CN217881546U - 具有选择性发射极的钝化接触太阳电池及组件和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳电池技术领域，公开一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池及组件和系统。该钝化接触太阳电池，包括晶硅衬底，晶硅衬底的背面依次叠设有背面隧穿氧化层、背面磷掺杂多晶硅层和钝化层，背面磷掺杂多晶硅层接触有背面金属电极；晶硅衬底的正面依次叠设有硼掺杂发射极、正面隧穿氧化层和钝化减反层，正面隧穿氧化层与钝化减反层之间交替布置有硼掺杂的重掺杂多晶硅层和末态轻掺杂多晶硅层，重掺杂多晶硅层接触有正面金属电极；末态轻掺杂多晶硅层与重掺杂多晶硅层的厚度之比为0.05～0.3：1。该钝化接触太阳电池既能保证其优越钝化特性，又不会出现明显的寄生光吸收损耗，使接触电阻最优化，避免了晶硅衬底损伤。

Description

具有选择性发射极的钝化接触太阳电池及组件和系统

技术领域

本实用新型涉及钝化接触太阳电池技术领域，具体涉及一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池及组件和系统。

背景技术

晶硅太阳电池中，由于费米能级钉扎现象导致的肖特基势垒高度过高，在金属电极与低掺杂硅界面容易出现严重的载流子复合，并伴随着过高的接触电阻，这些问题一直阻碍着晶硅太阳电池转换效率的提高。解决这类问题的一种可行方法是在金属/硅界面中应用薄界面层或叠层，以实现出色的界面钝化和欧姆接触。其中，转换效率超过26％的太阳电池主要是通过在金属/硅界面中应用掺杂的非晶硅和本征非晶硅、以及隧穿氧化和钝化接触来实现的。尽管非晶硅和多晶硅在太阳电池背面接触钝化中得到了成功的应用，但是，非晶硅和多晶硅存在寄生光吸收损耗，如果直接将背面的TOPCon结构(也即接触钝化结构，通常为隧穿氧化层和掺杂多晶硅层)运用到电池的正面，多晶硅本身存在的寄生光吸收损耗容易阻碍电池转换效率的提升，再加上透明导电氧化物和低温银浆的要求，这些均是实现工业硅太阳电池正面接触钝化的主要障碍之一。

满足上述透明导电氧化物和低温银浆的要求的另一种有前景且与工业相关的策略是使用选择性发射极(SE)，其特征是在非金属接触区域形成低掺杂的发射极，而在金属接触区域的金属电极下方形成高掺杂的发射极。激光选择性发射极技术虽然在p型钝化发射极与背面电池(PERC)中得到了广泛应用，但在n型TOPCon太阳电池中迟迟得不到商业化推广。其主要原因在于硼原子与磷原子的特性不同：在液态晶硅中，硼原子扩散系数仅为1.2×10^-8m²/s，而磷原子扩散系数高达5.7×10^-8m²/s；而且，硼原子在氧化硅中的溶解度高于在晶体硅中的溶解度，而磷原子在晶硅体中的溶解度更高；因此导致硼原子在晶体硅中的扩散难度更大。采用高能量密度的激光进行选择性掺杂，虽然能在晶硅衬底中得到较好的硼掺杂结型，但是激光带来的晶硅衬底的体区和表面的损伤更大，导致载流子复合增大，极大降低了太阳电池的短路电流密度；而激光能量密度的降低又往往难以在晶硅衬底中得到合适的硼掺杂结型。

