对于直接在硅片表面硼扩的方式更浅，也无需降低表面掺杂浓度，因此元素扩散时所需温度更低，并省去了高温氧化过程。
但若通过在硅片的正面或背面硼扩散形成PN结。硼扩面使用银铝浆才能好的进行硅片内载流子的收集，而银铝浆与硅在金属化过程中会烧入硅中很深，这就要求PN结的深度足够深，所以才需要很高的温度形成扩散PN结。一般地，硼扩散工艺需达到1050℃甚至更高的温度，加热耗电量大，同时由于过高的温度，对机台硬件有较高的要求。然而生产过程发生的设备故障和损坏问题仍然较多，影响了量产的稳定性。同时，950℃以上高温对硅片的损伤较大，氧含量略高的硅片在高温下很容易出现同心圆不良，因此对硅片的氧含量质量要求高。另一方面，硅片中高浓度的硼会使硅片表面复合严重，不利于非金属区的钝化，所以硼扩散工艺的后面需要高温氧化过程，将硅片表面的硼元素一部分吸收到氧化硅中，另一部分推进到硅片深处，达到降低硅片表面硼掺杂浓度的目的，最终提高非金属区的钝化效果。
可理解，本申请的太阳电池的制备方法中的硅片可以是N型或P型， 当硅片为N型时，则第一本征硅层掺入硼元素，第二本征硅层掺入磷元素。当硅片为P型时，则第一本征硅层掺入磷元素，第二本征硅层掺入硼元素。
进一步地，在第一导电类型的硅片的背面制备沿背离硅片的方向依次设置的第一介质层和第一本征硅层的步骤之前，该太阳电池的制备方法还包括以下步骤：
利用碱在添加剂的辅助下对硅片正面和背面进行刻蚀，对硅片进行清洗。
刻蚀的目的是为了达到背面工艺需要的形貌，不限于抛光、制绒或其它形貌。示例性的，使用碱、双氧水、HCl、HF等化学品对硅片进行清洗，去除表面金属杂质和有机残留。
进一步地，在硅片的正面制备沿背离硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层的步骤之前，该太阳电池的制备方法还包括：
去除第一介质层、第一掺杂多晶硅层和第一玻璃层在硅片的侧面和正面的绕镀；
利用碱和制绒添加剂对正面进行制绒，在正面形成绒面形貌。
相关技术中由于第一掺杂多晶硅层和第二掺杂多晶硅层各自在硅片侧面上的绕镀层存在相连的情况而导致太阳电池边缘漏电，本申请通过去除第一掺杂多晶硅层和第二掺杂多晶硅层在硅片的侧面上绕镀层，进一步避免了电池边缘漏电等问题。
示例性的，使用氢氟酸和氧化剂的混合溶液对硅片侧面和正面进行酸洗，以去除第一介质层、第一掺杂多晶硅层和第一玻璃层在硅片侧面和正面的绕镀。
氢氟酸与硅不反应，与氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等材料反应。但是氢氟酸加入硝酸、双氧水、臭氧等氧化剂得到的混合酸液则也会对硅进行刻蚀。以氢氟酸和硝酸混合溶液为例，首先，氢氟酸可去除第一介质层、第一掩膜层和第二掩膜层。对于硅材质的N型掺杂的第一非晶硅层、第二非晶硅层，反应化学式如下：Si+4HNO3+6HF=H2SiF6+4NO2+4H2O。通过采用混合酸液同时去除第一介质层、第一掺杂多晶硅层和第一玻璃层的绕镀，以能够在一个工艺设备中完成绕镀的去除，简化多个膜层绕镀的去除流程，降低去绕镀设备成本。
可理解，去除第一介质层、第一掺杂多晶硅层和第一玻璃层在硅片侧面和正面的绕镀的步骤非必要，例如采用PVD设备制作第一介质层和第一本征硅层时，可不产生绕镀，则无需进行去绕镀步骤。
进一步地，去除图形化的第二玻璃层和第一玻璃层的步骤之后，该太阳电池的制备方法还包括以下步骤：
在硅片的正面制备第一功能膜，在硅片的背面制备第二功能膜；其中，第一功能膜覆盖在图形化的第二掺杂多晶硅层背离硅片的一面以及正面的裸露区域；
在硅片的正面制作正面电极，在硅片的背面制作背面电极；正面电极贯穿第一功能膜与第二掺杂多晶硅层欧姆接触；第二功能膜覆盖在第一掺杂多晶硅层背离硅片的一面，背面电极贯穿第二功能膜与第一掺杂多晶硅层欧姆接触；
在硅片的正面制备透明的第一导电膜，在硅片的背面制备第二导电膜；其中，第一导电膜覆盖在正面电极以及第一功能膜背离硅片的一面；第二导电膜覆盖在背面电极以及第二功能膜背离硅片的一面。
可选地，第一功能膜和第二功能膜可以是钝化膜、减反射膜或钝化及减反射膜。第一功能膜和第二功能膜的材质可以是氧化铝、氮化硅、氮氧化硅、氧化硅等材质。
第一导电膜和第二导电膜提高电子的传导能力。具体地，为了避免影响正面进光，第一导电膜要求是透明的第一导电膜。而背面对透光性要求不高，因此，第二导电膜可以是透明的，也可以是不透明的。
可选地，第一介质层和第二介质层的材料可以包括一种或多种的介电材料，例如氧化硅、氟化镁、非晶硅、多晶硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或氧化钛中的至少一种。具体地，第一介质层和第二介质层可以由含有氧化硅的氧化硅层构成。这是因为氧化硅层具有优异的钝化性能，可以最大限度地减少半导体衬底表面少数载流子的复合损失，并且是对后续高温工艺具有优异耐久性的薄膜。
第一介质层和第二介质层作为电子和空穴的一种势垒，可以与多晶硅层结合以阻止少数载流子通过。第一介质层和第二介质层还可以具有针孔通道作用，使得太阳电池内的载流子自由移动，通过重掺杂多晶硅产生对多数载流子的选择性通过，有利于减少少数载流子的复合损失。另外，第一介质层和第二介质层可以用作防止掺杂多晶硅层的掺杂剂扩散到半导体衬底中的扩散势垒。
