CN117712212A - 太阳能电池和太阳能电池的制造方法 - Google Patents

太阳能电池和太阳能电池的制造方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种太阳能电池和太阳能电池的制造方法。该太阳能电池包括：衬底，具有相对的正面和背面，背面具有在第一方向相邻上的第一区域和第二区域；第一电极区，设置在第一区域的下方；第二电极区，设置在第二区域的下方；以及悬臂结构，悬臂结构包括在第一方向上相接的本体部和延伸部，其中，本体部与第一电极区的背面接触，延伸部在第一方向上突出于第一电极区。本申请的太阳能电池和太阳能电池的制造方法可以显著降低或消除相邻电极之间的短路效应。

Description

太阳能电池和太阳能电池的制造方法
技术领域
本申请主要涉及光伏技术领域，具体地涉及一种太阳能电池和太阳能电池的制造方法。
背景技术
太阳能电池的类型主要包括钝化发射区背接触电池（Passivated Emitter andRear Contact ,PERC）、隧穿层钝化接触太阳能电池（Tunnel Oxide Passivated Contact, TOPCON）、异质结太阳能电池（Hetero-Junction with Intrinsic Thin Film , HIT） 和叉指背接触电池技术（Interdigitated Back Contact , IBC）等。其中，PERC电池作为当前市场中主流的太阳能电池类型，其量产效率已经接近理论极限。虽然随着太阳能电池技术的发展，太阳能电池的光电转换效率逐渐增加，但市场对更高光电转换效率的追求是永不止步的。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种太阳能电池和太阳能电池的制造方法，该太阳能电池和太阳能电池的制造方法可以显著降低或消除相邻电极之间的短路效应。
本申请提出一种太阳能电池，包括：衬底，具有相对的正面和背面，所述背面具有在第一方向相邻上的第一区域和第二区域；第一电极区，设置在所述第一区域的下方；第二电极区，设置在所述第二区域的下方；以及悬臂结构，所述悬臂结构包括在所述第一方向上相接的本体部和延伸部，其中，所述本体部与所述第一电极区的背面接触，所述延伸部在所述第一方向上突出于所述第一电极区。
在本申请的一实施例中，所述第一电极区包括隧穿层和第一掺杂层，所述隧穿层和所述第一掺杂层依次设置在所述第一区域的下方。
在本申请的一实施例中还包括位于所述第一区域和所述第二区域下方的第一钝化层和第二掺杂层，所述第一钝化层和所述第二掺杂层从所述第二区域延伸至所述悬臂结构的背面，其中，所述第二电极区包括形成在所述第二区域上的第一钝化层和第二掺杂层。
在本申请的一实施例中，所述第一钝化层和所述第二掺杂层连续地延伸至所述悬臂结构的背面。
在本申请的一实施例中，所述第一钝化层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述第一钝化层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大，所述第二掺杂层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述第二掺杂层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
在本申请的一实施例中，所述第一钝化层和所述第二掺杂层不连续地延伸至所述悬臂结构的背面，其中，所述第一钝化层和所述第二掺杂层在所述本体部与所述延伸部的交界处断开。
在本申请的一实施例中，所述第一钝化层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述第一钝化层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大，所述第二掺杂层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述第二掺杂层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
在本申请的一实施例中还包括透明导电层，所述透明导电层位于所述第二掺杂层的背面，其中，所述透明导电层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述透明导电层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
在本申请的一实施例中，所述延伸部的左端与位于所述延伸部右端的所述透明导电层之间的距离等于或大于200nm。
在本申请的一实施例中还包括第一栅线和第二栅线，其中，所述第一栅线通过接触孔与所述第一电极区电接触。
在本申请的一实施例中，所述第一栅线包括第二接触部和多个第一接触部，每个所述第一接触部位于对应的接触孔内，每个所述第一接触部的一端与所述第一电极区接触，另一端与所述第二接触部接触。
在本申请的一实施例中，每个所述第一接触部的宽度小于所述第二接触部的宽度。
