CN117712193A - 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及光伏领域，提供一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，太阳能电池包括基底，所述基底具有第一表面，所述第一表面包括边缘区以及中心区，所述边缘区环绕所述中心区；所述边缘区齐平于或者低于所述中心区；层叠的介质层以及掺杂半导体层，所述介质层位于所述中心区上；钝化层，所述钝化层覆盖所述边缘区以及所述掺杂半导体层的表面；电极，所述电极位于所述中心区，所述电极贯穿所述钝化层的厚度与所述掺杂半导体层电接触。本申请实施例提供的太阳能电池及其制备方法、光伏组件，至少可以提升太阳能电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本申请实施例涉及光伏领域，特别涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件。
背景技术
目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。
TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)电池或者结合TOPCon技术的IBC所组成的TBC(TOPCon-BC)电池需要在硅表面制备一层超薄的隧穿氧化层和高掺杂的多晶硅层，利用隧穿氧化层的化学钝化和多晶硅层的场钝化作用可以显著降低硅表面的少子复合速率，同时高掺杂的多晶硅层可以显著改善多子的导电性能，有利于提高电池的开路电压和填充系数。
低气压化学气相沉积法(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)是制备隧穿氧化层和多晶硅层的主要技术，具有成本低、产量高，制备的薄膜性能较高的优点，目前得到了广泛的应用。然而通过LPCVD制备多晶硅层的过程中可能存在一些问题从而影响电池效率，例如，去除由于多晶硅层氧化而形成的硅玻璃层过程中存在去除不干净以及过刻蚀的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，至少有利于提升太阳能电池的光电转换效率。
根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种太阳能电池，包括基底，所述基底具有第一表面，所述第一表面包括边缘区以及中心区，所述边缘区环绕所述中心区；所述边缘区齐平于或者低于所述中心区；介质层，所述介质层位于所述中心区；掺杂半导体层，所述掺杂半导体层位于所述介质层表面；钝化层，所述钝化层覆盖所述边缘区以及所述掺杂半导体层的表面；电极，所述电极位于所述中心区，所述电极贯穿所述钝化层的厚度与所述掺杂半导体层电接触。
在一些实施例中，所述基底具有第一边界，所述中心区朝向所述边缘区的边界为第二边界，所述第一边界与所述第二边界相对，所述第二边界与所述第一边界之间的距离小于300um。
在一些实施例中，所述边缘区具有绒面结构，所述钝化层覆盖所述绒面结构。
在一些实施例中，所述绒面结构包括塔基结构、金字塔结构或者平台凸起结构。
在一些实施例中，所述边缘区与所述中心区之间的高度差范围为1.5μm～15μm。
在一些实施例中，所述绒面结构的顶部与所述中心区之间的高度差范围为1μm～14μm。
在一些实施例中，所述中心区包括交替排布的P区以及N区，所述P区与所述N区之间具有间隔区，所述掺杂半导体层包括位于所述P区上的第一掺杂半导体层以及位于所述N区上的第二掺杂半导体层，所述电极包括第一电极以及第二电极，所述第一电极与所述第一掺杂半导体层电接触，所述第二电极与所述第二掺杂半导体层电接触，所述钝化层还覆盖所述间隔区的基底表面。
在一些实施例中，所述边缘区具有第一绒面结构，所述间隔区具有第二绒面结构，所述第一绒面结构的粗糙度大于或等于第二绒面结构的粗糙度。
在一些实施例中，所述间隔区齐平于所述P区以及所述N区；或者，所述间隔区低于所述P区且所述间隔区低于所述N区。
在一些实施例中，所述基底还包括与所述第一表面相对设置的第二表面；还包括：发射极，所述发射极位于所述第二表面。
在一些实施例中，部分数量所述电极还位于所述边缘区上，所述电极贯穿所述钝化层的厚度与所述边缘区电接触。
在一些实施例中，部分数量的所述电极包括沿第一方向排布的第一部以及第二部，所述第一部位于所述中心区上，所述第二部位于所述边缘区上，所述第一方向为所述电极的排布方向。
在一些实施例中，所述掺杂半导体层包括掺杂非晶硅层、掺杂多晶硅层、掺杂微晶硅层、掺杂碳化硅层或者掺杂晶硅层的至少一种。
根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种太阳能电池的制备方法，包括：提供基底，所述基底具有第一表面，所述第一表面包括边缘区以及中心区，所述边缘区环绕所述中心区；形成介质层，所述介质层位于所述中心区以及所述边缘区；形成掺杂半导体层，所述掺杂半导体层位于所述介质层表面；其中，在形成所述掺杂半导体层的同时，在所述基底的第二表面以及所述掺杂半导体层的表面形成掺杂硅玻璃层；对所述掺杂硅玻璃层进行预处理，所述预处理用于去除所述边缘区上的所述掺杂硅玻璃层；去除所述第二表面上的所述掺杂硅玻璃层以及所述中心区的所述掺杂硅玻璃层；形成钝化层，所述钝化层覆盖所述边缘区以及所述掺杂半导体层的表面；形成电极，所述电极位于所述中心区，所述电极贯穿所述钝化层的厚度与所述掺杂半导体层电接触。
