CN117690983A

CN117690983A - 太阳能电池及光伏组件

Info

Publication number: CN117690983A
Application number: CN202311848785.3A
Authority: CN
Inventors: 李慧敏; 徐孟雷; 杨洁; 张昕宇
Original assignee: Zhejiang Jinko Solar Co Ltd; Jinko Solar Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Jinko Solar Co Ltd; Jinko Solar Co Ltd
Priority date: 2023-12-28
Filing date: 2023-12-28
Publication date: 2024-03-12

Abstract

本申请实施例涉及一种太阳能电池及光伏组件，太阳能电池包括：具有相对正面和背面的基底，基底中包括第二掺杂元素；位于基底的背面上的第一电介质层；位于第一电介质层远离基底的表面上的第一掺杂导电层，且第一掺杂导电层中包括第一掺杂元素；沿第一方向间隔排布的多个凹槽，凹槽贯穿第一掺杂导电层和第一电介质层，且向基底内部延伸；位于凹槽底面上的第二电介质层；位于第二电介质层远离基底的表面上的第二掺杂导电层，第二掺杂导电层中包括第二掺杂元素；与第二掺杂导电层正对，且位于第二电介质层与基底之间的掺杂层，掺杂层中包括第一掺杂元素。至少有利于提高太阳能电池的开路电压和光电转换效率。

Description

太阳能电池及光伏组件

技术领域

本申请实施例涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池及光伏组件。

背景技术

化石能源存在大气污染并且储量有限，而太阳能具有清洁、无污染和资源丰富等优点，因此，太阳能正在逐步成为替代化石能源的核心清洁能源，由于太阳能电池具有良好的光电转化效率，太阳能电池成为了清洁能源利用的发展重心。

为了尽可能提高太阳能电池的效率和对入射光线的利用率，全背电极接触(Interdigitated Back Contact，IBC)晶硅光伏电池应运而生，由于IBC电池的电极都设置在电池的背面，因此，避免了电池正面由于设置电极而引起的光遮蔽，进而显著的提升了电池的光吸收，从而提高电池的光电转换效率。

发明内容

本申请实施例提供一种太阳能电池及光伏组件，至少有利于提高太阳能电池的开路电压和光电转换效率。

本申请实施例提供一种太阳能电池，包括：基底，所述基底具有相对的正面和背面，所述基底中包括第二掺杂元素；第一电介质层，所述第一电介质层位于所述基底的背面上；第一掺杂导电层，所述第一掺杂导电层位于所述第一电介质层远离所述基底的表面上，且所述第一掺杂导电层中包括第一掺杂元素，所述第一掺杂元素与所述第二掺杂元素中的一者为P型掺杂元素，另一者为N型掺杂元素；沿第一方向间隔排布的多个凹槽，所述凹槽贯穿所述第一掺杂导电层和所述第一电介质层，且向所述基底内部延伸；第二电介质层，所述第二电介质层位于所述凹槽的底面上；第二掺杂导电层，所述第二掺杂导电层位于所述第二电介质层远离所述基底的表面上，所述第二掺杂导电层中包括所述第二掺杂元素；掺杂层，所述掺杂层与所述第二掺杂导电层正对，且位于所述第二电介质层与所述基底之间，所述掺杂层中包括所述第一掺杂元素。

在一些实施例中，所述掺杂层中所述第一掺杂元素的掺杂浓度与所述第一掺杂导电层中所述第一掺杂元素的掺杂浓度之间的比值为1×10^-4至1×10^-3。

在一些实施例中，所述掺杂层中所述第一掺杂元素的掺杂浓度为1×10¹⁴/cm³至9×10¹⁸/cm³。

在一些实施例中，在沿垂直于所述基底正面的方向上，所述掺杂层的厚度与所述基底的厚度之间的比值为5×10^-4至2×10^-3。

在一些实施例中，在沿垂直于所述基底正面的方向上，所述掺杂层的厚度为100nm至300nm。

在一些实施例中，在沿垂直于所述基底正面的方向上，所述第二掺杂导电层远离所述基底的表面与所述第一掺杂导电层朝向所述基底的表面之间的间隔小于或等于1μm。

在一些实施例中，在沿垂直于所述基底正面的方向上，所述第二掺杂导电层远离所述基底的表面与所述第一掺杂导电层朝向所述基底的表面之间的间隔为50nm至300nm。

在一些实施例中，钝化层和多个电极，所述钝化层位于所述第一掺杂导电层远离所述基底的表面上，和所述第二掺杂导电层远离所述基底的表面上，所述多个电极包括交替排布的第一电极和第二电极，所述第一电极贯穿所述钝化层与所述第一掺杂导电层电接触，所述第二电极贯穿所述钝化层与所述第二掺杂导电层电接触。

在一些实施例中，减反射层，所述减反射层位于所述基底的正面上。

在一些实施例中，所述减反射层远离所述基底的表面为凹凸表面。

在一些实施例中，所述减反射层与所述基底接触的表面为凹凸表面。

在一些实施例中，在沿所述第一方向上，任一所述第二掺杂导电层的长度与任一所述第一掺杂导电层的长度之间的比值为0.2至1。

在一些实施例中，在沿所述第一方向上，所述第二掺杂导电层的长度为200μm至400μm。

相应的本申请实施例还提供了一种光伏组件，包括：电池串，所述电池串由多个上述的太阳能电池连接而成；封装层，所述封装层用于覆盖所述电池串的表面；盖板，所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。