本申请另一方面还提出一种太阳能电池的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底具有相对的正面和背面，所述背面具有在第一方向上相邻的第一区域和第二区域；在所述第一区域的下方形成第一电极区；在所述第二区域的下方形成第二电极区；以及形成悬臂结构，所述悬臂结构包括在所述第一方向上相接的本体部和延伸部，其中，所述本体部与所述第一电极区的背面接触，所述延伸部在所述第一方向上突出于所述第一电极区。
在本申请的一实施例中，所述第一电极区包括隧穿层和第一掺杂层，所述隧穿层和所述第一掺杂层依次设置在所述第一区域的下方。
在本申请的一实施例中，形成第一钝化层和第二掺杂层，所述第一钝化层和所述第二掺杂层从所述第二区域延伸至所述悬臂结构的背面，其中，所述第二电极区包括形成在所述第二区域上的第一钝化层和第二掺杂层。
在本申请的一实施例中，所述第一钝化层和所述第二掺杂层连续地延伸至所述悬臂结构的背面。
在本申请的一实施例中，所述第一钝化层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述第一钝化层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大，所述第二掺杂层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述第二掺杂层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
在本申请的一实施例中，所述第一钝化层和所述第二掺杂层不连续地延伸至所述悬臂结构的背面，其中，所述第一钝化层和所述第二掺杂层在所述本体部与所述延伸部的交界处断开。
在本申请的一实施例中，所述第一钝化层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述第一钝化层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大，所述第二掺杂层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述第二掺杂层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
在本申请的一实施例中，形成透明导电层，所述透明导电层位于所述第二掺杂层的背面，其中，所述透明导电层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述透明导电层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
在本申请的一实施例中，所述延伸部的左端与位于所述延伸部右端的所述透明导电层之间的距离等于或大于200nm。
在本申请的一实施例中，形成第一栅线和第二栅线，其中，所述第一栅线通过接触孔与所述第一电极区电接触。
在本申请的一实施例中，在形成透明导电层之后形成所述第一栅线，或在形成透明导电层之前形成所述第一栅线。
在本申请的一实施例中，所述第一栅线包括第二接触部和多个第一接触部，每个所述第一接触部位于对应的接触孔内，每个所述第一接触部的一端与所述第一电极区接触，另一端与所述第二接触部接触。
在本申请的一实施例中，每个所述第一接触部的宽度小于所述第二接触部的宽度。
本申请的太阳能电池和太阳能电池的制造方法中的悬臂结构可以显著降低或消除相邻电极之间的短路效应。
附图说明
为让本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本申请的具体实施方式作详细说明，其中：
图1是本申请一实施例的一种太阳能电池的局部俯视示意图；
图2是图1中的太阳能电池沿A-A线的剖视示意图；
图3是一实施例中图2中虚线矩形框的放大示意图；
图4是另一实施例中图2中虚线矩形框的放大示意图；
图5是图1中的太阳能电池沿B-B线的剖视示意图；
图6是一实施例中太阳能电池的剖视示意图；
图7是另一实施例中太阳能电池的剖视示意图；
图8是一实施例中太阳能电池的剖视示意图；
图9是本申请一实施例的一种太阳能电池的制造方法的流程示意图；
图10至图17是制造太阳能电池过程中的太阳能电池的剖视示意图。
附图标记：衬底110、正面111、背面112、第一区域112a、第二区域112b、第一扩散层120、悬臂结构130、本体部131、延伸部132、接触孔140、第二扩散层150、第一掺杂层160、隧穿层170、第一栅线180、第一接触部181、第二接触部182、第二栅线190、第一钝化层210、交界处220、第二掺杂层230、透明导电层240、第一隔离槽250、第二隔离槽260、网布270、第二钝化层280和减反射层290。
具体实施方式
为让本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本申请的具体实施方式作详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
接下来通过具体的实施例对本申请的太阳能电池和太阳能电池的制造方法进行说明。
图1是一实施例的太阳能电池的局部俯视示意图，图2是图1中的太阳能电池沿A-A线的剖视示意图。参考图1和图2所示，太阳能电池包括衬底110、第一电极区、第二电极区和悬臂结构130。