在一些实施例中，所述预处理的工艺步骤包括：去除所述边缘区的所述掺杂硅玻璃层的同时，还去除所述边缘区上的所述掺杂半导体层以及所述边缘区上的所述介质层。
在一些实施例中，所述预处理包括激光处理工艺。
在一些实施例中，所述中心区包括交替排布的P区以及N区，所述P区与所述N区之间具有间隔区，所述掺杂半导体层位于所述P区、N区以及间隔区；去除所述第二表面上的所述掺杂硅玻璃层以及所述中心区的所述掺杂硅玻璃层之后还包括：去除所述间隔区上以及第一区的掺杂半导体层，所述第一区为所述P区或N区的一者；在第一区的基底表面形成掺杂半导体膜，剩余的所述掺杂半导体层以及所述掺杂半导体膜分别作为第一掺杂半导体层以及第二掺杂半导体层。
在一些实施例中，所述中心区包括交替排布的P区以及N区，所述P区与所述N区之间具有间隔区，所述掺杂半导体层位于所述P区、N区以及所述间隔区；所述预处理的工艺步骤包括：去除所述边缘区上的所述掺杂硅玻璃层的同时，还去除所述间隔区上以及第一区的所述掺杂硅玻璃层，所述第一区为所述P区或N区的一者；在去除所述第二表面上的所述掺杂硅玻璃层以及所述中心区的所述掺杂硅玻璃层之后还包括：在所述第一区上形成掺杂半导体膜，剩余的所述掺杂半导体层以及所述掺杂半导体膜分别作为第一掺杂半导体层以及第二掺杂半导体层。
根据本申请一些实施例，本申请实施例又一方面还提供一种光伏组件，包括：电池串，由多个如上述实施例中任一项所述的太阳能电池或者如上述实施例中任一项所述的制备方法所制备的太阳能电池连接而成；封装胶膜，用于覆盖所述电池串的表面；盖板，用于覆盖所述封装胶膜背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：
本申请实施例提供一种太阳能电池，将基底划分为边缘区以及中心区，然后对边缘区以及中心区的膜层进行不同的设计，从而避免边缘区的过刻的问题以及保证中心区的较大的电学性能。边缘区齐平于或者低于所述中心区，且钝化层覆盖边缘区以及掺杂半导体层的表面，可以降低边缘处的表面缺陷以及平整度，能实现对电池边缘的充分有效的钝化，这样可以在降低电池边缘的电学复合和漏电的同时，还能提高电池的开路电压和短路电流，从而提高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；为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本申请一实施例提供的太阳能电池的一种结构示意图；
图2为图1沿a1-a2的第一种剖面结构示意图；
图3为图1沿a1-a2的第二种剖面结构示意图；
图4为图1沿b1-b2的第一种剖面结构示意图；
图5为本申请一实施例提供的太阳能电池的一种剖面结构示意图；
图6为本申请一实施例提供的太阳能电池的另一种剖面结构示意图；
图7为本申请一实施例提供的太阳能电池的又一种剖面结构示意图；
图8为本申请另一实施例提供的太阳能电池的一种结构示意图；
图9为图8沿a3-a4的第一种剖面结构示意图；
图10为图8沿a3-a4的第二种剖面结构示意图；
图11～图18为又一实施例提供的太阳能电池的制备方法中各步骤对应的太阳能电池的剖面结构示意图；
图19为再一实施例提供的光伏组件的一种结构示意图；
图20为图19沿M1-M2剖面的剖面结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，目前的太阳能电池的光电转换效率欠佳。
分析发现，导致太阳能电池的光电转换效率欠佳的原因之一在于，目前形成具有P型掺杂元素或者N型掺杂元素的半导体层的过程中，一般采用LPCVD工艺进行沉积，包括：第一次沉积，用于形成本征型半导体膜；第二次沉积，用于使本征型半导体膜内具有掺杂元素；然后进行氧化处理。如此，不可避免的在所形成的掺杂半导体层以及基底(发射极)的表面形成掺杂硅玻璃层，在去除基底(发射极)表面的掺杂硅玻璃层时，会在掺杂半导体层的表面形成一层保护层，以减少对掺杂半导体层的损伤。在研究中发现，在将整个基底放置在刻蚀液中，由于基底的侧面没有形成保护层，刻蚀液可能通过基底的侧面腐蚀掺杂半导体层的部分表面，造成掺杂半导体层的表面缺陷较多，从而影响光电转换效率的提升。
本申请实施例提供一种太阳能电池，将基底划分为边缘区以及中心区，然后对边缘区以及中心区的膜层进行不同的设计，从而避免边缘区的过刻的问题以及保证中心区的较大的电学性能。边缘区齐平于或者低于所述中心区，且钝化层覆盖边缘区以及掺杂半导体层的表面，可以降低边缘处的表面缺陷以及平整度，能实现对电池边缘的充分有效的钝化，这样可以在降低电池边缘的电学复合和漏电的同时，还能提高电池的开路电压和短路电流，从而提高电池的光电转换效率。
下面将结合附图对本申请的各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。
图1为本申请一实施例提供的太阳能电池的一种结构示意图；图2为图1沿a1-a2的第一种剖面结构示意图；图3为图1沿a1-a2的第二种剖面结构示意图；图4为图1沿b1-b2的第一种剖面结构示意图。
参考图1以及图2，根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种太阳能电池，太阳能电池包括基底100，基底100具有第一表面11，第一表面11包括边缘区111以及中心区112，边缘区111环绕中心区112；边缘区111齐平于或者低于中心区112。