本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：

本申请实施例提供的太阳能电池中，基底背面具有第一电介质层和第一掺杂导电层构成的钝化接触结构，以及第二电介质层和第二掺杂导电层构成的钝化接触结构，能够显著减低载流子在基底背面的载流子复合，进而降低基底背面上的复合电流，从而降低太阳能电池的载流子复合损失。掺杂导电层包括具有不同掺杂类型的第一掺杂导电层和第二掺杂导电层，使得太阳能电池的电极能够均设置在太阳能电池的背面，进而显著降低太阳能电池正面电极对电池光吸收的影响，提高太阳能电池的光吸收。基底与第二电介质层之间具有与基底和第二掺杂导电层具有不同掺杂类型的掺杂层，基底与掺杂层之间以及掺杂层与第二掺杂导电层层之间会形成电场，进而提高基底中特定类型的载流子向第二掺杂导电层正对区域汇集的效率，同时提高对基底的钝化效果以及太阳能电池的开路电压，降低基底背面上的载流子复合，进而显著提高太阳能电池的光电转换效率。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的整体结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的另一种太阳能电池的整体结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的一种隧穿层的俯视图；

图4为本申请一实施例提供的一种第一掺杂原子的掺杂浓度示意图；

图5为本申请一实施例提供的又一种太阳能电池的整体结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的再一种太阳能电池的整体结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的再一种太阳能电池的整体结构示意图；

图8为本申请另一实施例提供的一种光伏组件的结构示意图。

具体实施方式

在一些实施例中，参考图1，当前的IBC电池通常包括基底10、隧穿介质层20、掺杂导电层30和多个电极40。其中，基底10具有相对的正面和背面，隧穿介质层20位于基底10的背面上，掺杂导电层30位于隧穿介质层20远离基底10的表面上，且掺杂导电层30包括第一掺杂区31和第二掺杂区32，第一掺杂区31和第二掺杂区32具有不同的掺杂类型。多个电极40中的部分电极40与第一掺杂区31电接触，其余的电极40与第二掺杂区32电接触，与不同掺杂区电接触的电极之间相互绝缘。

在形成IBC电池的过程中，由于电极40均设置在基底10的背面上，因此，形成的IBC电池的正面不具有电极40，进而避免了IBC电池正面由于设置电极40带来的光线遮蔽，IBC电池正面的实际受光面积显著增加。基底10的背面具有隧穿介质层20和掺杂导电层30构成的钝化接触结构，基底10背面的载流子复合损失显著下降，此外，IBC电池具有更大的光利用率，光电转换效率获得明显提升。

IBC电池中，还可以包括贯穿掺杂导电层30厚度的隔离层50，隔离层50位于第一掺杂区31和第二掺杂区32之间，用于将具有不同掺杂类型的第一掺杂区31和第二掺杂区32相互隔离，其中，隔离层50可以是由沉积绝缘介质形成的绝缘介质层充当，也可以是通过图形化刻蚀形成的凹槽充当。图1中是以隔离层50仅贯穿掺杂导电层30的厚度为例进行的说明，在具体应用中，隔离层50还可以向隧穿介质层20内部延伸，甚至贯穿隧穿介质层20的厚度，本申请实施例对此不做限制。

此外，本申请实施例部分附图中仅示出了I BC电池的部分结构，I BC电池还可以包括位于掺杂导电层远离基底表面上的钝化减反射层和/或位于基底正面上的钝化减反射层等其他膜层，在此就不再一一赘述。

本申请一实施例提供了一种太阳能电池，基底背面具有第一电介质层和第一掺杂导电层构成的钝化接触结构，以及第二电介质层和第二掺杂导电层构成的钝化接触结构，能够显著减低载流子在基底背面的载流子复合，进而降低基底背面上的复合电流，从而降低太阳能电池的载流子复合损失。掺杂导电层包括具有不同掺杂类型的第一掺杂导电层和第二掺杂导电层，使得太阳能电池的电极能够均设置在太阳能电池的背面，进而显著降低太阳能电池正面电极对电池光吸收的影响，提高太阳能电池的光吸收。基底与第二电介质层之间具有与基底和第二掺杂导电层具有不同掺杂类型的掺杂层，基底与掺杂层之间以及掺杂层与第二掺杂导电层层之间会形成电场，进而提高基底中特定类型的载流子向第二掺杂导电层正对区域汇集的效率，同时提高对基底的钝化效果以及太阳能电池的开路电压，降低基底背面上的载流子复合，进而显著提高太阳能电池的光电转换效率。

下面将结合附图对本申请的实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本申请一实施例提供了一种太阳能电池，参考图2和图3，图2为一种太阳能电池的整体结构示意图，图3为一种太阳能电池的俯视图，其中，X方向为第一方向，Y方向为垂直于基底101正面的方向。

太阳能电池包括：基底101，基底101具有相对的正面和背面，基底101中包括第二掺杂元素；第一电介质层102，第一电介质层102位于基底101的背面上；第一掺杂导电层103，第一掺杂导电层103位于第一电介质层102远离基底101的表面上，且第一掺杂导电层103中包括第一掺杂元素，第一掺杂元素与第二掺杂元素中的一者为P型掺杂元素，另一者为N型掺杂元素；沿第一方向间隔排布的多个凹槽104，凹槽104贯穿第一掺杂导电层103和第一电介质层102，且向基底101内部延伸；第二电介质层105，第二电介质层105位于凹槽104的底面上；第二掺杂导电层106，第二掺杂导电层106位于第二电介质层105远离基底101的表面上，第二掺杂导电层106中包括第二掺杂元素；掺杂层107，掺杂层107与第二掺杂导电层106正对，且位于第二电介质层105与基底101之间，掺杂层107中包括第一掺杂元素。