具体的，衬底110具有在第三方向D3（即衬底110的厚度方向）上相对的正面111和背面112。背面112具有在第一方向D1上相邻的第一区域112a和第二区域112b。在太阳能电池工作时，正面111朝向太阳。
衬底110经掺杂处理。掺杂处理后的衬底110可以是N型单晶硅，也可以是P型单晶硅。当衬底110为N型单晶硅时，掺杂元素可以是磷元素（P）和/或砷元素（As），当衬底110为P型单晶硅时，掺杂元素可以是硼元素（B）和/或镓元素（Ga）。
第一电极区位于第一区域112a的下方。第一电极区可以包括第一掺杂层160和隧穿层170。第一掺杂层160和隧穿层170均位于第一区域112a的下方，其中，第一掺杂层160位于隧穿层170的下方。
具体的，隧穿层170形成在第一区域112a，第一掺杂层160形成在隧穿层170远离衬底110的表面。隧穿层170可以选自氧化硅（SiOx）、氮氧化硅（SiOyNx）和氧化铝（Al2O3）中的一种过多种。隧穿层170的厚度等于或小于3nm，例如，1nm、1.5nm、2nm或2.5nm。在一些实施例中，隧穿层170中含有与衬底110和/或第一掺杂层160中掺杂元素相同的掺杂元素。
第一掺杂层160可以包括掺杂多晶硅，掺杂多晶硅中可含有氧元素（O）、碳元素（C）和氮元素（N）中的一种或多种。第一掺杂层160的掺杂类型可以与衬底110相同，也可以与衬底110相反。在一些实施例中，第一掺杂层160的厚度等于或大于20nm，且等于或小于600nm，例如，50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm或550nm。第一掺杂层160对太阳能电池具有钝化作用。
在一些实施例中，第一电极区还包括第二扩散层150。第二扩散层150直接形成在第一区域112a上。第二扩散层150可以包括晶体硅（例如单晶硅和/或多晶硅），第二扩散层150的掺杂类型与衬底110相同或相反。本申请不对第二扩散层150的掺杂浓度做限制。第二扩散层150的掺杂浓度可以等于或小于第一掺杂层160的掺杂浓度，第二扩散层150的掺杂浓度也可以大于第一掺杂层160的掺杂浓度，第二扩散层150的掺杂浓度还可以大于衬底110的掺杂浓度。第二扩散层150可以是在形成第一掺杂层160的步骤中，通过第一掺杂层160中的掺杂元素扩散到衬底110中形成。
在太阳能电池具有第二扩散层150的情形下，隧穿层170和第一掺杂层160依次堆叠在第二扩散层150在第三方向D3上远离衬底110的表面。
第二电极区位于第二区域112b的下方。具体的，第一钝化层210和第二掺杂层230依次设置在第一区域112a和第二区域112b下方，第一钝化层210和第二掺杂层230均从第二区域112b延伸至悬臂结构130的背面。位于第二区域112b下方的第一钝化层210直接形成在第二区域112b上，且延伸至悬臂结构130的背面，第二掺杂层230形成在第一钝化层210远离衬底110的表面。在一些实施例中，太阳能电池可以不包括第一钝化层210，在这种情况下，位于第二区域112b下方的第二掺杂层230直接形成在第二区域112b上，且延伸至悬臂结构130的背面。第二电极区包括形成在第二区域112b上的第一钝化层210和第二掺杂层230。
参考图2所述，悬臂结构130包括在第一方向D1上相接触的本体部131和延伸部132，本体部131与第一电极区的背面接触，延伸部132在第一方向D1上突出于第一电极区。图3是图2中虚线矩形框的放大示意图。参考图2和图3所示，本体部131位于交界处220的左侧，延伸部132位于交界处220的右侧。本体部131直接形成在第一掺杂层160远离衬底110的表面，延伸部132的左端与本体部131的右端在交界处220接触，延伸部132的右端沿第一方向D1向右延伸并突出于第一掺杂层160，延伸部132在第一方向D1上的尺寸为L1，可以根据实际情况设置L1的大小。第一方向D1上，延伸部132在突出于第一掺杂层160，在第三方向D3上，在延伸部132与第一电极区之间形成空间S。如此，延伸部132悬空设置。
悬臂结构130的材质可包括氧化硅、氮化硅（SiN）和氮氧化硅中的一种或多种。优选的，悬臂结构130的材质为绝缘材料。悬臂结构130中可含有与第一掺杂层160中掺杂元素相同的掺杂元素，悬臂结构130中的该些掺杂元素可以是通过特定工艺有意掺入，也可以由第一掺杂层160中的掺杂元素扩散进入到悬臂结构130中。
参考图2和图3所示，第一钝化层210和第二掺杂层230连续地延伸至本体部131的背面。第一钝化层210位于第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160侧面的部分的厚度在靠近延伸部132的方向上逐渐减小，第一钝化层210位于延伸部132上方的部分的厚度在远离本体部131的方向（即第一方向D1）上逐渐增大。类似的，第二掺杂层230位于第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160侧面的部分的厚度在靠近延伸部132的方向上逐渐减小，第二掺杂层230位于延伸部132上方的部分的厚度在远离本体部131的方向（即第一方向D1）上逐渐增大。与第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160侧面接触的第一钝化层210的厚度和第二掺杂层230的厚度逐渐减小，这使得第一钝化层210与第一电极区接触的部分，以及第二掺杂层230与第一电极区接触的部分的导电性较差，进而可以显著降低第一钝化层210与第一电极区之间的短路效应，以及第二掺杂层230与第一电极区之间的短路效应。第一钝化层210和第二掺杂层230厚度变化的原因如下。在形成第一钝化层210和第二掺杂层230的过程中，延伸部132具有遮挡作用，从而使得位于被遮挡区域的第一钝化层210和第二掺杂层230厚度变化。