在一些实施例中，基底100的材料可以为元素半导体材料。具体地，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100的材料也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、铜铟硒等材料。基底100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，基底100可以为N型半导体基底或者P型半导体基底。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(In)元素等Ⅲ族元素中的任意一者。
在一些实施例中，基底100还包括与第一表面11相对设置的第二表面12。
在一些实施例中，太阳能电池为单面电池，第二表面12可以作为受光面，用于接收入射光线，第一表面11作为背光面；第一表面可以作为受光面，第二表面可以作为背光面。其中，背光面也是可以接收入射光线，只是接收入射光线的效率比受光面接收入射光线的效率弱一些。本申请实施例中以第一表面为背光面以及第二表面作为受光面作为示例。
在一些实施例中，太阳能电池为双面电池，即基底的第一表面以及第二表面均可以作为受光面，均可用于接收入射光线。
在一些实施例中，基底100的第一表面11为抛光面，抛光面指的是经过抛光溶液或者激光刻蚀去除表面的原始绒面结构，形成的平整面。抛光后第一表面的平整度增加，对长波光的反射增加，促进了投射光的二次吸收，从而提升短路电流，同时由于第一表面的比表面积减小，降低了第一表面的复合，且能够提升第一表面的钝化效果。
在一些实施例中，基底100的第二表面12具有第三绒面结构13，第三绒面结构13可以包括规整形状的金字塔绒面结构以及不规则形状的黑硅。第三绒面结构的斜面可以增加入射光的内反射，从而提高基底100对入射光线的吸收利用率，进而提高太阳能电池的电池效率。
在一些实施例中，第三绒面结构13包括多个凸起结构131，凸起结构131的形状可以包括金字塔形状、抛物线形状或者椭圆球形状。
在一些实施例中，边缘区111以及中心区112是基于对基底100的功能性分区以说明太阳能电池的各膜层结构分布情况。参考图1，图中虚线所围成的区域为中心区，虚线区域与基底的边缘区域所围成的区域为边缘区。
其中，基底的边缘与边缘的交界处具有倒角，中心区对应倒角处的区域也有相同的设置，以使边缘区的宽度基本相同，用于改善太阳能电池的边缘漏电问题。
在一些实施例中，参考图1以及图2，基底100具有第一边界121，中心区112朝向边缘区111的边界为第二边界122，第一边界121与第二边界122相对，第二边界122与第一边界121之间的距离s小于300um。第一边界121与第二边界122之间的距离s可以小于280um、268um、235um或者200um。第一边界121与第二边界122之间距离s可以限定边缘区111的宽度，边缘区111的宽度较小，即需要进行调整的区域较小，对原有工艺的影响也对应减小，从而优化了边缘处的电池性能的同时，保证了中心区112的电池性能。
在一些实施例中，边缘区111与中心区112之间的高度差h范围为1.5μm～15μm。例如，h的范围可以为1.5μm～3μm、3μm～4.5μm、4.5μm～7μm、7μm～10μm或者10μm～15μm。边缘区111与中心区112的高度差h在上述范围内，则边缘区111与中心区112之间可以具有一个明显的区分，从而可以保证位于边缘区111上的掺杂半导体层尽量被去除，钝化层可以对边缘区111充分钝化。边缘区111与中心区112的高度差h也可以改善边缘区的漏电流的问题以及边缘破损的问题，从而提高电池的良率以及美观度。
在一些实施例中，参考图2以及图3，边缘区111具有绒面结构14。绒面结构14可以增加入射光线在边缘区111的内反射率或者提升钝化层114的钝化效果，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
在一些实施例中，绒面结构14包括塔基结构、金字塔结构或者平台凸起结构。其中，塔基结构指的是金字塔结构削掉塔尖部分，所剩下低于1/4倍原有金字塔结构的高度的绒面结构。平台凸起结构指的是金字塔结构削掉塔尖部分，形成一个平面，剩下高于1/4倍原有金字塔结构的高度的绒面结构。
在一些实施例中，塔基结构还可以指抛光面结构，塔基结构可以促使边缘区111的平整度增加，对长波光的反射增加，促进了投射光的二次吸收，从而提升短路电流，同时由于边缘区111的比表面积减小，降低了边缘区111的复合，且能够提升边缘区111的钝化效果。
在一些实施例中，绒面结构14的顶部与中心区112之间的高度差h1范围为1μm～14μm。h1的范围可以为1.5μm～3.2μm、3.2μm～5μm、5μm～7.5μm、7.5μm～11μm或者11μm～14μm。
在一些实施例中，参考图3，绒面结构14为金字塔结构，金字塔结构包括多个金字塔141，金字塔141的一维尺寸d2范围包括0.1μm～3μm，金字塔141的高度d1范围包括0.1μm～3μm。
在一些实施例中，一维尺寸指的是金字塔141的底部两个对角之间的距离或者金字塔141的底部两个相对的侧边之间的距离。
在一些实施例中，参考图3，边缘区111与中心区112之间的高度差h可以指金字塔141的顶部与中心区112之间的高度差。