现有技术，如公开号CN111725359A提供的一种钝化接触太阳能电池的制备方法，其在晶体硅基体正面依次形成正面发射极、正面隧穿氧化层和正面非晶硅层；对晶体硅基体的正面非晶硅层用激光器进行图形化扫描，使得被激光器扫描区域的正面非晶硅层完成晶化，形成正面掺杂多晶硅层；然后，通过刻蚀清洗来去除未被激光器扫描区域的正面非晶硅层和正面隧穿氧化层；在晶体硅基体的背面依次沉积背面隧穿氧化层和背面非晶硅层，并对背面非晶硅层进行掺杂，使背面非晶硅层完成晶化，形成背面掺杂多晶硅层。这种制备方法及其所得的钝化接触太阳能电池，存在以下缺陷：(1)其是利用激光的热效应来使被激光器扫描过的正面非晶硅层区域完成晶化，进而形成正面掺杂多晶硅层的，而采用激光热效应进行晶化容易对多晶硅层甚至晶体硅基体的体区和表面带来损伤，导致载流子复合增大；(2)而且，由于正面隧穿氧化层很薄，所以，在刻蚀清洗去除未被激光器扫描区域的正面非晶硅层和正面隧穿氧化层的过程中，刻蚀清洗液(如碱液)会对晶体硅基体的体区和表面带来极大损伤，进一步导致载流子复合增大，从而会极大降低太阳电池的短路电流密度，大大降低短路电流，进而影响电池转换效率的提升； (3)另外，刻蚀清洗后，申请人发现：该太阳能电池正面的未被激光器扫描区域(也即非金属接触区域)没有了钝化接触结构，虽然能降低电池正面的多晶硅带来的寄生光吸收损耗，有助于提升短路电流，但非金属接触区域的钝化接触结构完全去除后，会大大影响电池正面的钝化性能，极大降低电池的开路电压，进一步影响电池转换效率的提升。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池及组件和系统，以在保证TOPCon结构优越钝化特性的同时，又不会出现明显的寄生光吸收损耗，能实现接触电阻的最优化，并能有效避免晶硅衬底损伤。

基于此，本实用新型公开了一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池，包括晶硅衬底，所述晶硅衬底的背面依次叠设有背面隧穿氧化层、背面磷掺杂多晶硅层和钝化层，所述背面磷掺杂多晶硅层接触有一端延伸至钝化层外的背面金属电极；所述晶硅衬底的正面依次叠设有硼掺杂发射极、正面隧穿氧化层和钝化减反层，所述正面隧穿氧化层与钝化减反层之间交替布置有硼掺杂的重掺杂多晶硅层和末态轻掺杂多晶硅层，重掺杂多晶硅层接触有一端延伸至钝化减反层外的正面金属电极；所述末态轻掺杂多晶硅层与重掺杂多晶硅层的厚度之比为0.05～0.3：1。

优选地，所述末态轻掺杂多晶硅层的厚度为5～30nm；所述重掺杂多晶硅层和背面磷掺杂多晶硅层的厚度为50～200nm。

优选地，所述正面隧穿氧化层和背面隧穿氧化层的厚度为0.5～2nm。

优选地，所述硼掺杂发射极的掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3～1×10¹⁹cm^-3、结深为0.2～1μm。

优选地，所述重掺杂多晶硅层的掺杂浓度为5×10¹⁹cm^-3～5×10²⁰cm^-3，末态轻掺杂多晶硅层的掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3～2×10²⁰cm^-3。

进一步优选地，所述硼掺杂发射极的掺杂浓度小于末态轻掺杂多晶硅层的掺杂浓度，且末态轻掺杂多晶硅层的掺杂浓度小于重掺杂多晶硅层的掺杂浓度。

优选地，所述晶硅衬底的正面为呈金字塔状的绒面，晶硅衬底的背面为平坦的表面。

优选地，所述钝化减反层为氧化铝与氮化硅的叠层结构或氮化硅，所述钝化层为氧化硅与氮化硅的叠层结构或氮化硅；

所述正面金属电极为铝电极或银铝电极，所述背面金属电极为银电极。

本实用新型还公开了一种光伏组件，包括由上至下依次设置的前板、正面封装层、电池、背面封装层和背板，所述电池是本实用新型内容上述的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池。