其中，图3中是以凹槽104数量为2，第一掺杂导电层103、第二掺杂导电层106、凹槽104、第一电介质层102、第二电介质层105和掺杂层107的长度方向均与第一方向互相垂直为例进行的说明，在具体应用中，凹槽104的数量还可以是3个或多个，各膜层的长度与第一方向的夹角还可以设置成其他角度，例如，30°、45°、60°或者75°等。

图2中是以第一电介质层102与位于凹槽104中的第二掺杂导电层106之间互不接触，且第一电介质层102朝向基底101的顶面，低于第二掺杂导电层106远离基底101的底面为例进行的说明，在具体的应用中，第一电介质层102朝向基底101的顶面可以与第二掺杂导电层106远离基底101的底面齐平，或者第一电介质层102朝向基底101的顶面高于第二掺杂导电层106远离基底101的底面，保证第一掺杂导电层103朝向基底101的底面，低于第二掺杂导电层106远离基底101的底面，即，第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106之间不存在相互接触的区域即可。

另外，掺杂层107、第二电介质层105可以与第二掺杂导电层106具有相同的长度和宽度，或者长度误差和宽度误差均小于预设值，例如，2％、5％或者10％等；第一电介质层102可以与第一掺杂导电层103具有相同的长度和宽度，或者长度误差和宽度误差均小于预设值，例如，2％、5％或者10％等。

太阳能电池中，基底101的背面具有由第一电介质层102和第一掺杂导电层103构成的钝化接触结构，以及由第二电介质层105和第二掺杂导电层106构成的钝化接触结构，钝化接触结构能够对基底101施加良好的钝化，提高太阳能电池的开路电压，降低基底101背面的载流子复合，从而降低太阳能电池的载流子复合损失。掺杂导电层包括具有不同掺杂类型的第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106，使得太阳能电池的电极能够均设置在背面，进而避免了在太阳能电池正面设置电极导致的光遮蔽效应，提高太阳能电池的光吸收。其中，太阳能电池的正面指的是太阳能电池接收到的入射光线强度较大的一侧表面，太阳能电池的背面指的是太阳能电池接收到的入射光线强度较小的一侧表面。

第二电介质层105和基底101之间，具有正对第二掺杂导电层106设置的掺杂层107，掺杂层107具有和基底101以及第二掺杂导电层106不同的掺杂类型，掺杂层107与基底101之间形成的电场能够进一步增强特定极性的载流子向基底101与第二掺杂导电层106正对的部分汇集的效率，降低太阳能电池的载流子汇集损耗；掺杂层107与第二掺杂导电层106之间形成的电场能够进一步提升对基底101的钝化效果，进而提高太阳能电池的开路电压，降低基底101背面的载流子复合损失，提高太阳能电池的光电转换效率。

在一些实施例中，基底101可以是P型半导体基底也可以是N型半导体基底，第一掺杂元素以及第二掺杂元素中一者的掺杂类型为P型，另一者的掺杂类型为N型，第二掺杂导电层106与基底101具有相同的掺杂类型，且第二掺杂导电层106中第二掺杂元素的掺杂浓度高于基底101中第二掺杂元素的掺杂浓度，其中，掺杂浓度可以通过掺杂元素在膜层中的原子百分比来表征。

N型半导体基底内掺杂有N型掺杂元素，N型掺杂元素可以为磷(P)元素、铋(Bi)元素、锑(Sb)元素或砷(As)元素等Ⅴ族元素中的任意一者。P型半导体基底内掺杂有P型元素，P型掺杂元素可以为硼(B)元素、铝(Al)元素、镓(Ga)元素或铟(I n)元素等Ⅲ族元素中的任意一者。

在一些实施例中，基底101的材料可以是元素半导体材料，元素半导体材料由单一元素组成，例如可以是硅或者锗。其中，元素半导体材料可以为单晶态、多晶态、非晶态或者微晶态(同时具有单晶态和非晶态的状态，称为微晶态)，例如，硅可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅或者微晶硅中的至少一种。

在一些实施例中，基底101的材料还可以是化合物半导体材料。常见的化合物半导体材料包括但不限于锗化硅、碳化硅、砷化镓、镓化铟、钙钛矿、碲化镉或铜铟硒等材料。基底101也可以为蓝宝石基底、绝缘体上的硅基底或者绝缘体上的锗基底。

在一些实施例中，第一电介质层102的材料可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或者氟化镁中的至少一者；第二电介质层105的材料也可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或者氟化镁中的至少一者。

在一些实施例中，第一掺杂导电层103的材料可以是纳米晶硅、多晶硅、微晶硅、非晶硅、碳化硅或者氮化钛等材料中的至少一者；第二掺杂导电层106的材料也可以是纳米晶硅、多晶硅、微晶硅、非晶硅、碳化硅或者氮化钛等材料中的至少一者。

在一些实施例中，掺杂层107的材料可以与基底101的材料类似，可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅或者微晶硅中的至少一种，还可以是化合物半导体材料。

在一些实施例中，掺杂层107中第一掺杂元素的掺杂浓度与第一掺杂导电层103中第一掺杂元素的掺杂浓度之间的比值为1×10^-4至1×10^-3。

参考上述针对掺杂层107的分析和描述，掺杂层107一方面通过与具有不同掺杂类型的基底101之间形成电场，提高特定类型载流子向基底101与第二掺杂导电层106正对的区域汇集的效率，降低基底101中与第二掺杂导电层106正对区域的载流子汇集损耗。另一方面通过与具有不同掺杂类型的第二掺杂导电层106之间形成电场，从而为基底101的背面提高更强的钝化效果，进而提高太阳能电池的开路电压，降低太阳能电池的载流子复合损耗。