可以通过增大L1来减小第一钝化层210和第二掺杂层230位于第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160侧面的部分的厚度，以及减小第一钝化层210和第二掺杂层230位于延伸部132上方的部分的厚度。
在一实施例中，第一钝化层210可以是本征非晶硅，本征非晶硅中可含有氧元素、碳元素和氮元素中的一种或多种，该些元素有利于提高第一钝化层210的钝化效果，同时能够减小光学吸收损失。第一钝化层210的厚度可以是3nm~15nm中的任一厚度，例如，5nm、7nm、9nm、11nm或13nm。
第二掺杂层230可以是掺杂非晶硅和/或微晶硅，掺杂非晶硅和微晶硅中可含有氧元素、碳元素和氮元素中的一种过多种。第二掺杂层230的厚度可以是3nm~60nm范围内的任一数值，例如，10nm、20nm、30nm、40nm或50nm。第二掺杂层230的掺杂类型与第一掺杂层160的掺杂类型相反。
在一实施例中，太阳能电池还包括透明导电层240。透明导电层240位于第二掺杂层230的背面，透明导电层240位于第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160侧面的部分的厚度在靠近延伸部132的方向上逐渐减小，透明导电层240位于延伸部132上方的部分的厚度在远离本体部131的方向（即第一方向D1）上逐渐增大。与第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160侧面接触的透明导电层240的厚度逐渐减小，这使得透明导电层240与第一电极区接触的部分的导电性较差，进而可以显著降低透明导电层240与第一电极区之间的短路效应。透明导电层240厚度变化的原因如下。在形成透明导电层240的过程中，延伸部132具有遮挡作用，从而使得位于被遮挡区域的透明导电层240厚度变化。
可以通过增大L1来减小透明导电层240位于第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160侧面的部分的厚度，以及减小透明导电层240位于延伸部132上方的部分的厚度。
透明导电层240可以选自氧化锌（ZnO）、氧化铟（InO）和氧化锡（SnO）中的一种或多种，透明导电层240可含有镓元素（Ga）、锡元素（Sn）、钼元素（Mo）、铈元素（Ce）、氟元素（F）、钨元素（W）和铝元素（Al）中的一种或多种。
图4是另一实施例中图2中虚线矩形框的放大示意图。参考图2至图4所示，与图3中的第一钝化层210和第二掺杂层230类似，在图4中，第一钝化层210位于第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160侧面的部分的厚度在靠近延伸部132的方向上逐渐减小，第一钝化层210位于延伸部132上方的部分的厚度在远离本体部131的方向（即第一方向D1）上逐渐增大。类似的，第二掺杂层230位于第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160侧面的部分的厚度在靠近延伸部132的方向上逐渐减小，第二掺杂层230位于延伸部132上方的部分的厚度在远离本体部131的方向（即第一方向D1）上逐渐增大。
图4与图3的包括：第一钝化层210和第二掺杂层230不连续地延伸至悬臂结构130的背面，第一钝化层210在本体部131与延伸部132的交界处220断开，第二掺杂层230也在本体部131与延伸部132的交界处220断开。不连续的第一钝化层210可以消除第一钝化层210与第一电极区之间的短路效应，不连续的第二掺杂层230可以消除第二掺杂层230与第一电极区之间的短路效应。
图4的实施例可以包括透明导电层240。透明导电层240位于第二掺杂层230的背面，透明导电层240位于第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160侧面的部分的厚度在靠近延伸部132的方向上逐渐减小，透明导电层240位于延伸部132上方的部分的厚度在远离本体部131的方向（即第一方向D1）上逐渐增大。透明导电层240在本体部131与延伸部132的交界处220断开，不连续的透明导电层240可以消除透明导电层240与第一电极区之间的短路效应，
参考图3所示，在一实施例中，延伸部132的左端与位于延伸部132右端的透明导电层240之间的距离L2等于或大于200nm，例如，400nm、600nm、800nm、1000nm或1200nm。