本实用新型还公开了一种光伏系统，包括一个或一个以上的光伏组件，所述光伏组件是本实用新型内容上述的一种光伏组件。

与现有技术相比，本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型中，在太阳电池的背面采用钝化接触结构(即背面的TOPCon结构，具体为背面隧穿氧化层和背面磷掺杂多晶硅层)的基础上，在太阳电池的正面采用硼掺杂TOPCon结构与选择性发射极相结合的技术，把重掺杂区域从晶硅衬底中剥离开来，也即重掺杂多晶硅层不直接接触晶硅衬底，有效避免如重掺杂的过程对晶硅衬底造成损伤而对接触电阻带来不利影响；进一步，在金属接触区域和非金属接触区域通过采用不同厚度的多晶硅(即，相比金属接触区域的重掺杂多晶硅层，非金属接触区域的末态轻掺杂多晶硅层的厚度偏薄)，使非金属接触区域仍然保留有正面TOPCon结构(即正面隧穿氧化层和末态轻掺杂多晶硅层)，且末态轻掺杂多晶硅层与重掺杂多晶硅层的厚度之比控制在0.05～0.3：1；如此，既实现了整个电池正面优越的界面钝化，又没有明显的光子寄生吸收造成的载流子损失，实现了金属接触电阻的最优化。因此，本实用新型的钝化接触太阳电池能有效改善电池的开路电压和短路电流，提升电池的转换效率。

附图说明

图1为实施例1的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池的晶硅衬底经步骤1后的截面结构示意图。

图2为实施例1的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池的晶硅衬底经步骤2后的截面结构示意图。

图3为实施例1的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池的晶硅衬底经步骤3后的截面结构示意图。

图4为实施例1的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池的晶硅衬底经步骤4后的截面结构示意图。

图5为实施例1的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池的晶硅衬底经步骤5后的截面结构示意图。

图6为实施例1的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池的晶硅衬底经步骤6后的截面结构示意图。

图7为实施例1的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池的晶硅衬底经步骤7后的截面结构示意图。

图8为本实用新型的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池的截面结构示意图。

附图标号说明：晶硅衬底1，硼掺杂发射极2，正面隧穿氧化层3，初态轻掺杂多晶硅层4；末态轻掺杂多晶硅层41；重掺杂多晶硅层5，钝化减反层6，背面隧穿氧化层7，背面磷掺杂多晶硅层8，钝化层9，背面金属电极10，正面金属电极11。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池，参见图8，包括晶硅衬底1，所述晶硅衬底1的背面依次叠设有背面隧穿氧化层7、背面磷掺杂多晶硅层8和钝化层9，所述背面磷掺杂多晶硅层8接触有一端延伸至钝化层9外的背面金属电极10，所述晶硅衬底1的正面依次叠设有硼掺杂发射极2、正面隧穿氧化层3和钝化减反层6，正面隧穿氧化层3与钝化减反层6之间交替布置有重掺杂多晶硅层5和末态轻掺杂多晶硅层41，且重掺杂多晶硅层5接触有一端延伸至钝化减反层6外的正面金属电极11；其中，末态轻掺杂多晶硅层41的厚度小于重掺杂多晶硅层5的厚度，优选为，末态轻掺杂多晶硅层 41与重掺杂多晶硅层5的厚度之比为0.05～0.3：1。

其中，重掺杂多晶硅层5和末态轻掺杂多晶硅层41均为硼掺杂的多晶硅层；硼掺杂发射极2的掺杂浓度小于末态轻掺杂多晶硅层41的掺杂浓度，且末态轻掺杂多晶硅层41 的掺杂浓度小于重掺杂多晶硅层5的掺杂浓度，以优化电池结构，确保电池效率。

本实施例的上述钝化接触太阳电池采用以下制备方法制得，具体包括如下制备步骤：

步骤1，选择n型晶硅作为衬底，对晶硅衬底1进行去损伤和制绒处理，使晶硅衬底1的正面和背面均形成呈金字塔状的绒面。完成步骤1后，得到如图1所示的结构。

步骤2，对制绒后的晶硅衬底1的正面进行硼扩散掺杂，形成低浓度低结深的硼掺杂发射极2和位于硼掺杂发射极2正面的BSG层。其中，该低浓度低结深的硼掺杂发射极 2的掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3～1×10¹⁹cm^-3、结深为0.2～1μm。完成步骤2后，得到如图2所示的结构。