在掺杂层107中第一掺杂元素的掺杂浓度过高的情况下，载流子通过掺杂层107传输到第二掺杂导电层106的过程中，载流子在掺杂层107中的电子空穴复合效应会显著提升，进而导致掺杂层107的载流子复合损失对太阳能电池光电转换效率的影响，高于基底101载流子复合损失下降对太阳能电池光电转换效率的影响，导致太阳能的光电转换效率下降。

在掺杂层107中第一掺杂元素的掺杂浓度过低的情况下，掺杂层107与基底101之间形成的电场，以及掺杂层107与第二掺杂导电层106之间形成的电场均容易出现电场强度不足的情况，钝化效果提升有限，并且载流子在掺杂层107中的横向传输能力较差，载流子向第二掺杂导电层106汇集的效率较低。

因此，可以将掺杂层107中第一掺杂元素的掺杂浓度，与第一掺杂导电层103中第一掺杂元素的掺杂浓度之间的比值设置在1×10^-4至1×10^-3的范围内，例如，1.1×10^-4、1.2×10^-4、1.5×10^-4、2×10^-4、3×10^-4、5×10^-4、7.5×10^-4或者9.5×10^-4等。保证载流子在掺杂层107中具有良好的横向传输能力，降低太阳能电池的载流子汇集损耗，同时有效提升太阳能电池的钝化效果和开路电压，降低太阳能电池整体的载流子复合效应，进而有效提高太阳能电池的光电转换效率。

在一些实施例中，掺杂层107中第一掺杂元素的掺杂浓度为1×10¹⁴/cm³至9×10¹⁸/cm³。

参考上述针对掺杂层107中第一掺杂元素的掺杂浓度的分析和描述，掺杂层107中第一掺杂元素的掺杂浓度会对太阳能电池整体的钝化效果和载流子汇集损耗造成影响。而第一掺杂导电层103中，第一掺杂元素的掺杂浓度通常在1×10²⁰至6×10²⁰的范围内，因此，在进行掺杂层107设置的过程中，可以将掺杂层107中第一掺杂元素的掺杂浓度设置在1×10¹⁴/cm³至9×10¹⁸/cm³的范围内，例如，2×10¹⁴/cm³、5×10¹⁴/cm³、8×10¹⁴/cm³、1.25×10¹⁵/cm³、2.5×10¹⁵/cm³、5×10¹⁵/cm³、1×10¹⁶/cm³、2.5×10¹⁶/cm³、5×10¹⁶/cm³、1×10¹⁷/cm³、2×10¹⁷/cm³、3.5×10¹⁷/cm³、5×10¹⁷/cm³、1×10¹⁸/cm³、4×10¹⁸/cm³或者8×10¹⁸/cm³等。将掺杂层107中第一掺杂元素的掺杂浓度设置在适当的范围内，提高特定极性的载流子向基底101与第二掺杂导电层106正对的区域汇集的效率，提高太阳能电池的钝化效果和开路电压，从而降低太阳能电池的整体载流子复合损失，提高太阳能电池的光电转换效率。

在一些实施例中，在沿垂直于基底101正面的方向上，掺杂层107的厚度与基底101的厚度之间的比值为5×10^-4至2×10^-3。

基底101在沿垂直于基底101正面方向上的厚度指的是，基底101相对的正面和背面之间的平均间隔h1，掺杂层107沿垂直于基底101正面方向上的厚度指的是掺杂层107与基底101接触的表面和掺杂层107与第二电介质层105接触的表面之间的平均间隔h2。由于基底101背面进行了选择性刻蚀，图2中并未以基底101正面和基底101的背面的最大间隔进行厚度h1的表征。

掺杂层107主要的作用在于作为一个新的钝化膜层，提高太阳能电池的整体钝化效果，进而进一步提升太阳能电池的光电转换效率。在太阳能电池整体厚度一定的情况下，为了保证第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106相互间隔，掺杂层107的厚度越大，则会导致凹槽向基底101内部延伸的距离越大，基底101正对第二掺杂导电层106的部分的厚度相应的减小，进而导致太阳能电池吸收入射光线中的能量生成光生载流子的能力明显下滑，影响太阳能电池的光电转换效率。

此外，掺杂层107提升钝化效果的主要原因在于掺杂层107与基底101之间形成的电场，以及掺杂层107和第二掺杂导电层106之间形成的电场，在掺杂层107厚度过小的情况下，形成的电场容易出现电场强度过低的问题，并且在形成第二电介质层105的过程中，容易导致掺杂层107被过度损伤，进而导电掺杂层107性能出现明显的损伤，无法有效的形成电场。

因此，在进行掺杂层107设置的过程中，可以将掺杂层107在沿垂直于基底101正面方向上的厚度与基底101沿垂直于基底101正面方向上的厚度之间的比值设置在5×10^-4至2×10^-3的范围内，例如，6×10^-4、7×10^-4、8.5×10^-4、1×10^-3、1.25×10^-3、1.5×10^-3、或者1.8×10^-3等。使得太阳能电池的基底101具有足够的厚度，保证太阳能电池具有良好的光生载流子生成能力，同时使得掺杂层107能够与基底101和第二掺杂导电层106之间形成具有良好钝化效果的电场，使得太阳能电池的钝化效果能够得到有效提升，提高太阳能电池的开路电压和光电转换效率。

此外，基底101背面上具有多个凹槽104，位于不同凹槽104中的掺杂层107在沿垂直于基底101正面方向上厚度可以相同也可以不同，本申请实施例对此不做限制。

在一些实施例中，在沿垂直于基底101正面的方向上，掺杂层107的厚度为100nm至300nm。

结合上述正对掺杂层107厚度的分析和描述，由于基底101的厚度通常在140μm至180μm的范围内，因此，可以将掺杂层107的厚度设置在100nm至300nm的范围内，例如，110nm、120nm、135nm、150nm、175nm、200nm、230nm或者275nm等。使得掺杂层107设置对太阳能电池的光生载流子生成能力的影响较小，同时保证掺杂层107能够有效提升太阳能电池的钝化效果，降低太阳能电池的载流子复合损失，提高开路电压和光电转换效率。