图5是图1中的太阳能电池沿B-B线的剖视示意图。参考图1、图2和图5所示，在一实施例中，太阳能电池具有第一栅线180和第二栅线190。第一栅线180与第一电极区电连接，第二栅线190与第二电极区电连接。具体的，多个在第二方形D2上间隔排列的接触孔140贯穿透明导电层240、第二掺杂层230、第一钝化层210和悬臂结构130，接触孔140暴露出第一掺杂层160，至少一部分的第一栅线180位于接触孔140内。可以理解，图1中无法观察到接触孔140，图1中的接触孔140是用于示意出接触孔140的位置。
接触孔140可以不深入到第一掺杂层160的内部，即接触孔140暴露出第一掺杂层160远离衬底110的表面。接触孔140也可以深入到第一掺杂层160的内部，即接触孔140暴露出第一掺杂层160的内部。接触孔140深入到第一掺杂层160内部可以增大形成接触孔140的工艺窗口。
参考图2和图5所示，在一实施例中，第一栅线180包括第二接触部182和多个第一接触部181。第一接触部181位于对应的接触孔140内，第二接触部182位于接触孔140外。每个第一接触部181的一端与第一掺杂层160接触，另一端与第二接触部182接触。第一接触部181的宽度（图2中第一接触部181在第一方向D1上的尺寸）小于第二接触部182的宽度（图2中第二接触部182在第一方向D1上的尺寸）。为方便理解，图5未示出左侧接触孔140内的第一栅线180。
第一栅线180与第一掺杂层160的接触处会引入金属-半导体复合损失（J0,metal），从而导致太阳能电池的效率降低。第一栅线180通过接触孔140与第一掺杂层160接触可以降低第一栅线180与第一掺杂层160之间的接触面积，从而减少金属-半导体复合损失，进而提高太阳能电池的效率。
参考图2和图5所示，在一实施例中，透明导电层240还形成在接触孔140的侧壁和底面，位于接触孔140内的第一栅线180通过接触孔140内的透明导电层240与第一掺杂层160电连接。在另外一些实施例中，接触孔140的侧壁和底面上没有透明导电层240，位于接触孔140内的第一栅线180直接与接触孔140的侧壁和底面接触。
参考图1和图2所示，参考图2所示，在一实施例中，太阳能电池还包括第一隔离槽250和第二隔离槽260。第一隔离槽250和第二隔离槽260沿第一方向D1设置在第一栅线180的两侧，且第一隔离槽250和第二隔离槽260均贯穿位于第一区域112a下方的透明导电层240、第二掺杂层230和第一钝化层210。第一隔离槽250和第二隔离槽260能够隔断透明导电层240、第二掺杂层230和第一钝化层210，从而实现对第一栅线180与相邻第二栅线190之间的电隔离，避免透明导电层240、第二掺杂层230和第一钝化层210连接第一栅线180与第二栅线190而导致太阳能电池相邻两极之间短路。在其他一些实施例中，第一隔离槽250和第二隔离槽260可以沿第三方向D3深入到第一掺杂层160内部，且不贯穿第一掺杂层160。第一隔离槽250和第二隔离槽260还可以仅贯穿透明导电层240。
如前文所述，与第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160侧面接触的第一钝化层210的厚度和第二掺杂层230的厚度逐渐减小可以显著降低短路效应。在这种情况下，如图6、图7和图8所述，不设置图2中的第一隔离槽250和第二隔离槽260也能够避免相邻两极之间短路，如此节省了形成第一隔离槽250和第二隔离槽260的工艺步骤。
参考图7所示的另一实施例中太阳能电池的剖视示意图。图7中的悬臂结构为折断的悬臂结构。具体的，延伸部132在第一方向D1上远离本体部131的一部分被折断，断裂处位于交界处220的右侧。折断的悬臂结构在物理上断开了第一钝化层210、第二掺杂层230和透明导电层240，从而有助于防止两极之间短路。太阳能电池中的悬臂结构的数量大于1个，可以是其中的一部分悬臂结构被折断。
参考图8所示，这里给出一种折断延伸部132的方法。在印刷第一栅线180和第二栅线190的过程中，刮刀刮过延伸部132时，网布270压断延伸部132。
参考图2所示，在一实施例中，太阳能电池还包括第一扩散层120。第一扩散层120位于衬底110的上方。第一扩散层120可以是晶体硅，第一扩散层120的掺杂类型可以与衬底110相同，也可以与衬底110相反。第一扩散层120的掺杂浓度等于或大于衬底110的掺杂浓度。第一扩散层120的厚度可以是10nm~1500nm范围内的任意数值。
在一实施例中，太阳能电池还包括第二钝化层280和减反射层290。第二钝化层280和减反射层290依次设置在第一扩散层120沿第三方向D3远离衬底110的表面。第二钝化层280可以选自本征非晶硅、含有氧元素、碳元素和氮元素中一种或多种元素的非晶硅、氧化硅、氮氧化硅或氧化铝。第二钝化层280具有钝化作用，能够提高太阳能电池的效率。在一实施例中，第二钝化层280的厚度等于或大于1.5nm。减反射层290可以选择氧化硅、氮氧化硅等介电材料。减反射层290的厚度等于或大于40nm。减反射层290可以增大太阳能电池对入射光的吸收，从而提高太阳能电池对入射光的利用率。
在一些实施例中，太阳能电池100可以不具有第一扩散层120，第二钝化层280直接形成在衬底110的正面。
本申请还提出一种太阳能电池的制造方法，参考图9所示的一实施例的太阳能电池的制造方法的流程示意图，该实施例包括如下步骤：