在一些实施例中，边缘区111与中心区112之间的高度差h指的是金字塔的底部与中心区112之间的高度差，金字塔的顶面与中心区之间的高度差的范围为1μm～14μm。
继续参考图2，太阳能电池包括：介质层102，介质层102位于中心区112；掺杂半导体层103，掺杂半导体层103位于介质层102表面。
在一些实施例中，介质层102可以为隧穿介质层，隧穿介质层与掺杂半导体层103之间构成钝化接触结构，掺杂半导体层103能够在基底100表面形成能带弯曲，隧穿介质层使基底100表面的能带出现非对称性偏移，使得对载流子中的多子(又称为多数载流子)的势垒低于对载流子中的少子(又称为少数载流子)的势垒，因此，多子可以较容易地通过隧穿介质层进行量子隧穿，而少子则很难通过隧穿介质层，以实现载流子的选择性传输。
此外，隧穿介质层起到化学钝化的效果。具体地，由于基底100与隧穿介质层的界面处存在界面态缺陷，使得基底100的第一表面的界面态密度较大，界面态密度的增大会促进光生载流子的复合，增大太阳能电池的填充因子、短路电流以及开路电压，以提高太阳能电池的光电转换效率。设置隧穿介质层位于基底100的第一表面，使得隧穿介质层对基底100的表面起到化学钝化的效果，具体为：通过饱和基底100的悬挂键，降低基底100的缺陷态密度，减少基底100的复合中心来降低载流子复合速率。
掺杂半导体层103起到场钝化效果。具体地，在基底100的表面形成一个指向基底100内部的静电场，使少数载流子逃离界面，从而降低少数载流子浓度，使得基底100界面处的载流子复合速率降低，从而使太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子增大，提升太阳能电池的光电转换效率。
掺杂半导体层103内可以掺杂有与基底100相同类型的掺杂元素，例如，基底100的掺杂元素类型为N型，掺杂半导体层103内掺杂有N型掺杂元素。
掺杂半导体层103内的掺杂元素浓度大于基底100的掺杂元素浓度，以在基底100的表面形成足够高的势垒，使基底100中的多子能够穿越隧穿介质层至掺杂半导体层103中。
在一些实施例中，掺杂半导体层103内可以掺杂有与基底100不同的导电类型的掺杂元素，例如，基底100的掺杂元素类型为P型，掺杂半导体层103内的掺杂元素类型可以为N型。如此，掺杂半导体层103与基底100之间构建PN结，通过太阳照射在PN结上，形成新的空穴-电子对，在P-N结内建电场的作用下，光生空穴流向p区，光生电子流向n区，接通电路后就产生电流。
在一些实施例中，隧穿介质层的厚度为0.5nm～5nm。隧穿介质层的厚度范围为0.5nm～1.3nm、1.3nm～2.6nm、2.6nm～4.1nm或者4.1nm～5nm。隧穿介质层在上述任意范围内，则隧穿介质层的厚度较薄，多子可以较容易地通过隧穿介质层进行量子隧穿，而少子则很难通过隧穿介质层，以实现载流子的选择性传输。
在一些实施例中，介质层102的材料包括氧化硅、非晶硅、微晶硅、纳米晶硅或者碳化硅的至少一种。
在一些实施例中，掺杂半导体层103包括掺杂非晶硅层、掺杂多晶硅层、掺杂微晶硅层、掺杂碳化硅层或者掺杂晶硅层的至少一种。
继续参考图2，太阳能电池包括：钝化层114，钝化层114覆盖边缘区111以及掺杂半导体层103的表面；电极116，电极116位于中心区112，电极116贯穿钝化层114的厚度与掺杂半导体层103电接触。
在一些实施例中，钝化层114可以为单层结构或叠层结构，钝化层114的材料可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氧化钛、氧化铪或氧化铝等材料中的一种或多种。
在一些实施例中，参考图3，钝化层114覆盖绒面结构14。
在一些实施例中，太阳能电池还包括减反层105，减反层105位于钝化层114的表面，电极116贯穿减反层105的厚度与掺杂半导体层103电接触。减反层105用于减少或消除太阳能电池的表面的反射光，从而增加太阳能电池的表面的透光量，减少或消除系统的杂散光。减反层105的材料包括氮化硅或者氮氧化硅。
在一些实施例中，太阳能电池还包括：发射极101，发射极101位于第二表面12；第一钝化层104，第一钝化层104覆盖发射极101的表面；细栅106，细栅106贯穿第一钝化层104与发射极101电接触。
在一些实施例中，发射极101与基底100的材料相同，发射极101与基底100可以为同一原始基底经过掺杂处理后所形成的。发射极101内的掺杂元素类型与基底100的掺杂元素类型不同。对部分厚度的原始基底进行掺杂处理，经过掺杂处理的部分原始基底作为发射极，剩余的原始基底作为基底。
在一些实施例中，发射极101为形成在基底的第二表面的掺杂层，经过沉积工艺所形成的掺杂N型掺杂元素或者P型掺杂元素的半导体层，半导体层可以为硅、锗或者多晶硅。
在一些实施例中，第一钝化层104可以为单层结构或叠层结构，第一钝化层104的材料可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氧化钛、氧化铪或氧化铝等材料中的一种或多种。
在一些实施例中，第一钝化层104的材料与钝化层114的材料相同，第一钝化层104与钝化层114在同一制备工艺制备。