值得一提的是，太阳能电池制备过程中，形成基底101背面结构的过程中，可以通过先在基底101背面，通过整面沉积的方式形成第一电介质层102，并在第一电介质层102远离基底101的表面上，通过整面沉积和掺杂的工艺形成第一掺杂导电层103。在通过这种方式形成第一电介质层102和第一掺杂导电层103后，第一掺杂导电层103中的第一掺杂原子自基底101的背面向基底101内扩散。然后通过选择性刻蚀的方式，沿垂直于基底101正面的方向，自第一掺杂导电层103远离基底101的表面向基底101内部进行刻蚀形成凹槽104，凹槽104贯穿第一掺杂导电层103和第一电介质层102，并向基底101内部延伸一定的距离。然后基于凹槽104形成掺杂层107、第二电介质层105和第二掺杂导电层106。

参考图4，图4为第一掺杂原子的掺杂浓度示意图，其中，虚线表示刻蚀凹槽104向基底101内刻蚀的刻蚀深度。基于原子扩散的机理，基底101和基底101背面上的第一掺杂导电层103中，第一掺杂原子的掺杂浓度如图4所示。也就是说，基底101中第一掺杂原子的掺杂浓度，自基底101背面，沿基底101背面指向基底101正面的方向上逐渐减小，且基底101中第一掺杂原子的掺杂浓度最大值，近似等于第一掺杂导电层103中的第一掺杂原子的掺杂浓度。沿垂直于基底101正面的方向，经过测量自基底101背面向基底101内刻蚀1μm后，基底101暴露出的表面上，第一掺杂原子的掺杂浓度才会低于掺杂层107中第一掺杂原子的掺杂浓度标准。也就是说，在刻蚀深度小于1μm，例如，刻蚀深度为975nm、925nm、875nm、780nm、640nm、500nm、350nm、300nm、275nm、230nm、175nm、75nm、50nm或者25nm等值时，基底101暴露出的表面上，第一掺杂原子的掺杂浓度都高于掺杂层107中第一掺杂原子的掺杂浓度标准，基底101中存在可以充当掺杂层107的部分。

因此，结合基底101中第一掺杂原子的掺杂浓度变化示意图，以及太阳能电池中对掺杂层107厚度及第一掺杂原子掺杂浓度的要求，在太阳能电池制备的过程中，可以通过对形成凹槽104过程中对基底101刻蚀深度的控制，使得正对凹槽104底面的基底101中，形成一个厚度处于100nm至300nm，且第一掺杂原子掺杂浓度处于1×10¹⁴/cm³至9×10¹⁸/cm³区域，并将基底101中这一区域直接作为掺杂层107，然后通过选择性沉积的工艺直接在凹槽104的底面上形成第二电介质层105，并通过选择性沉积工艺和掺杂工艺，在第二电介质层105远离基底101的表面上形成第二掺杂导电层106。

通过对刻蚀工艺和第一掺杂导电层103形成过程中掺杂工艺的调整，使得太阳能电池可以直接利用部分厚度的基底101充当掺杂层107，无需通过单独的沉积和掺杂工艺进行掺杂层107的制备，减少了太阳能电池制备过程中的工艺步骤和工艺难度。

此外，还可以直接对基底101进行一个较大深度的刻蚀，然后在凹槽104底面通过沉积工艺和掺杂工艺形成掺杂层107，然后再依次形成第二电介质层105和第二掺杂导电层106。

在一些实施例中，在沿垂直于基底101正面的方向上，第二掺杂导电层106远离基底101的表面与第一掺杂导电层103朝向基底101的表面之间的间隔小于或等于1μm。

在形成太阳能电池的过程中，第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106具有不同的掺杂类型，第一掺杂导电层103中的多子和第二掺杂导电层106中的多子具有不同的极性，因此，在第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106存在接触的情况下，不同极性的多子之间会发生复合，进而降低多子的寿命和太阳能电池的光电转换效率。

因此，制备太阳能电池的过程中，可以先在基底101的背面形成覆盖基底101背面的初始电介质层，然后再形成覆盖初始电介质层远离基底101的表面的初始掺杂导电层，然后通过图形化处理，对初始掺杂导电层、初始电介质层和基底101进行刻蚀，形成多个凹槽104，并将初始电介质层和初始掺杂导电层分别转化为第一电介质层102和第一掺杂导电层103。然后在凹槽104的底面上，依次形成掺杂层107、第二电介质层105和第二掺杂导电层106，并使得第一掺杂导电层103朝向基底101的顶面，低于第二掺杂导电层106远离基底101的底面，并且两个面之间保持一定的间隔。

不难看出，掺杂层107、第二电介质层105和第二掺杂导电层106都是在刻蚀基底101形成凹槽104的基础上形成的，而凹槽104向基底101内部沿伸的越深，沿垂直于基底101正面方向上，第二掺杂导电层106远离基底101的底面，和第一掺杂导电层103朝向基底101的顶面之间的间隔越大，同时基底101受到的损伤也越大。另一方面，在形成分别位于第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106上的电极的过程中，电极浆料统一印刷时的难度也越大。