优选地，第一介质层为氧化硅层；
和/或，第一介质层为了实现多数载流子的隧穿导电，需要设置成较薄的厚度，第一介质层的厚度为0.1 nm~5 nm包括该厚度范围内的任一点值，例如是0.1 nm 、1 nm、2nm、3nm、4 nm或5 nm；
和/或，第一本征硅层为第一本征非晶硅层或第一本征多晶硅层；
和/或，第一本征硅层的厚度为50 nm~300 nm包括该厚度范围内的任一点值，例如是50 nm、80 nm、100 nm、150 nm、200 nm、250 nm、300 nm；
和/或，第二介质层为氧化硅层；
和/或，第二介质层为了实现多数载流子的隧穿导电，需要设置成较薄的厚度，第二介质层的厚度为0.1 nm~5 nm包括该厚度范围内的任一点值，例如是0.1 nm 、1 nm、2nm、3nm、4 nm或5 nm；
和/或，第二本征硅层为第二本征非晶硅层或第二本征多晶硅层；
和/或，第二本征硅层的厚度为30 nm~300 nm包括该厚度范围内的任一点值，例如是30 nm、70 nm、100 nm、150 nm、200 nm、250 nm、300 nm。
第二个方面，本申请实施例提供一种太阳电池，通过第一个方面所述的太阳电池的制备方法制作得到。
第三个方面，本申请实施例提供一种光伏组件，包括如第二个方面所述的太阳电池。
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案进行说明。
实施例1
参照图1至图13，图1至图13是本实施例提供的硅片进行了相应步骤之后的结构示意图。本实施例提供的太阳电池的制备方法，步骤如下：
S1、对硅片进行碱抛：使用80℃的碱和抛光添加剂对N型的硅片101进行刻蚀，刻蚀深度3μm，反射率至45 %，碱抛后的硅片101如图1所示，硅片101具有相反设置的正面1011和背面1012，其中正面1011为光入射面。
S2、在N型的硅片的背面制备沿背离硅片的方向依次设置的第一介质层和第一本征硅层：如图2所示，使用LPCVD设备，在600℃，压力100 KPa下，通入15000 sccm的氧气，反应10 min，在背面1012制备2 nm厚的第一介质层102；压力2000 Pa下，在590℃，通入1500sccm的硅烷，反应100 min，制备厚度为200 nm的第一本征硅层103。此外，在硅片101的正面和侧面还形成了第一介质层102和第一本征硅层103的绕镀层。
S3、对第一本征硅层进行掺杂并晶化，形成P型的第一掺杂多晶硅层，第一掺杂多晶硅层背离第一介质层的一面形成第一玻璃层：如图3所示，使用管式硼扩炉，在850℃，通入1000 sccm的氧气，300 sccm的三氯化硼，反应10 min，沉积硼源；再升温至930℃推进10min，后再通入氧气10000 sccm，反应10 min；最终所得方阻100 Ω/sq的第一掺杂多晶硅层104以及厚度为40 nm的BSG（硼硅玻璃，Boron-Silicate Glass）层105，该BSG层105即第一玻璃层。此外，在背面1012形成第一掺杂多晶硅层104和BSG层105时，在硅片101的正面1011和侧面1013还形成了第一掺杂多晶硅层104和BSG层105的绕镀层。
S4、去除第一介质层、第一掺杂多晶硅层和第一玻璃层在硅片侧面和正面的绕镀：25℃下，用HNO3和HF的混合液对硅片101侧面1013和正面1011刻蚀60秒，去除BSG层105、第一掺杂多晶硅层104和第一介质层102在硅片101侧面1013和正面1011的绕镀；该混合液中HNO3的质量浓度为20 %，HF的质量浓度为5 %。
S5、利用碱和制绒添加剂对正面进行制绒，在正面形成绒面形貌：使用80℃的碱和制绒添加剂对硅片101的正面1011进行刻蚀，刻蚀深度3 μm，反射率至10 %。此过程中还将使用60℃的 NaOH和双氧水混合液清洗2 min，该混合液中NaOH的质量浓度为0.5%，双氧水的质量浓度为2%；25℃下，利用2 %质量浓度HCl清洗2 min，进行了步骤S4和步骤S5后的硅片101的结构如图4所示。
S6、在硅片的正面制备沿背离硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层：如图5所示，使用LPCVD设备，在600℃，压力100 Kpa下，通入15000 sccm的氧气，反应10min，在正面1011制备1.5 nm厚的第二介质层106，在硅片101侧面形成了第二介质层106的绕镀层，但背面1012无发生氧化反应，因此背面1012无第二介质层106的绕镀；在610℃，压力2000 Pa，通入1500 sccm的硅烷，反应25 min，制备厚度为120 nm的第二本征硅层107；此过程制得的第二本征硅层107在背面的绕镀层覆盖BSG层105背离第一掺杂多晶硅层104的整个表面。