在一些实施例中，电极116与细栅106的任一者可以由烧穿型浆料烧结而成。形成电极116的方法包括：采用丝网印刷工艺在部分钝化层114表面印刷金属浆料。形成细栅106的方法包括：采用丝网印刷工艺在部分第一钝化层104表面印刷金属浆料。金属浆料可以包括银、铝、铜、锡、金、铅或者镍中的至少一者。
在一些实施例中，参考图2或者参考图4，电极116以及细栅106位于中心区112。
图5为本申请一实施例提供的太阳能电池的一种剖面结构示意图；图6为本申请一实施例提供的太阳能电池的另一种剖面结构示意图；图7为本申请一实施例提供的太阳能电池的又一种剖面结构示意图。
在一些实施例中，参考图5以及图7，部分数量的电极116包括沿第一方向排布的第一部136以及第二部126，第一部136位于中心区112上，第二部126位于边缘区111上，第一方向为电极116的排布方向。如此，增加了电极116收集的面积，从而提高电池效率。
在一些实施例中，第一部136与掺杂半导体层103电接触，第二部126与基底100电接触。
在一些实施例中，参考图6，部分数量电极116还位于边缘区上，电极116贯穿钝化层114的厚度与边缘区111电接触。
本申请实施例提供一种太阳能电池，将基底100划分为边缘区111以及中心区112，然后对边缘区111以及中心区112的膜层进行不同的设计，从而避免边缘区111的过刻的问题以及保证中心区112的较大的电学性能。边缘区111齐平于或者低于所述中心区112，且钝化层114覆盖边缘区111以及掺杂半导体层103的表面，可以降低边缘处的表面缺陷以及平整度，能实现对电池边缘的充分有效的钝化，这样可以在降低电池边缘的电学复合和漏电的同时，还能提高电池的开路电压和短路电流，从而提高电池的光电转换效率。
相应地，本申请另一实施例提供一种太阳能电池，太阳能电池包括第一电极以及第二电极，第一电极与第二电极均位于第一表面，与上述实施例相同或者相应的技术特征，在这里不再详细赘述。
图8为本申请另一实施例提供的太阳能电池的一种结构示意图；图9为图8沿a3-a4的第一种剖面结构示意图；图10为图8沿a3-a4的第二种剖面结构示意图。
参考图8以及图9，太阳能电池包括基底200，基底200具有第一表面21，第一表面21包括边缘区211以及中心区212，边缘区211环绕中心区212；边缘区211齐平于或者低于中心区212；介质层，介质层位于中心区212；掺杂半导体层，掺杂半导体层位于介质层表面；钝化层214，钝化层214覆盖边缘区211以及掺杂半导体层的表面；电极，电极位于中心区212，电极贯穿钝化层214的厚度与掺杂半导体层电接触。
在一些实施例中，基底200包括相对的第一表面21以及第二表面22，第二表面22的表面具有第三绒面结构23，第三绒面结构23包括多个凸起结构231。第二表面22具有前表面场(front surface field,FSF)，其掺杂离子的导电类型与基底200的掺杂离子的导电类型相同，利用场钝化效应降低表面少子浓度，从而降低表面复合速率，同时还可以降低串联电阻，提升电子传输能力。
在一些实施例中，中心区212包括交替排布的P区以及N区，P区与N区之间具有间隔区20。
在一些实施例中，间隔区20齐平于P区以及N区，即不对基底进行刻蚀，P区以及N区之间通过一些隔离性的膜层实现两者的绝缘，隔离性的膜层可以为钝化层。
在一些实施例中，参考图9，间隔区20低于P区且间隔区20低于N区，间隔区20具有沟槽208，沟槽208自第一表面21朝向第二表面22延伸，沟槽208用于实现不同导电类型区域之间的自动隔离，可以消除IBC电池(交叉背电极接触电池，Interdigitated BackContact)中重掺杂的P区和N区形成隧道结产生漏电而影响电池效率。
在一些实施例中，沟槽208的深度H大于或等于边缘区211与中心区212的高度差h。
其中，边缘区211与中心区212的高度差h指的是边缘区211与P区之间的高度差或者边缘区211与N区之间的高度差。
在一些实施例中，参考图10，边缘区211具有第一绒面结构24，间隔区20具有第二绒面结构25，第一绒面结构24的粗糙度大于或等于第二绒面结构25的粗糙度。
其中，“粗糙度”指的是在一个取样长度中，设置一个平均水平线，取样长度内的波峰以及波谷相对于平均水平线的垂直方向偏差量的绝对值的算术平均值。粗糙度可以通过比较法、光切法、干涉法以及针描法测量。
在一些实施例中，掺杂半导体层包括位于P区上的第一掺杂半导体层2031以及位于N区上的第二掺杂半导体层2032，电极包括第一电极2161以及第二电极2162，第一电极2161与第一掺杂半导体层2031电接触，第二电极2162与第二掺杂半导体层2032电接触，钝化层214还覆盖间隔区20的基底200表面。
在一些实施例中，介质层包括第一介质层2021以及第二介质层2022，第一掺杂半导体层2031位于第一介质层2021上，第二掺杂半导体层2032位于第二介质层2022上。
在一些实施例中，第一介质层2021与第二介质层2022可以与上一实施例中的介质层102相同，即第一介质层2021与第二介质层2022为隧穿介质层；同理，第一掺杂半导体层2031与第二掺杂半导体层2032可以为上一实施例中的掺杂半导体层103，不同的是，第一掺杂半导体层2031内掺杂N型掺杂元素或者P型掺杂元素的一者，第二掺杂半导体层2032内掺杂N型掺杂元素或者P型掺杂元素的另一者。
在一些实施例中，第一电极2161与第二电极2162可以参考上一实施例中的电极116，第二表面22的第一钝化层204可以参考上一实施例中的第一钝化层104，减反层205可以参考上一实施例中的减反层105，钝化层214可以参考上一实施例中的钝化层114，在这里不再详细赘述。