因此，可以将第二掺杂导电层106远离基底101的底面和第一掺杂导电层103朝向基底101的顶面之间，沿垂直于基底101正面方向上的间隔设置为小于或者等于1μm的值，例如，950nm、900nm、850nm、750nm、650nm、500nm、350nm、300nm、200nm、125nm、75nm、50nm或者25nm等。使得第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106互不接触，保证不同极性的多子具有较长的使用寿命，并且降低在基底101背面的初始膜层上进行图形化刻蚀的难度，以及在第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106同步进行电极制备的难度，并将基底101的光生载流子生成能力损伤控制在较小的范围内。

在一些实施例中，在沿垂直于基底101正面的方向上，第二掺杂导电层106远离基底101的表面与第一掺杂导电层103朝向基底101的表面之间的间隔为50nm至300nm。

参考上述针对掺杂层107和第二掺杂导电层106的描述和分析，掺杂层107需要具有足够的厚度和第一掺杂元素的掺杂浓度，从而有效提高太阳能电池的钝化效果，而第二掺杂导电层106远离基底101的底面需要高于第一掺杂导电层103朝向基底101的顶面，保证第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106直接不会互相接触。

在进行掺杂层107、第二掺杂导电层106和第二电介质层105制备的过程中，可以先通过对初始电介质层、初始掺杂导电层和基底101进行图形化刻蚀，形成凹槽104，然后在凹槽104底面上依次进行各膜层的制备。由于第一掺杂元素的扩散作用，在形成初始掺杂导电层的过程中，初始掺杂导电层中的第一掺杂元素会沿基底101的背面向基底101内部扩散，沿垂直于基底101正面的方向上，第一掺杂元素的掺杂浓度随当前位置与基底101背面的间隔增大而减小。

在形成太阳能电池的过程中，在膜层厚度一定的情况下，第一掺杂导电层103朝向基底101的表面和第二掺杂导电层106远离基底101的表面之间的间隔，可以反映形成凹槽104的过程中，凹槽104向基底101内部延伸的距离。第一掺杂导电层103朝向基底101的表面和第二掺杂导电层106远离基底101的表面之间的间隔越大，意味着凹槽104向基底101内部延伸的越深，在形成凹槽104后，基底101正对凹槽104底面的部分的第一掺杂元素浓度越低。这种情况下，基底101中掺杂有第一掺杂元素的部分，第一掺杂元素的掺杂浓度无法满足充当掺杂层107的要求，需要通过沉积和掺杂工艺在凹槽104的底面上形成掺杂层107，太阳能电池的制备工艺较为复杂。

而在第一掺杂导电层103朝向基底101的表面和第二掺杂导电层106远离基底101的表面之间的间隔的较小的情况下，意味着凹槽104向基底101内部延伸的深度较小，基底101正对凹槽104底面的部分的第一掺杂元素浓度较大，能够满足充当掺杂层107的要求。此时，可以直接将正对第二掺杂导电层106的基底101中，邻近凹槽104底面的部分作为掺杂层107，然后在凹槽104底面上依次形成第二电介质层105和第二掺杂导电层106即可。

因此，在沿垂直于基底101正面的方向上，可以将第二掺杂导电层106远离基底101的表面与第一掺杂导电层103朝向基底101的表面之间的间隔设置在50nm至300nm的范围内，例如，52.5nm、55nm、60nm、65nm、75nm、85nm、100nm、120nm、150nm、180nm、225nm或者275nm等。从而将凹槽104向基底101内的延伸距离控制在适当的范围内，进而使得正对第二掺杂导电层106的基底101中，邻近凹槽104底面的部分可以充当掺杂层107，进而无需通过额外的沉积和掺杂工艺进行掺杂层107的制备，减少太阳能电池制备过程中的工艺步骤，并且进一步降低第一掺杂导电层103远离基底101的表面，和第二掺杂导电层106远离基底101的表面之间的间隔，便于进行电极的统一制备。

在一些实施例中，在沿第一方向上，任一第二掺杂导电层106的长度与任一第一掺杂导电层103的长度之间的比值为0.2至1。

在沿第一方向上，第二掺杂导电层106的长度指的是第二掺杂导电层106沿第一方向相对的两端之间的间隔W2，第一掺杂导电层103的长度指的是第一掺杂导电层103沿第一方向相对的两端之间的间隔W1。

在基底101的背面上进行第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106设置的过程中，通常，为了使得不同极性的载流子都能得到良好的收集，在沿第一方向上，任一第一掺杂导电层103和任一第二掺杂导电层106通常是等长的。

考虑到后续会在基底101背面正对第二掺杂导电层106的区域上形成掺杂层107，而掺杂层107能够提高特定极性的载流子向第二掺杂导电层106正对的基底101背面汇集效率，在空穴和电子数量均等的情况下，可以将第二掺杂导电层106沿第一方向的长度做一定的缩减。因此，在沿第一方向上，可以将第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106的长度之间的比值设置在0.2至1的范围内，例如，0.25、0.3、0.35、0.5、0.75或者0.9等。通过将两者沿第一方向的长度的比值设置在适当范围内，提高第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106的载流子收集能力，同时有效利用基底101背面的区域，进一步提升太阳能电池的光电转换效率。

需要理解的是，图2中是以各第一掺杂导电层103沿第一方向等长，且各第二掺杂导电层106沿第一方向等长为例进行的说明，各第一掺杂导电层103沿第一方向的长度可以相同也可以不同，各第二掺杂导电层106沿第一方向的长度可以相同也可以不同，第二掺杂导电层106沿第一方向的平均长度和第一掺杂导电层103沿第一方向的平均长度处于上述比值范围内即可。