S7、对第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成N型的第二掺杂多晶硅层，第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层：如图6所示，使用管式扩散炉，在850℃，通入1000 sccm的氧气，1000 sccm的三氯氧磷的氮气携带气，反应15 min，沉积磷源；再升温至900℃推进5min，后再通入氧气3000 sccm，反应10 min；最终得到方阻80 Ω/sq的第二掺杂多晶硅层108以及20nm 厚的PSG（Phospho-Silicate Glass，磷硅玻璃）层109，该PSG层109即第二玻璃层。第二掺杂多晶硅层108所掺杂的磷元素扩散至硅片内形成掺杂层。
S8、在第二玻璃层上涂覆抗酸浆料：如图7所示，用丝网印刷的方式在第二玻璃层背离第二掺杂多晶硅层108的一面上涂覆抗酸浆料110，并在150℃条件下烘干20秒，制备得100 μm线宽的图形化的抗酸浆料110保护区域。
S9、正面形成图形化的局部钝化结构：
用槽式清洗机依次进行如下清洗：
S9-1、使用酸液刻蚀抗酸浆料覆盖范围之外的第二玻璃层，以得到图形化的第二玻璃层：如图8所示，用25℃下，使用5 %浓度的HF刻蚀120秒，去除抗酸浆料110覆盖范围以外的PSG层109，得到图形化的PSG层109；
S9-2、去除抗酸浆料：如图9所示，在65℃，使用NaOH和双氧水的混合液清洗5分钟去除抗酸浆料110，该混合液中NaOH和双氧水的浓度均为3 %；
S9-3、去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层，形成图形化的第二掺杂多晶硅层以及图形化的第二介质层：如图10所示，在75℃下，用1.5 %浓度的NaOH在制绒添加剂的作用下进行刻蚀8 min，刻蚀掉图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层108和第二介质层106，并对硅片101再次制绒，刻蚀深度3 μm，反射率达到9.5 %；刻蚀进硅片101，去除图形化的PSG层109覆盖范围之外的掺杂层。
S9-4、去除硅片表面有机残留：60℃下，利用NaOH和双氧水的混合液清洗2 min去除硅片表面有机残留，该混合液中NaOH的质量浓度为1 %和双氧水的质量浓度为2 %；
S9-5、去除第一玻璃层以及图形化的第二玻璃层：如图11所示，用25℃下，利用20%浓度HF清洗5 min，去除硅片101表面金属离子及所有的BSG层105和PSG层109。
S10、在硅片的正面制备第一功能膜，在硅片的背面制备第二功能膜：如图12所示，用ALD设备，在正面底层制备4 nm厚的氧化铝钝化膜；再用PECVD设备，通入SiH4、NH3在正面外层和背面制备80 nm的氮化硅层；正面底层的4 nm氧化铝钝化膜与正面外层的80 nm的氮化硅层结合组成正面钝化和减反射膜113，即第一功能膜。背面的80 nm的氮化硅层作为背面钝化和减反射膜114，即第二功能膜。
S11、在硅片的正面制作正面电极，在硅片的背面制作背面电极：如图13所示，使用主体为银的混合物浆料对电池正背面进行丝印及金属化。在正面的金属化区域1014上形成25微米宽，1.5毫米间距的银栅线，即正面电极111；背面形成35微米宽，1.0毫米间距的银栅线，即背面电极112；正面电极111的图形与图形化的局部钝化接触结构对应。
S12、在硅片的正面制备透明的第一导电膜，在硅片的背面制备第二导电膜：如图14所示，用PVD设备，在正面制备一层30 nm的AZO导电膜，即第一导电膜115；再在背面制备一层100 nm厚的AZO导电膜，即第二导电膜116，制得太阳电池100。
实施例2
本实施例提供的太阳电池的制备方法，步骤如下：
S1、对硅片进行碱抛：使用80℃的碱和抛光添加剂对N型的硅片进行刻蚀，刻蚀深度2 μm，反射率至40 %，硅片具有相背设置的正面和背面，其中正面为光入射面。
S2、在N型的硅片的背面制备沿背离硅片的方向依次设置的第一介质层和第一本征硅层：使用LPCVD设备，在600℃，通入15000 sccm的氧气，反应20 min，制备2.5 nm厚的第一介质层；在580℃，通入1500 sccm的硅烷，反应150 min，制备厚度为200 nm的第一本征硅层。
S3、对第一本征硅层进行掺杂并晶化，形成P型的第一掺杂多晶硅层，第一掺杂多晶硅层背离第一介质层的一面形成第一玻璃层：使用管式硼扩炉，在850℃，通入800 sccm的氧气，400 sccm的三氯化硼，反应10 min，沉积硼源；再升温至960℃推进10 min，再通入氧气15000 sccm，反应10 min；最终所得第一掺杂多晶硅层方阻80 Ω/sq，以及厚度为50nm 的BSG层，该BSG层即第一玻璃层。此外，在背面形成第一掺杂多晶硅层和BSG层时，在硅片的正面和侧面还形成了第一掺杂多晶硅层和BSG层的绕镀层。
S4、去除第一介质层、第一掺杂多晶硅层和第一玻璃层在硅片侧面和正面的绕镀：25℃下，用HNO3和HF的混合液对硅片的侧面和正面刻蚀60秒，去除BSG层、第一掺杂多晶硅层和第一介质层在硅片侧面和正面的绕镀；该混合液中HNO3的浓度为20 %，HF的浓度为5%。