本申请实施例提供一种太阳能电池，将基底200划分为边缘区211以及中心区212，然后对边缘区211以及中心区212的膜层进行不同的设计，从而避免边缘区211的过刻的问题以及保证中心区212的较大的电学性能。边缘区211齐平于或者低于所述中心区212，且钝化层214覆盖边缘区211以及掺杂半导体层的表面，可以降低边缘处的表面缺陷以及平整度，能实现对电池边缘的充分有效的钝化，这样可以在降低电池边缘的电学复合和漏电的同时，还能提高电池的开路电压和短路电流，从而提高电池的光电转换效率。
相应地，根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种太阳能电池的制备方法，用于制备上述实施例所提供的太阳能电池，与上述实施例相同或者相应的技术特征，在这里不再详细赘述。
图11～图18为又一实施例提供的太阳能电池的制备方法中各步骤对应的太阳能电池的剖面结构示意图。本申请实施例以另一实施例所提供的太阳能电池作为示例。
参考图11，制备方法包括：提供基底200，基底200具有第一表面21，第一表面21包括边缘区211以及中心区212，边缘区211环绕中心区212。
在一些实施例中，基底200具有第二表面22，第二表面22与第一表面21相对。
制备方法包括：对第二表面22进行制绒处理，以使第二表面22具有第三绒面结构23。第三绒面结构23包括多个凸起结构231。
在一些实施例中，制绒处理包括：化学刻蚀，例如可以采用氢氧化钾与过氧化氢溶液的混合溶液对基底200进行清洗，具体可以通过控制氢氧化钾以及过氧化氢溶液的浓度之比来形成形貌符合预期的绒面结构。在一些实施例中，也可以采用激光刻蚀、机械法或者等离子刻蚀等方法形成绒面结构。在激光刻蚀中，通过控制激光工艺参数以得到形貌符合预期的绒面结构。
参考图12，制备方法包括：形成介质层202，介质层202位于中心区212以及边缘区211；形成掺杂半导体层203，掺杂半导体层203位于介质层202表面；其中，在形成掺杂半导体层203的同时，在基底200的第二表面22以及掺杂半导体层的表面形成掺杂硅玻璃层223。
在一些实施例中，采用热氧法或者化学沉积法形成介质层202。
在一些实施例中，形成掺杂半导体层203的制备方法包括：第一次沉积，沉积气体包括硅烷，控制流量在100～1000sccm，沉积温度在400～700℃之间，形成本征型半导体膜；第二次沉积，沉积气体包括掺杂源气体以及氧气，控制流量在100～3000sccm，沉积温度在700～100℃之间，形成掺杂型半导体膜；高温氧化步骤，气体包括氮气以及氧气，在此过程中，掺杂型半导体膜转化为掺杂半导体层，且在基底200的第二表面22以及掺杂半导体层203的表面形成掺杂硅玻璃层223。
参考图13，制备方法包括：对掺杂硅玻璃层223进行预处理，预处理用于去除边缘区211上的掺杂硅玻璃层223。
在一些实施例中，预处理包括激光处理工艺。激光可以采用皮秒激光器以及纳秒激光器。激光处理工艺的参数包括：激光功率：8W-40W，速度10000mm/s-35000mm/s。
在一些实施例中，参考图14以及图15，预处理的工艺步骤包括：去除边缘区211的掺杂硅玻璃层223的同时，还去除边缘区211上的掺杂半导体层203以及边缘区211上的介质层202。
参考图15，制备方法包括：去除第二表面22上的掺杂硅玻璃层223以及中心区212的掺杂硅玻璃层223。
在一些实施例中，在去除掺杂硅玻璃层223的过程中，刻蚀液对掺杂半导体层203以及介质层202存在刻蚀，从而可能将掺杂半导体层203以及介质层202去除。
在一些实施例中，中心区212包括交替排布的P区以及N区，P区与N区之间具有间隔区20，掺杂半导体层203位于P区、N区以及间隔区20。
参考图16，制备方法包括：去除间隔区20上以及第一区的掺杂半导体层，第一区为P区或N区的一者。
在一些实施例中，去除了间隔区20的掺杂半导体层以及介质层，但未对基底产生刻蚀，未在基底内产生沟槽。在一些实施例中，去除了间隔区20的掺杂半导体层以及介质层，且去除了部分厚度的基底，即在基底内形成沟槽。
参考图18，制备方法包括：在第一区的基底200表面形成掺杂半导体膜，剩余的掺杂半导体层以及掺杂半导体膜分别作为第一掺杂半导体层2031以及第二掺杂半导体层2032。
在一些实施例中，参考图17，预处理的工艺步骤包括：去除边缘区211上的掺杂硅玻璃层223的同时，还去除间隔区20上以及第一区的掺杂硅玻璃层223，第一区为P区或N区的一者。参考图16，去除第二表面22上的掺杂硅玻璃层223以及中心区212的掺杂硅玻璃层223，去除间隔区20上以及第一区的掺杂半导体层，第一区为P区或N区的一者。参考图18，在去除第二表面22上的掺杂硅玻璃层223以及中心区212的掺杂硅玻璃层223之后还包括：在第一区上形成掺杂半导体膜，剩余的掺杂半导体层以及掺杂半导体膜分别作为第一掺杂半导体层2031以及第二掺杂半导体层2032。
在一些实施例中，采用激光处理工艺去除间隔区20、边缘区211以及第一区的掺杂硅玻璃层223。激光可以采用皮秒激光器以及纳秒激光器。激光处理工艺的参数包括：激光功率：8W-40W，速度10000mm/s-35000mm/s。