步骤3，对步骤2处理后的晶硅衬底1进行清洗，以去除BSG层；再在硼掺杂发射极2的正面依次沉积正面隧穿氧化层3和正面多晶硅层，再对正面多晶硅层进行硼扩散掺杂，得到初态轻掺杂多晶硅层4，此时，初态轻掺杂多晶硅层4的表面富含硼源。其中，初态轻掺杂多晶硅层4的掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3～2×10²⁰cm^-3。正面隧穿氧化层3的沉积方法为LPCVD法、PECVD法或PVD法，正面隧穿氧化层3的厚度为0.5～2nm；正面多晶硅层位于正面隧穿氧化层3的正面，正面多晶硅层的沉积方法为LPCVD法、PECVD 法或PVD法，正面多晶硅层的厚度为50～200nm。完成步骤3后，得到如图3所示的结构。

步骤4，再将晶硅衬底1放置于激光器中，以对初态轻掺杂多晶硅层4的正面局域进行激光扫描掺杂(也即，仅扫描初态轻掺杂多晶硅层4的正面的局部区域)，使扫描区域对应的初态轻掺杂多晶硅层4的表面富含的硼源经激光扫描掺杂进入该扫描区域的初态轻掺杂多晶硅层4内，以提高该扫描区域的初态轻掺杂多晶硅层4的硼掺杂浓度，进而使扫描区域的初态轻掺杂多晶硅层4形成重掺杂多晶硅层5；其中，重掺杂多晶硅层5 的掺杂浓度大于初态轻掺杂多晶硅层4的掺杂浓度，重掺杂多晶硅层5的掺杂浓度为 5×10¹⁹cm^-3～5×10²⁰cm^-3。硼掺杂发射极2的掺杂浓度小于初态轻掺杂多晶硅层4的掺杂浓度，且初态轻掺杂多晶硅层4的掺杂浓度小于重掺杂多晶硅层5的掺杂浓度；通过上述各层的掺杂浓度的设计，来优化电池结构，确保电池效率。激光扫描掺杂的激光脉冲频率>1MHz、激光输出功率为20～50W、激光扫描速率为1～10m/s、光斑尺寸为30～120μm。完成步骤4后，得到如图4所示的结构。

步骤5，借助掩模板在重掺杂多晶硅层5正面沉积一层抗碱刻蚀的覆盖层(如氮化硅)，然后，将晶硅衬底1的正面朝下漂浮于碱液中，以对非扫描区域的初态轻掺杂多晶硅层4 的正面进行部分碱刻蚀，使50～200nm厚度的初态轻掺杂多晶硅层4经部分碱刻蚀后，减薄至5～30nm的厚度，即得末态轻掺杂多晶硅层41；其中，末态轻掺杂多晶硅层41的厚度小于初态轻掺杂多晶硅层4的厚度，且末态轻掺杂多晶硅层41与初态轻掺杂多晶硅层4的厚度之比为0.05～0.3：1。在上述部分碱刻蚀的过程中，由于重掺杂多晶硅层5正面沉积有抗碱刻蚀的覆盖层，所以，重掺杂多晶硅层5没有被刻蚀掉，其厚度不变，保持在50～200nm。