S5、利用碱和制绒添加剂对正面进行制绒，在正面形成绒面形貌：使用80℃的碱和制绒添加剂对硅片进行刻蚀，刻蚀深度2 μm，反射率至10%。此过程中还将使用60℃，0.5 %浓度的NaOH和2 %浓度的双氧水混合液清洗2 min；25℃下，利用2 %浓度HCl清洗2 min。
S6、在硅片的正面制备沿背离硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层：使用LPCVD设备，在600℃，通入15000 sccm的氧气，反应10 min，制备1.5 nm厚的第二介质层；在610℃，通入1200 sccm的硅烷，反应30 min，制备厚度为130 nm的第二本征硅层；此过程制得的第二本征硅层在背面的绕镀层覆盖BSG层背离第一掺杂多晶硅的整个表面。
S7、对正面第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成N型的第二掺杂多晶硅层，第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层：使用管式磷扩炉，在830℃，通入800 sccm的氧气，1500sccm三氯氧磷的氮气携带气，反应10 min，沉积磷源；再升温至880℃推进10 min，后再通入氧气5000 sccm，反应15 min；最终方阻70 Ω/sq的第二掺杂多晶硅层以及30 nm厚的PSG层，PSG层即第二玻璃层。第二掺杂多晶硅层所掺杂的磷元素扩散至硅片内形成掺杂层。
S8、在第二玻璃层上涂覆抗酸浆料：用丝网印刷的方式在第二玻璃层背离第二掺杂多晶硅层的一面上涂覆抗酸浆料，并在160℃条件下烘干15秒，制备得80 μm线宽的图形化的抗酸浆料保护区域。
S9、正面形成图形化的局部钝化结构：
用槽式清洗机依次进行如下清洗：
S9-1、使用酸液刻蚀抗酸浆料覆盖范围之外的第二玻璃层，以得到图形化的第二玻璃层：用25℃下，使用10 %浓度HF刻蚀80秒，去除抗酸浆料覆盖范围以外的PSG层，得到图形化的PSG层；
S9-2、去除抗酸浆料：在65℃，使用NaOH和双氧水的混合液清洗5分钟去除抗酸浆料，该混合液中NaOH和双氧水的质量浓度均为3 %；
S9-3、去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层，形成图形化的第二掺杂多晶硅层以及图形化的第二介质层：在75℃下，用1.5%质量浓度的NaOH在制绒添加剂的作用下进行刻蚀8 min，刻蚀掉图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层，并对硅片再次制绒，刻蚀深度2 μm，反射率达到9.5 %；刻蚀进硅片，去除图形化的PSG层覆盖范围之外的掺杂层。
S9-4、去除硅片表面有机残留：60℃下，利用NaOH和双氧水的混合液清洗2 min去除电池表面有机残留，该混合液中NaOH的质量浓度为1 %和双氧水的质量浓度为2 %；
S9-5、去除第一玻璃层以及图形化的第二玻璃层：25℃下，利用15 %质量浓度HF清洗6 min，去除硅片表面金属离子及所有的BSG层和PSG层。
S10、在硅片的正面制备第一功能膜，在硅片的背面制备第二功能膜：用ALD设备，在正面底层制备5nm厚的氧化铝钝化膜；再用PECVD设备，通入SiH4、NH3在正面外层和背面制备80nm氮化硅；正面底层的5 nm氧化铝钝化膜与正面外层的80 nm的氮化硅层结合组成正面钝化和减反射膜，即第一功能膜；背面的80 nm的氮化硅层作为背面钝化和减反射膜，即第二功能膜。
S11、在硅片的正面制作正面电极，在硅片的背面制作背面电极：使用主体为银的混合物浆料对电池正背面进行丝印及金属化。在正面在金属化区域上形成25微米宽，1.5毫米间距的银栅线，即正面电极；背面形成35微米宽，1.0毫米间距的银栅线，即背面电极；正面电极的图形与图形化的局部钝化接触结构对应上。
S12、在硅片的正面制备透明的第一导电膜，在硅片的背面制备第二导电膜：用PVD设备，在电池正面制备一层40 nm的AZO导电膜，即第一导电膜；再在电池背面制备一层100nm厚的蒸镀铝导电膜，即第二导电膜。
实施例3
本实施例提供的太阳电池的制备方法，步骤如下：
S1、对硅片进行碱抛：使用80℃的碱和抛光添加剂对P型的硅片进行刻蚀，刻蚀深度3 μm，反射率至45 %。硅片具有相背设置的正面和背面，其中正面为光入射面。
S2、在P型的硅片的背面制备沿背离硅片的方向依次设置的第一介质层和第一本征硅层：使用LPCVD设备，在600℃，压力100 KPa下，通入15000 sccm的氧气，反应10 min，在背面制备1.5 nm厚的第一介质层102；压力2000 Pa下，在610℃，通入1500 sccm的硅烷，反应25 min，制备厚度为120 nm的第一本征硅层。此外，在硅片的正面和侧面还形成了第一介质层和第一本征硅层的绕镀层。