步骤S310：提供衬底，衬底具有相对的正面和背面，背面具有在第一方向上相邻的第一区域和第二区域；
步骤S320：在第一区域的下方形成第一电极区；
步骤S330：在第二区域的下方形成第二电极区；
步骤S340：形成悬臂结构，悬臂结构包括在第一方向上相接的本体部和延伸部，本体部与第一电极区的背面接触，延伸部在第一方向上突出于第一电极区。
图10至图17是制造太阳能电池过程中的太阳能电池的剖视示意图。结合图10至图17所示，对步骤S310至步骤S340进行说明。
参考图10所示，在步骤S310中，提供衬底110，衬底110具有相对的正面111和背面112，背面112具有在第一方向D1上相邻的第一区域112a和第二区域112b。
参考图8至图13所示，在步骤S320中，在第一区域112a下方形成第一电极区。第一电极区包括隧穿层170和第一掺杂层160。在一些实施例中，第一电极区还包括第二扩散层150，第二扩散层150直接形成在第一区域112a，隧穿层170和第一掺杂层160依次堆叠在第二扩散层150远离衬底110的表面。
参考图10至图12所示，在衬底110的正面111上形成第一扩散层120，在背面112上依次形成初始第二扩散层150-1、初始隧穿层170-1、初始第一掺杂层160-1和初始悬臂结构130-1。
如图12和图13所示，在一些实施例中，可以不形成第一扩散层120，或在形成第一扩散层120后去除第一扩散层120。在一些实施例中，可以不形成初始第二扩散层150-1，在这种情况下，隧穿层170直接形成在第一区域112a，第一掺杂层160形成在隧穿层170远离衬底110的表面。
接着，参考图12和图13所示，去除第二区域112b处的初始第二扩散层150-1、初始隧穿层170-1、初始第一掺杂层160-1和初始悬臂结构130-1，保留第一区域112a处的初始第二扩散层150-1、初始隧穿层170-1、初始第一掺杂层160-1和初始悬臂结构130-1，保留的初始第二扩散层150-1、初始隧穿层170-1、初始第一掺杂层160-1和初始悬臂结构130-1分别成为第二扩散层150、隧穿层170、第一掺杂层160和悬臂结构130。
参考图13和图14所示，在步骤S330中，在第二区域112b的下方形成第二电极区。具体的，在第二区域112b的下方依次形成第一钝化层210和第二掺杂层230，第一钝化层210和第二掺杂层230延伸至悬臂结构130的背面，其中，位于第二区域112b下方的第一钝化层210直接形成在第二区域112b上，位于第二区域112b下方的第二掺杂层230直接形成在第一钝化层210远离衬底110的表面。第二电极区包括形成在第二区域112b上的第一钝化层210和第二掺杂层230。在另外一些实施例中，太阳能电池可以不具有第一钝化层210，第二掺杂层230直接形成在第二区域112b，且延伸至悬臂结构130的背面。
参考图2和图3所示，在一实施例中，第一钝化层210和第二掺杂层230连续地延伸至悬臂结构130的背面。第一钝化层210位于第一电极区侧面的部分的厚度在靠近延伸部132的方向上逐渐减小，第一钝化层210位于延伸部132上方的部分的厚度在远离本体部131的方向上逐渐增大。第二掺杂层230位于第一电极区侧面的部分的厚度在靠近延伸部132的方向上逐渐减小，第二掺杂层230位于延伸部上方的部分的厚度在远离本体部131的方向上逐渐增大。
参考图2和图4所示，在另一实施例中，第一钝化层210和第二掺杂层230不连续地延伸至悬臂结构130的背面，第一钝化层210和第二掺杂层230在本体部131与延伸部132的交界处220断开。第一钝化层210位于第一电极区侧面的部分的厚度在靠近延伸部132的方向上逐渐减小，第一钝化层210位于延伸部132上方的部分的厚度在远离本体部131的方向上逐渐增大。第二掺杂层230位于第一电极区侧面的部分的厚度在靠近延伸部132的方向上逐渐减小，第二掺杂层230位于延伸部132上方的部分的厚度在远离本体部131的方向上逐渐增大。有关第一钝化层210和第二掺杂层230厚度变化的其他说明请参考前文相关说明，在此不再展开。
参考图2、图12和图13所示，在步骤S340中，在第一区域112a的下方形成悬臂结构130。悬臂结构130包括在第一方向D1上相接的本体部131和延伸部132，本体部131与第一电极区的背面接触，延伸部132在第一方向D1上突出于第一电极区。
形成悬臂结构130的方法包括：在第二区域112b形成金字塔绒面形貌的过程中，化学试剂对不同材料的刻蚀速率不同，这使得化学试剂对初始第二扩散层150-1、初始隧穿层170-1和初始第一掺杂层160-1的刻蚀量大于对初始悬臂结构130-1的刻蚀量，从而形成在第一方向D1上突出于第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160的延伸部132。有关悬臂结构的其他说明请参考前文，在此不再展开。