在一些实施例中，在沿第一方向上，第二掺杂导电层106的长度为200μm至400μm。参考上述针对第二掺杂导电层106长度设置的描述和分析，基于太阳能电池的背面电极密度，可以将第二掺杂导电层106沿第一方向的长度设置在200μm至400μm范围内，例如210μm、220μm、240μm、260μm、300μm、350μm或者380μm等。保证第二掺杂导电层106能够对特定极性载流子具有高效的收集效率的同时，提高基底101的利用率，进而提升太阳能电池的光电转换效率。

值得一提的是，基底101背面上具有多个第一掺杂导电层103和第二掺杂导电层106，各第一掺杂导电层103沿第一方向的长度可以相同也可以不同，各第二掺杂导电层106沿第一方向的长度可以相同也可以不同，本申请实施例对此不做限制。

结合参考图2和图5，图5为一种太阳能电池的结构示意图，其中，X方向为第一方向，Y方向为垂直于基底201正面的方向。在一些实施例中，太阳能电池还可以包括208钝化层和多个电极209，钝化层208位于第一掺杂导电层203远离基底201的表面上，和第二掺杂导电层206远离基底201的表面上，多个电极209包括交替排布的第一电极291和第二电极292，第一电极291贯穿钝化层208与第一掺杂导电层203电接触，第二电极292贯穿钝化层208与第二掺杂导电层206电接触。

为了进一步提高太阳能电池的光吸收和钝化效果，可以在太阳能电池的背面上形成钝化层208，利用钝化层208覆盖第一掺杂导电层203远离基底201的表面，和第二掺杂导电层206远离基底201的表面。然后进行电极209设置的过程中，分别形成贯穿钝化层208与第一掺杂导电层203电接触的第一电极291，以及形成贯穿钝化层208与第二掺杂导电层206电接触的第二电极292。

通过形成钝化层208，一方面能够提高即将从太阳能电池中出射的入射光线在太阳能电池内的光程，降低出射光线在入射光线中的占比，进而提高太阳能电池的光吸收；另一方面，在形成钝化层208后，制备电极209的过程中，可以在钝化层208上印刷电极浆料和进行电极浆料的烧结，减小电极209制备过程中对第一掺杂导电层203和第二掺杂导电层206的损伤，进而降低电极浆料烧穿第一掺杂导电层203和第二掺杂导电层206的概率，提高太阳能电池的可靠性和良率。

此外，钝化层208的材料包括：氧化硅、氧化铝、氮化硅或者氮氧化硅中的至少一者。钝化层208为单层结构或者叠层结构，对于叠层结构而言，各层结构沿垂直于基底201正面的方向依次层叠，不同层的材料可以彼此各不相同，或者，部分数量层的材料可以相同，且与其它层的材料不相同。例如，叠层结构可以为层叠设置的氮化硅层和氧化铝层构成的双层结构。

需要理解的是，基底201、第一电介质层202、第一掺杂导电层203、凹槽204、第二电介质层205、第二掺杂导电层206和掺杂层207，分别与前面提到的基底101、第一电介质层102、第一掺杂导电层103、凹槽104、第二电介质层105、第二掺杂导电层106和掺杂层107相类似，在此就不再赘述。

结合参考图2和图6，图6为一种太阳能电池的整体结构示意图，其中，X方向为第一方向，Y方向为垂直于基底301正面的方向。在一些实施例中，太阳能电池还可以包括位于基底301正面上的减反射层310。

在进行太阳能电池制备的过程中，为了进一步提升太阳能电池的光吸收，还可以在基底301的正面上形成减反射层310，减反射层310能够进一步降低太阳能电池对照射到太阳能电池正面的入射光线的反射，从而使得入射光线中能够进入到基底301中的光线比例得到明显的提升，从而增大太阳能电池的光吸收。

减反射层310的材料包括：氧化硅、氧化铝、氮化硅或者氮氧化硅中的至少一者，并且减反射层310可以是单层结构或者叠层结构，对于叠层结构而言，各层结构沿垂直于基底301正面的方向依次层叠，不同层的材料可以彼此各不相同，或者，部分数量层的材料可以相同，且与其它层的材料不相同。例如，叠层结构可以为层叠设置的氮化硅层和氮氧化硅层构成的双层结构。

基底301、第一电介质层302、第一掺杂导电层303、凹槽304、第二电介质层305、第二掺杂导电层306和掺杂层307，分别与前面提到的基底101、第一电介质层102、第一掺杂导电层103、凹槽104、第二电介质层105、第二掺杂导电层106和掺杂层107相类似，在此就不再赘述。

结合参考图2和图7，图7为一种太阳能电池的整体结构示意图，其中，X方向为第一方向。在一些实施例中，减反射层310远离基底301的表面为凹凸表面。

在进行减反射层310设置的过程中，可以将减反射层310远离基底301的表面设置成凹凸表面，例如，先在基底301表面上形成远离基底301的表面为平滑表面的初始减反射层，然后通过图形化或者制绒工艺，对初始减反射层远离基底301的表面进行处理，形成减反射层310，减反射层310远离基底301的表面上具有多个凸起结构，使得减反射层310远离基底301的表面为凹凸表面。其中，平滑表面指的是表面粗糙度低于预设值的表面，例如，表面粗糙度低于50nm或者200nm等。

其中，凸起结构可以是金字塔结构、类金字塔结构或者其他锥型结构等。由于减反射层310远离基底301的表面上具有多个凸起结构，凸起结构构成的凹凸表面能够进一步降低减反射层310对入射光线的反射，进一步提升太阳能电池的光吸收量。

在一些实施例中，减反射层310与基底301接触的表面为凹凸表面。

在进行太阳能电池制备的过程中，通常是通过沉积工艺在基底301的正面上形成减反射层310，在基底301的正面为平滑表面的情况下，减反射层310与基底301接触的表面也为平滑表面；在基底301的正面为凹凸表面的情况下，减反射层310与基底301接触的表面也为凹凸表面。