S3、对第一本征硅层进行掺杂并晶化，形成N型的第一掺杂多晶硅层，第一掺杂多晶硅层背离第一介质层的一面形成第一玻璃层：使用管式磷扩散炉，在850℃，通入1000sccm的氧气，1000 sccm的三氯氧磷的氮气携带气，反应15 min，沉积磷源；再升温至900℃推进20 min，再通入氧气10000 sccm，反应10 min；最终所得方阻100 Ω/sq的第一掺杂多晶硅层以及厚度为20 nm的PSG（磷硅玻璃，Phosphorus-Silicate Glass）层，该PSG层即第一玻璃层。此外，在背面形成第一掺杂多晶硅层和PSG层时，在硅片的正面和侧面还形成了第一掺杂多晶硅层和PSG层的绕镀层。
S4、去除第一介质层、第一掺杂多晶硅层和第一玻璃层在硅片侧面和正面的绕镀：25℃下，用HNO3和HF的混合液对硅片的侧面和正面刻蚀60秒，去除PSG层、第一掺杂多晶硅层和第一介质层在硅片的侧面和正面的绕镀。该混合液中HNO3的质量浓度为20 %，HF的质量浓度为5 %。
S5、利用碱和制绒添加剂对正面进行制绒，在正面形成绒面形貌：使用80℃的碱和制绒添加剂对硅片101的正面进行刻蚀8 min，刻蚀深度3 μm，反射率至10 %。此过程中还将使用60℃的 NaOH和双氧水混合液清洗2min，该混合液中NaOH的质量浓度为0.5 %，双氧水的质量浓度为2 %；25℃下，利用2 %质量浓度HCl清洗2 min。
S6、在硅片的正面制备沿背离硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层：使用LPCVD设备，在600℃，压力100 KPa下，通入15000 sccm的氧气，反应10 min，在正面制备1.5 nm厚的第二介质层，在硅片侧面形成了第二介质层的绕镀层，但背面不与氧化反应，故背面无第二介质层的绕镀；在590℃，压力2000 Pa，通入1500 sccm的硅烷，反应60min，制备厚度为150 nm的第二本征硅层；此过程制得的第二本征硅层在背面的绕镀层覆盖PSG层背离第一掺杂多晶硅的整个表面。
S7、对第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成P型的第二掺杂多晶硅层，第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层：使用管式硼扩炉，在850℃，通入1000 sccm的氧气，300sccm的三氯化硼，反应10 min，沉积硼源；再升温至920℃推进10 min，后再通入氧气10000sccm，反应5 min；最终所得方阻150 Ω/sq的第二掺杂多晶硅层以及20nm 厚的BSG（硼硅玻璃，Boron-Silicate Glass）层，该BSG层即第二玻璃层。
S8、在正面第二玻璃层上涂覆抗酸浆料：用丝网印刷的方式在第二玻璃层背离第二掺杂多晶硅层的一面上涂覆抗酸浆料，并在150℃条件下烘干20秒，制备得100 μm线宽的图形化的抗酸浆料保护区域。
S9、正面形成图形化的局部钝化结构：
用槽式清洗机依次进行如下清洗：
S9-1、使用酸液刻蚀抗酸浆料覆盖范围之外的第二玻璃层，以得到图形化的第二玻璃层：用25℃下，使用5 %质量浓度的HF刻蚀120秒，去除抗酸浆料覆盖范围以外的BSG层，得到图形化的BSG层；
S9-2、去除抗酸浆料：在65℃，使用NaOH和双氧水的混合液清洗5分钟去除抗酸浆料，该混合液中NaOH和双氧水的质量浓度均为3 %；
S9-3、去除图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层，形成图形化的第二掺杂多晶硅层以及图形化的第二介质层：在75℃下，用1.5 %浓度的NaOH在制绒添加剂的作用下进行刻蚀8 min，对硅片进行再次制绒，刻蚀掉图形化的第二玻璃层覆盖范围之外的第二掺杂多晶硅层和第二介质层，并对硅片再次制绒，刻蚀深度3 μm，反射率达到9.5 %；
S9-4、去除硅片表面有机残留：60℃下，利用NaOH和双氧水的混合液清洗2 min去除硅片表面有机残留，该混合液中NaOH的质量浓度为1 %和双氧水的质量浓度为2 %；
S9-5、去除第一玻璃层以及图形化的第二玻璃层：用25℃下，利用20 %质量浓度HF清洗5 min，去除硅片表面金属离子及所有的PSG层和BSG层。
S10、在正背面制备钝化及减反射膜：在硅片的正面制备第一功能膜，在硅片的背面制备第二功能膜：用ALD设备，在正面底层制备4 nm厚的氧化铝钝化膜；再用PECVD设备，通入SiH4、NH3在正面外层和背面制备80 nm的氮化硅层；正面底层的4 nm氧化铝钝化膜与正面外层的80 nm的氮化硅层结合组成正面钝化和减反射膜，即第一功能膜；背面的80 nm的氮化硅层作为背面钝化和减反射膜，即第二功能膜。
S11、在硅片的正面制作正面电极，在硅片的背面制作背面电极：使用主体为银的混合物浆料对电池正背面进行丝印及金属化。在正面的金属化区域上形成25微米宽，1.5毫米间距的银栅线，即正面电极；背面形成35微米宽，1.0毫米间距的银栅线，即背面电极；正面电极的图形与图形化的局部钝化接触结构对应。
S12、在硅片的正面制备透明的第一导电膜，在硅片的背面制备第二导电膜：用PVD设备，在正面制备一层30 nm的AZO导电膜，即第一导电膜；再在背面制备一层100 nm厚的AZO导电膜，即第二导电膜，制得太阳电池。