参考图15至图17所示，形成第一栅线180和第二栅线190。具体的，参考图15所示，形成贯穿第一钝化层210、第二掺杂层230和悬臂结构130的接触孔140，接触孔140暴露出第一掺杂层160。参考图15和图16所示，在第二掺杂层230远离衬底110的表面上形成透明导电层240，透明导电层240覆盖接触孔140的侧壁和底面。参考图16和图17所示，在接触孔140内形成第一栅线180，在第一栅线180与接触孔140的底面，以及在第一栅线180与接触孔140的侧壁之间形成有透明导电层240。在另外一些实施例中，在形成第一栅线180后形成接触孔140，在接触孔140内形成第一栅线180，在这种情况下，接触孔140的侧壁和底面上没有覆盖透明导电层240，第一栅线180直接与接触孔140的侧壁和底面接触。
参考图2和图5所示，第一栅线180包括第二接触部182和多个第一接触部181，每个第一接触部181位于对应的接触孔140内，每个第一接触部181的一端与第一掺杂层160电接触，另一端与第二接触部182电接触。在一实施例中，每个第一接触部181的宽度（图2中第一接触部181在第一方向D1上的尺寸）小于第二接触部182的宽度（图2中第二接触部182在第一方向D1上的尺寸）。
参考图3所示，透明导电层240位于第一电极区侧面的部分的厚度在靠近延伸部132的方向上逐渐减小，透明导电层240位于延伸部132上方的部分的厚度在远离本体部131的方向上逐渐增大。如图3所示，透明导电层240可以连续地从第二区域112b延伸至第一区域112a。如图4所示，透明导电层240也可以不连续地从第二区域112b延伸至第一区域112a，即透明导电层240在交界处220断开。
如图3所示，延伸部132的左端与位于延伸部132右端的透明导电层240之间的距离L2等于或大于200nm，例如，400nm、600nm、800nm、1000nm或1200nm。参考图17所示，在一实施例中，第二区域处的金字塔绒面形貌与第二扩散层150在第三方向D3上间隔的最大距离为H1，H1等于或大于0.2μm，例如0.5μm、1μm或1.5μm。结合图2所示，在另外一些实施例中，H1等于或大于第二扩散层150、隧穿层170和第一掺杂层160的厚度之和。结合图3和图17所述，可以通过增大H1来增大L1。
在一实施例中，参考图17所示，形成第一隔离槽250和第二隔离槽260。第一隔离槽250和第二隔离槽260位于第一栅线180的两侧，且均贯穿透明导电层240、第二掺杂层230和第一钝化层210。
在一实施例中，在衬底110的上方依次形成第二钝化层280和减反射层290。
有关本申请的制造方法的其他细节请参考前文对太阳能电池的说明，在此不再展开。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述申请披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

Claims (23)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
衬底，具有相对的正面和背面，所述背面具有在第一方向相邻上的第一区域和第二区域；
第一电极区，设置在所述第一区域的下方；
第二电极区，设置在所述第二区域的下方；
悬臂结构，包括在所述第一方向上相接的本体部和延伸部，其中，所述本体部与所述第一电极区的背面接触，所述延伸部在所述第一方向上突出于所述第一电极区；以及
第一钝化层和第二掺杂层，位于所述第一区域和所述第二区域的下方，所述第一钝化层和所述第二掺杂层从所述第二区域延伸至所述悬臂结构的背面，所述第二电极区包括形成在所述第二区域上的第一钝化层和第二掺杂层，所述第一钝化层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述第二掺杂层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一电极区包括隧穿层和第一掺杂层，所述隧穿层和所述第一掺杂层依次设置在所述第一区域的下方。
3.如权利要求1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掺杂层连续地延伸至所述悬臂结构的背面。
4.如权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大，所述第二掺杂层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
5.如权利要求1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掺杂层不连续地延伸至所述悬臂结构的背面，其中，所述第一钝化层和所述第二掺杂层在所述本体部与所述延伸部的交界处断开。
6.如权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大，所述第二掺杂层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
7.如权利要求4或6所述的太阳能电池，其特征在于还包括透明导电层，所述透明导电层位于所述第二掺杂层的背面，其中，所述透明导电层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述透明导电层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