在一些实施例中，去除了间隔区20的掺杂半导体层以及介质层，但未对基底产生刻蚀，未在基底内产生沟槽。在一些实施例中，去除了间隔区20的掺杂半导体层以及介质层，且去除了部分厚度的基底，即在基底内形成沟槽。
参考图9，制备方法包括：形成钝化层214，钝化层214覆盖边缘区211以及掺杂半导体层的表面。在一些实施例中，钝化层214覆盖边缘区211、间隔区20、第一掺杂半导体层2031以及第二掺杂半导体层2032的表面。
继续参考图9，制备方法包括：形成第一钝化层204，第一钝化层204覆盖基底200的第二表面22。
在一些实施例中，在同一制备工艺形成钝化层214以及第一钝化层204。
继续参考图9，制备方法包括：形成电极，电极位于中心区212，电极贯穿钝化层214的厚度与掺杂半导体层电接触。电极包括第一电极2161以及第二电极2162，第一电极2161贯穿钝化层214的厚度与第一掺杂半导体层2031电接触，第二电极2162贯穿钝化层214的厚度与第二掺杂半导体层2032电接触。
在一些实施例中，第一电极2161以及第二电极2162的制备方法包括：采用丝网印刷工艺在部分钝化层214表面印刷金属浆料。金属浆料可以包括银、铝、铜、锡、金、铅或者镍中的至少一者。然后，对金属浆料进行烧结工艺，金属浆料中具有玻璃粉等高腐蚀性成分的材料，如此，在烧结过程中，腐蚀性成分将会对钝化层214进行腐蚀，从而使得金属浆料在钝化层214中渗透从而与第一掺杂半导体层2031电接触并形成第一电极2161以及与第二掺杂半导体层2032电接触并形成第二电极2162。
相应地，根据本申请一些实施例，本申请实施例又一方面还提供一种光伏组件，包括上述实施例所提供的太阳能电池，与上述实施例相同或者相应的技术特征，在这里不再详细赘述。
图19为再一实施例提供的光伏组件的一种结构示意图；图20为图19沿M1-M2剖面的剖面结构示意图。本申请实施例以另一实施例提供的太阳能电池所组成的光伏组件作为示例。
参考图19以及图20，光伏组件包括：电池串，由多个如上述实施例中任一项的太阳能电池30或者如上述实施例中任一项的制备方法所制备的太阳能电池30连接而成；封装胶膜37，用于覆盖电池串的表面；盖板38，用于覆盖封装胶膜37背离电池串的表面。
具体地，在一些实施例中，多个电池串之间可以通过连接部件309电连接，连接部件309与电池片上的主栅224之间焊接。
在一些实施例中，电池片之间并未设置间隔，即电池片之间相互交叠。
在一些实施例中，连接部件与电池片上的副栅之间焊接，副栅包括第一电极2161以及第二电极2162。在一些实施例中，连接部件与电池片上的主栅224之间焊接，主栅包括第一主栅以及第二主栅，第一主栅与第一电极2161焊接，第二主栅与第二电极2162焊接。
在一些实施例中，封装胶膜包括第一封装胶膜以及第二封装胶膜，第一封装胶膜覆盖太阳能电池的正面或者背面的其中一者，第二封装胶膜覆盖太阳能电池的正面或者背面的另一者，具体地，第一封装胶膜或第二封装胶膜的至少一者可以为聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl Butyral，简称PVB)胶膜、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。
值得说明的是，第一封装胶膜以及第二封装胶膜在层压处理前还有分界线，在层压处理之后形成光伏组件并不会再有第一封装胶膜以及第二封装胶膜的概念，即第一封装胶膜与第二封装胶膜已经形成整体的封装胶膜37。
在一些实施例中，盖板38可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。具体地，盖板38朝向封装胶膜37的表面可以为凹凸表面，从而增加入射光线的利用率。盖板38包括第一盖板以及第二盖板，第一盖板与第一封装胶膜相对，第二盖板与第二封装胶膜相对；或者第一盖板与太阳能电池的一侧相对，第二盖板与太阳能电池的另一侧相对。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种改动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (19)
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
基底，所述基底具有第一表面，所述第一表面包括边缘区以及中心区，所述边缘区环绕所述中心区；所述边缘区齐平于或者低于所述中心区；
介质层，所述介质层位于所述中心区；
掺杂半导体层，所述掺杂半导体层位于所述介质层表面；
钝化层，所述钝化层覆盖所述边缘区以及所述掺杂半导体层的表面；
电极，所述电极位于所述中心区，所述电极贯穿所述钝化层的厚度与所述掺杂半导体层电接触。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述基底具有第一边界，所述中心区朝向所述边缘区的边界为第二边界，所述第一边界与所述第二边界相对，所述第二边界与所述第一边界之间的距离小于300um。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述边缘区具有绒面结构，所述钝化层覆盖所述绒面结构。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述绒面结构包括塔基结构、金字塔结构或者平台凸起结构。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述边缘区与所述中心区之间的高度差范围为1.5μm～15μm。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述绒面结构的顶部与所述中心区之间的高度差范围为1μm～14μm。