对比例1
本对比例的太阳电池的制备方法，包括：
制绒：使用80℃的碱和制绒添加剂对硅片进行刻蚀，刻蚀深度3 μm，反射率至9.5%；
正面硼扩：使用高温管式设备在1060℃下，通入N2、O2、BCl3进行硼扩散，方阻110Ω/sq，结深1.0微米；
背面碱抛：先用链式HF设备去除背面BSG，再用槽式湿法设备，用70℃的碱和抛光添加剂对硅片进行抛光，刻蚀深度0.4微米，背面反射率升高至45 %；
背面poly；使用PECVD设备制备1.5 nm的介质层和120 nm的原位n-poly层；
退火：使用910℃进行退火，晶化背面n-poly，并激活其中的磷；
去除正面绕镀&清洗：先用链式HF设备去除正面PSG和部分BSG，再用槽式湿法设备进行碱刻蚀去绕镀，并进行碱洗和酸洗，去除表面掩膜和脏污等；
制备正、背面镀化膜及减反射膜：正面使用5 nm氧化铝+80 nm氮化硅作为钝化及减反射层，背面镀90 nm氮化硅膜；
丝网印刷及金属化；正面使用银铝浆进行金属化，背面使用背浆进行金属化。
对比例2
本对比例提供选择性发射极钝化接触电池的制备方法，步骤如下：
步骤1、制绒清洗：使用182尺寸的硅片，在温度为80℃下，使用0.5 %质量浓度NaOH在制绒添加剂辅助下对硅片进行刻蚀350 s，刻蚀深度3 μm，反射率至10 %；
步骤2、硼扩散：使用高温管式扩散炉，在820℃，20 Kpa气压下，通入100 sccm的BCl3和300sccm的O2，沉积10 min，升温至920℃，40 Kpa气压下，10000 sccm的N2氛围下推进20 min。所得正面PN结方阻120Ω/sq；
步骤3、激光SE：使用高频红光激光对需金属化区域进行推进，使推进区的方阻下降至60Ω/sq；
步骤4、高温氧化：使用高温管式扩散炉，100 KPa气压下，升温至1050℃，通入10000 sccm的O2，在O2氛围下氧化90 min，得到非激光区域PN结方阻220 Ω/sq，激光推进区方阻65 Ω/sq，并生长出80 nm厚的BSG层；
步骤5、去绕镀BSG：常温下，使用链式清洗机，用15 %质量浓度的HF，背面向下进行刻蚀2 min，去除背面BSG；
步骤6、碱抛清洗：温度为75℃，用2.5 %浓度的NaOH在碱抛添加剂的作用下进行刻蚀4 min，对图形化区域外的硅片进行抛光，反射率达到45 %；
步骤7、制备背面n-poly：利用PECVD在450℃，功率10000W电离条件下，通入7000sccm的N2O，电离120秒，制备背面的2 nm介质层；通入1800 sccm的SiH4和80sccm的PH3电离1500秒，制备130 nm厚的原位掺磷的n-poly层；通入1500 sccm的SiH4、8000 sccm的N2O电离100秒，制备10 nm的氧化硅掩膜层；
步骤8、高温退火：在920℃下进行高温退火2500秒，激活n-poly中掺杂磷，并在硅基体内进行一定的推进；
步骤9、去绕镀PSG：常温下，使用链式清洗机，用10%质量浓度的HF，正面向下过HF,去除正面的绕镀的PSG和绕镀区域外的部分厚度的BSG；
步骤10、RCA清洗：使用槽式清洗机，分别在80℃下，用3 %质量浓度的NaOH在碱抛添加剂的作用下进行刻蚀200秒，在60℃下，利用NaOH和双氧水的混合液清洗2 min，混合液中NaOH的质量浓度为0.5 %，双氧水的质量浓度为2 %；常温下，利用15 %质量浓度的HF清洗5 min，最后烘干；
步骤11、在正背面制备钝化及减反射膜：用ALD设备，在正面底层制备4 nm厚的氧化铝钝化膜；再用PECVD设备，通入SiH4、NH3在正面外层和背面制备80 nm的氮化硅层；正面底层的4 nm氧化铝钝化膜与正面外层的80 nm的氮化硅层结合组成正面钝化和减反射膜；背面的80 nm的氮化硅层作为背面钝化和减反射膜；
步骤12、丝网印刷及金属化：使用主体为银的混合物浆料对电池正背面进行丝印及金属化。正面形成25微米宽，1.5毫米间距的银栅线；背面形成35微米宽，1.0毫米间距的银栅线。
使用Sinton少子寿命测试仪测试实施例1、2、3以及对比例1、2钝化性能，需要说明的是，本次测试的对象是实施例1、2、3以及对比例1、2在丝网印刷及金属化的步骤之前的产物；结果如表1所示。
表1：Sinton少子寿命测试仪测试结果
对实施例1、2、3及对比例1、2制得的太阳电池的电性能进行测试，需要说明的是，本次测试的对象是实施例1、2、3以及对比例1、2在丝网印刷及金属化的步骤之后制得的太阳电池；结果如表2所示。
表2：太阳电池的电性能测试结果
分组 转换效率（%） 开路电压（V） 短路电流（A） 填充因子（%）
对比例1 25.22 0.7133 13.84 84.34
对比例2 25.44 0.7185 13.811 84.65
实施例1 25.98 0.7333 13.744 85.11
实施例2 26.01 0.7343 13.740 85.10
实施例3 26.03 0.7363 13.761 84.81