8.如权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述延伸部的左端与位于所述延伸部右端的所述透明导电层之间的距离等于或大于200nm。
9.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于还包括第一栅线和第二栅线，其中，所述第一栅线通过接触孔与所述第一电极区电接触。
10.如权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一栅线包括第二接触部和多个第一接触部，每个所述第一接触部位于对应的接触孔内，每个所述第一接触部的一端与所述第一电极区接触，另一端与所述第二接触部接触。
11.如权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，每个所述第一接触部的宽度小于所述第二接触部的宽度。
12.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
提供衬底，所述衬底具有相对的正面和背面，所述背面具有在第一方向上相邻的第一区域和第二区域；
在所述第一区域的下方形成第一电极区；
在所述第二区域的下方形成第二电极区；
形成悬臂结构，所述悬臂结构包括在所述第一方向上相接的本体部和延伸部，其中，所述本体部与所述第一电极区的背面接触，所述延伸部在所述第一方向上突出于所述第一电极区；以及
形成第一钝化层和第二掺杂层，所述第一钝化层和所述第二掺杂层从所述第二区域延伸至所述悬臂结构的背面，其中，所述第二电极区包括形成在所述第二区域上的第一钝化层和第二掺杂层，所述第一钝化层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述第二掺杂层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小。
13.如权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第一电极区包括隧穿层和第一掺杂层，所述隧穿层和所述第一掺杂层依次设置在所述第一区域的下方。
14.如权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第一钝化层和所述第二掺杂层连续地延伸至所述悬臂结构的背面。
15.如权利要求14所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第一钝化层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大，所述第二掺杂层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
16.如权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第一钝化层和所述第二掺杂层不连续地延伸至所述悬臂结构的背面，其中，所述第一钝化层和所述第二掺杂层在所述本体部与所述延伸部的交界处断开。
17.如权利要求16所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第一钝化层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大，所述第二掺杂层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
18.如权利要求15或17所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，形成透明导电层，所述透明导电层位于所述第二掺杂层的背面，其中，所述透明导电层位于所述第一电极区侧面的部分的厚度在靠近所述延伸部的方向上逐渐减小，所述透明导电层位于所述延伸部上方的部分的厚度在远离所述本体部的方向上逐渐增大。
19.如权利要求18所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述延伸部的左端与位于所述延伸部右端的所述透明导电层之间的距离等于或大于200nm。
20.如权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，形成第一栅线和第二栅线，其中，所述第一栅线通过接触孔与所述第一电极区电接触。
21.如权利要求20所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，在形成透明导电层之后形成所述第一栅线，或在形成透明导电层之前形成所述第一栅线。
22.如权利要求20所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第一栅线包括第二接触部和多个第一接触部，每个所述第一接触部位于对应的接触孔内，每个所述第一接触部的一端与所述第一电极区接触，另一端与所述第二接触部接触。
23.如权利要求22所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，每个所述第一接触部的宽度小于所述第二接触部的宽度。
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