7.根据权利要求1～6任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述中心区包括交替排布的P区以及N区，所述P区与所述N区之间具有间隔区，所述掺杂半导体层包括位于所述P区上的第一掺杂半导体层以及位于所述N区上的第二掺杂半导体层，所述电极包括第一电极以及第二电极，所述第一电极与所述第一掺杂半导体层电接触，所述第二电极与所述第二掺杂半导体层电接触，所述钝化层还覆盖所述间隔区的基底表面。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述边缘区具有第一绒面结构，所述间隔区具有第二绒面结构，所述第一绒面结构的粗糙度大于或等于第二绒面结构的粗糙度。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述间隔区齐平于所述P区以及所述N区；或者，所述间隔区低于所述P区且所述间隔区低于所述N区。
10.根据权利要求1～6任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述基底还包括与所述第一表面相对设置的第二表面；还包括：发射极，所述发射极位于所述第二表面。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，部分数量所述电极还位于所述边缘区上，所述电极贯穿所述钝化层的厚度与所述边缘区电接触。
12.根据权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，部分数量的所述电极包括沿第一方向排布的第一部以及第二部，所述第一部位于所述中心区上，所述第二部位于所述边缘区上，所述第一方向为所述电极的排布方向。
13.根据权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂半导体层包括掺杂非晶硅层、掺杂多晶硅层、掺杂微晶硅层、掺杂碳化硅层或者掺杂晶硅层的至少一种。
14.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
提供基底，所述基底具有第一表面，所述第一表面包括边缘区以及中心区，所述边缘区环绕所述中心区；
形成介质层，所述介质层位于所述中心区以及所述边缘区；
形成掺杂半导体层，所述掺杂半导体层位于所述介质层表面；其中，在形成所述掺杂半导体层的同时，在所述基底的第二表面以及所述掺杂半导体层的表面形成掺杂硅玻璃层；
对所述掺杂硅玻璃层进行预处理，所述预处理用于去除所述边缘区上的所述掺杂硅玻璃层；
去除所述第二表面上的所述掺杂硅玻璃层以及所述中心区的所述掺杂硅玻璃层；
形成钝化层，所述钝化层覆盖所述边缘区以及所述掺杂半导体层的表面；
形成电极，所述电极位于所述中心区，所述电极贯穿所述钝化层的厚度与所述掺杂半导体层电接触。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述预处理的工艺步骤包括：去除所述边缘区的所述掺杂硅玻璃层的同时，还去除所述边缘区上的所述掺杂半导体层以及所述边缘区上的所述介质层。
16.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述预处理包括激光处理工艺。
17.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述中心区包括交替排布的P区以及N区，所述P区与所述N区之间具有间隔区，所述掺杂半导体层位于所述P区、N区以及间隔区；去除所述第二表面上的所述掺杂硅玻璃层以及所述中心区的所述掺杂硅玻璃层之后还包括：去除所述间隔区上以及第一区的掺杂半导体层，所述第一区为所述P区或N区的一者；在第一区的基底表面形成掺杂半导体膜，剩余的所述掺杂半导体层以及所述掺杂半导体膜分别作为第一掺杂半导体层以及第二掺杂半导体层。
18.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述中心区包括交替排布的P区以及N区，所述P区与所述N区之间具有间隔区，所述掺杂半导体层位于所述P区、N区以及所述间隔区；所述预处理的工艺步骤包括：去除所述边缘区上的所述掺杂硅玻璃层的同时，还去除所述间隔区上以及第一区的所述掺杂硅玻璃层，所述第一区为所述P区或N区的一者；在去除所述第二表面上的所述掺杂硅玻璃层以及所述中心区的所述掺杂硅玻璃层之后还包括：在所述第一区上形成掺杂半导体膜，剩余的所述掺杂半导体层以及所述掺杂半导体膜分别作为第一掺杂半导体层以及第二掺杂半导体层。
19.一种光伏组件，其特征在于，包括：
电池串，由多个如权利要求1至13中任一项所述的太阳能电池或者如权利要求14至18中任一项所述的制备方法所制备的太阳能电池连接而成；
封装胶膜，用于覆盖所述电池串的表面；
盖板，用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。
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