由表1可知，实施例1、2、3的太阳电池相对于对比例1、2，少子寿命、理论开压和理论填充因子均有提高，反向饱和电流密度更低，原因如下：对比例1、2为单面钝化接触，即仅在背面设置钝化接触结构，正面采用硼扩掺杂，所以正面的表面钝化相对较差；实施例1、2、3的太阳电池为双面钝化接触，背面通过第一掺杂多晶硅层进行金属区和非金属区的钝化；正面通过第二掺杂多晶硅层进行金属区钝化，使用氧化铝钝化非金属区。而对比例2只是降低表面的掺杂浓度，所以金属区和非金属区的钝化都比对比例1有所改善，但仍不理想。而实施例1、2、3的太阳电池双面都使用了多晶硅层进行金属区钝化，提高了少子寿命和理论开压；第一介质层和第二介质层均可阻挡少子通过同时使多子无障碍的轻松通过，因此可以减少复合。
由表2可知，实施例1、2、3的太阳电池相对于对比例1、2有明显的转换效率的开路电压优势，原因为：实施例1、2、3的太阳电池仅在金属化区域设置第二介质层和第二掺杂多晶硅层作为正面电极的钝化接触结构，以避免第二掺杂多晶硅层覆盖太阳电池的整个正面而影响该太阳电池对光的吸收。此外，实施例1、2、3的太阳电池的P-N结位于其背面，为了降低发射极横向电阻可通过增加背面的栅线数量，因此对正面的栅线数量没有较高的要求，更有利于正面和背面栅线的分布设计，通过减少正面的栅线数量可减少银浆（栅线制作材料）用量从而降低成本，避免了P-N结设置在电池正面时增加栅线会影响电池对光的吸收。通过上述改进，太阳电池对光的吸收更好，转换效率更高。
以N型太阳电池为例，本申请提供的太阳电池的制备方法以及选择性发射极钝化接触电池的制备方法相比，所需设备数量如表3所示。
表3：所需设备数量
参见表3，可理解，由于镀导电膜的步骤是可选步骤，在不计入镀导电膜的步骤所使用设备数量的情况下，本申请提供的太阳电池的制备方法所需设备数量相对于选择性发射极钝化接触电池的制备方法减少了1台设备，达到降低设备成本的目的。从太阳电池转换效率增益来看，本申请实施例制备的太阳电池预计有0.4 %以上的增益，理论效率更高。因此，本申请实施例提供的制备方法具有提效降本的多重优势。
以上对本发明实施例公开的一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件及其核心思想：同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在第一导电类型的硅片的背面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第一介质层和第一本征硅层；
对所述第一本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第一掺杂多晶硅层，所述第一掺杂多晶硅层背离所述第一介质层的一面形成第一玻璃层；
在所述硅片的正面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层；
对所述第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有所述第一导电类型的第二掺杂多晶硅层，所述第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层；
制作图形化的所述第二玻璃层；
去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的所述第二掺杂多晶硅层和所述第二介质层，形成图形化的所述第二掺杂多晶硅层以及图形化的所述第二介质层；
去除所述第一玻璃层以及图形化的所述第二玻璃层。
2.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述制作图形化的所述第二玻璃层的步骤，包括：
在所述第二玻璃层上涂覆抗酸浆料；
使用酸液刻蚀所述抗酸浆料覆盖范围之外的所述第二玻璃层，以得到图形化的所述第二玻璃层；
去除所述抗酸浆料。
3.根据权利要求2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述使用酸液刻蚀所述抗酸浆料覆盖范围之外的所述第二玻璃层，以得到图形化的所述第二玻璃层的步骤、所述去除所述抗酸浆料的步骤，所述去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的所述第二掺杂多晶硅层和所述第二介质层，形成图形化的所述第二掺杂多晶硅层以及图形化的所述第二介质层的步骤、所述去除所述第一玻璃层以及图形化的所述第二玻璃层的步骤在槽式清洗设备中依次进行。
4.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述在所述硅片的正面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层的步骤之后，制得的所述第二本征硅层在所述背面的绕镀层覆盖所述第一玻璃层背离所述第一掺杂多晶硅的整个表面。
5.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的所述第二掺杂多晶硅层和所述第二介质层，形成图形化的所述第二掺杂多晶硅层以及图形化的所述第二介质层的步骤，包括：