在将基底301的正面设置成凹凸表面的情况下，即，将基底301的正面设置成微绒面后，减反射层310朝向基底301的表面也会被设置为包含多个凸起结构的凹凸表面，基底301和减反射层310能够有效提升入射光线在太阳能电池中的光程，进而提高太阳能电池的光吸收，从而提升太阳能电池的光电转换效率。其中，凸起结构可以是金字塔结构、类金字塔结构或者其他锥型结构等。

值得一提的是，上述各实施例中的特征不仅可以单独存在于太阳能电池中，在不存在技术冲突的情况下，在不超出本申请实施例发明构思的前提下，各实施例中的特征还可以相互结合实施，本申请实施例在此就不再赘述。

综上，本申请实施例提供了一种太阳能电池，基底背面具有第一电介质层和第一掺杂导电层构成的钝化接触结构，以及第二电介质层和第二掺杂导电层构成的钝化接触结构，能够显著减低载流子在基底背面的载流子复合，进而降低基底背面上的复合电流，从而降低太阳能电池的载流子复合损失。掺杂导电层包括具有不同掺杂类型的第一掺杂导电层和第二掺杂导电层，使得太阳能电池的电极能够均设置在太阳能电池的背面，进而显著降低太阳能电池正面电极对电池光吸收的影响，提高太阳能电池的光吸收。基底与第二电介质层之间具有与基底和第二掺杂导电层具有不同掺杂类型的掺杂层，基底与掺杂层之间以及掺杂层与第二掺杂导电层层之间会形成电场，进而提高基底中特定类型的载流子向第二掺杂导电层正对区域汇集的效率，同时提高对基底的钝化效果以及太阳能电池的开路电压，降低基底背面上的载流子复合，进而显著提高太阳能电池的光电转换效率。

相应的，本申请实施例还提供了一种光伏组件，参考图8，包括电池串1101，电池串1101由多个上述的太阳能电池和/或由上述制备方法形成的电池连接而成；封装层1102，封装层1102用于覆盖电池串1101的表面；盖板1103，盖板1103用于覆盖封装层1102远离电池串1101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1101，多个电池串1101以串联和/或并联的方式进行电连接。

在一些实施例中，多个电池串1101之间可以通过导电带1104电连接。封装层1102覆盖太阳能电池的正面以及背面，具体地，封装层1102可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)胶膜等有机封装胶膜。在一些实施例中，盖板1103可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板1103。盖板1103朝向封装层1102的表面可以为凹凸表面，从而增加入射光线的利用率。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，而不偏离本申请的精神和范围，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

基底，所述基底具有相对的正面和背面，所述基底中包括第二掺杂元素；

第一电介质层，所述第一电介质层位于所述基底的背面上；

第一掺杂导电层，所述第一掺杂导电层位于所述第一电介质层远离所述基底的表面上，且所述第一掺杂导电层中包括第一掺杂元素，所述第一掺杂元素与所述第二掺杂元素中的一者为P型掺杂元素，另一者为N型掺杂元素；

沿第一方向间隔排布的多个凹槽，所述凹槽贯穿所述第一掺杂导电层和所述第一电介质层，且向所述基底内部延伸；

第二电介质层，所述第二电介质层位于所述凹槽的底面上；

第二掺杂导电层，所述第二掺杂导电层位于所述第二电介质层远离所述基底的表面上，所述第二掺杂导电层中包括所述第二掺杂元素；

掺杂层，所述掺杂层与所述第二掺杂导电层正对，且位于所述第二电介质层与所述基底之间，所述掺杂层中包括所述第一掺杂元素。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂层中所述第一掺杂元素的掺杂浓度与所述第一掺杂导电层中所述第一掺杂元素的掺杂浓度之间的比值为1×10^-4至1×10^-3。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂层中所述第一掺杂元素的掺杂浓度为1×10¹⁴/cm³至9×10¹⁸/cm³。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，在沿垂直于所述基底正面的方向上，所述掺杂层的厚度与所述基底的厚度之间的比值为5×10^-4至2×10^-3。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，在沿垂直于所述基底正面的方向上，所述掺杂层的厚度为100nm至300nm。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，在沿垂直于所述基底正面的方向上，所述第二掺杂导电层远离所述基底的表面与所述第一掺杂导电层朝向所述基底的表面之间的间隔小于或等于1μm。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，在沿垂直于所述基底正面的方向上，所述第二掺杂导电层远离所述基底的表面与所述第一掺杂导电层朝向所述基底的表面之间的间隔为50nm至300nm。

8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，还包括：钝化层和多个电极，所述钝化层位于所述第一掺杂导电层远离所述基底的表面上，和所述第二掺杂导电层远离所述基底的表面上，所述多个电极包括交替排布的第一电极和第二电极，所述第一电极贯穿所述钝化层与所述第一掺杂导电层电接触，所述第二电极贯穿所述钝化层与所述第二掺杂导电层电接触。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，还包括：减反射层，所述减反射层位于所述基底的正面上。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，所述减反射层远离所述基底的表面为凹凸表面。

11.根据权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，所述减反射层与所述基底接触的表面为凹凸表面。

12.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，在沿所述第一方向上，任一所述第二掺杂导电层的长度与任一所述第一掺杂导电层的长度之间的比值为0.2至1。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池，其特征在于，在沿所述第一方向上，所述第二掺杂导电层的长度为200μm至400μm。

14.一种光伏组件，其特征在于，包括：

电池串，所述电池串由多个权利要求1至13中任一项所述的太阳能电池连接而成；

封装层，所述封装层用于覆盖所述电池串的表面；

盖板，所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。