利用碱刻蚀去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的所述第二掺杂多晶硅层和所述第二介质层；
利用碱在制绒添加剂的作用下，对所述硅片刻蚀，在所述正面形成绒面。
6.根据权利要求5所述的太阳电池的制备方法，其特征在于， 所述去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的所述第二掺杂多晶硅层和所述第二介质层，形成图形化的所述第二掺杂多晶硅层以及图形化的所述第二介质层的步骤，还包括：
利用碱刻蚀去除图形化的所述第二玻璃层覆盖范围之外的掺杂层；其中，所述掺杂层是在所述对所述第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有所述第一导电类型的第二掺杂多晶硅层，所述第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层的步骤中形成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述对所述第一本征硅层进行掺杂并晶化，形成具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第一掺杂多晶硅层，所述第一掺杂多晶硅层背离所述第一介质层的一面形成第一玻璃层的步骤，包括：
在800℃~1000℃的温度下，通入第一掺杂元素和氧源，对所述第一本征硅层进行扩散掺杂并晶化，形成所述第一掺杂多晶硅层和所述第一玻璃层，所述第一玻璃层覆盖所述第一掺杂多晶硅层背离所述第一介质层的整个表面；
所述在所述硅片的正面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层的步骤，包括：
利用LPCVD制备所述第二介质层和所述第二本征硅层，以使所述第二本征硅层在所述背面的绕镀层覆盖所述第一玻璃层背离所述第一掺杂多晶硅的整个表面；
所述对所述第二本征硅层进行掺杂并晶化，形成第一导电类型的第二掺杂多晶硅层，所述第二掺杂多晶硅层的表面形成第二玻璃层的步骤，包括：
在800℃~1000℃的温度下，通入第二掺杂元素和氧源，对所述第二本征硅层进行扩散掺杂并晶化，形成第二掺杂多晶硅层和所述第二玻璃层。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述在第一导电类型的硅片的背面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第一介质层和第一本征硅层的步骤之前，所述太阳电池的制备方法还包括以下步骤：
利用碱在添加剂的辅助下对所述硅片正面和背面进行刻蚀，对所述硅片进行清洗；
和/或，所述在所述硅片的正面制备沿背离所述硅片的方向依次设置的第二介质层和第二本征硅层的步骤之前，所述太阳电池的制备方法还包括以下步骤：
去除所述第一介质层、所述第一掺杂多晶硅层和所述第一玻璃层在所述硅片的侧面和所述正面的绕镀；
利用碱和制绒添加剂对所述正面进行制绒，在所述正面形成绒面形貌。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述去除图形化的所述第二玻璃层和所述第一玻璃层的步骤之后，所述太阳电池的制备方法还包括以下步骤：
在所述硅片的所述正面制备第一功能膜，在所述硅片的所述背面制备第二功能膜；其中，所述第一功能膜覆盖在图形化的所述第二掺杂多晶硅层背离所述硅片的一面以及所述正面的裸露区域；
在所述硅片的所述正面制作正面电极，在所述硅片的所述背面制作背面电极；所述正面电极贯穿所述第一功能膜与所述第二掺杂多晶硅层欧姆接触；所述第二功能膜覆盖在所述第一掺杂多晶硅层背离所述硅片的一面，所述背面电极贯穿所述第二功能膜与所述第一掺杂多晶硅层欧姆接触；
在所述硅片的所述正面制备透明的第一导电膜，在所述硅片的所述背面制备第二导电膜；其中，所述第一导电膜覆盖在所述正面电极以及所述第一功能膜背离所述硅片的一面；所述第二导电膜覆盖在所述背面电极以及所述第二功能膜背离所述硅片的一面。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述第一介质层为氧化硅层；
和/或，所述第一介质层的厚度为0.1 nm~5 nm；
和/或，所述第一本征硅层为第一本征非晶硅层或第一本征多晶硅层；
和/或，所述第一本征硅层的厚度为50 nm~300 nm；
和/或，所述第二介质层为氧化硅层；
和/或，所述第二介质层的厚度为0.1 nm~5 nm；
和/或，所述第二本征硅层为第二本征非晶硅层或第二本征多晶硅层；
和/或，所述第二本征硅层的厚度为30 nm~300 nm。
11.一种太阳电池，其特征在于，通过如权利要求1至10中任一项所述的太阳电池的制备方法制作得到。
12.一种光伏组件，其特征在于，包括如权利要求11所述的太阳电池。
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