实际中，通过绒面的比表面积和刻蚀前后晶硅衬底1的重量相结合的方式，来确定初态轻掺杂多晶硅层4的刻蚀速率和刻蚀厚度。完成步骤5后，得到如图5所示的结构。

步骤6，步骤5完成后，将晶硅衬底1的背面朝下并漂浮于碱液中，以对晶硅衬底1的背面进行抛光处理，去除晶硅衬底1背面的金字塔状绒面，使晶硅衬底1获得平坦的背面；再在晶硅衬底1背面依次沉积背面隧穿氧化层7和背面磷掺杂多晶硅层8；采用 HF溶液去除覆盖层并清洗。其中，背面隧穿氧化层7的沉积方法为LPCVD法、PECVD 法或PVD法，背面隧穿氧化层7的厚度为0.5～2nm；背面磷掺杂多晶硅层8位于背面隧穿氧化层7的背面，背面磷掺杂多晶硅层8的沉积方法为LPCVD法、PECVD法或PVD 法，背面磷掺杂多晶硅层8的厚度为50～200nm。完成步骤6后，得到如图6所示的结构。

步骤7，将步骤6处理后的晶硅衬底1的正面和背面分别沉积钝化减反层6和钝化层9。其中，钝化减反层6设于重掺杂多晶硅层5和末态轻掺杂多晶硅层41的正面，且钝化减反层6为氧化铝与氮化硅的叠层结构或氮化硅；优选为氧化铝与氮化硅的叠层结构，氧化铝的厚度为2～10nm，氮化硅的厚度为70～100nm。其中，钝化层9设于背面磷掺杂多晶硅层8的背面，钝化层9为氧化硅与氮化硅的叠层结构或氮化硅；当钝化层9为氧化硅与氮化硅的叠层结构时，氧化硅的厚度为2～10nm，氮化硅的厚度为90～150nm；为简化制备工序和结构，钝化层9优选为氮化硅。完成步骤7后，得到如图7所示的结构。

步骤8，将步骤7处理后的晶硅衬底1的正面和背面分别制备正面金属电极11和背面金属电极10；正面金属电极11穿过钝化减反层6后接触重掺杂多晶硅层5，而背面金属电极10穿过钝化层9后接触背面磷掺杂多晶硅层8的局部。其中，正面金属电极11 为铝电极或银铝电极；背面金属电极10为银电极。完成步骤8后，即得如图8所示的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池。

本实施例中，在太阳电池的正面采用硼掺杂TOPCon结构与选择性发射极相结合的方法，将重掺杂区域(即重掺杂多晶硅层5)从晶硅衬底1中剥离开来，也即，重掺杂多晶硅层5不直接接触晶硅衬底1，而是在硼掺杂发射极2和正面隧穿氧化层3的正面的初态轻掺杂多晶硅层4上进行激光选择性重掺杂，且激光扫描主要具备扫描掺杂特性，不涉及晶化，因此能极大降低激光对晶硅衬底1的体区和表面的损伤，从而大大降低晶硅衬底1损伤带来的载流子复合损失，并能降低金属接触区域(即扫描区域)的接触电阻，有效改善电池的短路电流密度。

本实施例中，激光扫描尽管会对扫描区域的正面隧穿氧化层3和重掺杂多晶硅层5带来一定损伤，但对电池转换效率的提升基本不会带来负面影响。这是因为，隧穿氧化层的载流子传输有如下两种：隧穿和孔洞，由于隧穿氧化层很薄，所以，激光扫描条件下，隧穿氧化层如果出现损伤，这种损伤尽管会影响隧穿氧化层的遂穿性能，但也会使隧穿氧化层的孔洞增多，因此，激光扫描对正面隧穿氧化层3的损伤基本不会影响其载流子传输性能；另外，激光扫描对重掺杂多晶硅层5的损伤，还会改善重掺杂多晶硅层5 与正面金属电极11的界面接触性能。

进一步，本实施例，在激光扫描掺杂后，通过重掺杂多晶硅层5正面制备抗碱刻蚀的覆盖层，以对非金属接触区域(即非扫描区域)的初态轻掺杂多晶硅层4进行部分碱刻蚀，获得厚度薄的末态轻掺杂多晶硅层41，且末态轻掺杂多晶硅层41与初态轻掺杂多晶硅层4的厚度之比控制在0.05～0.3：1(末态轻掺杂多晶硅层41与重掺杂多晶硅层5 的厚度之比控制在0.05～0.3：1)；也即，在金属接触区域和非金属接触区域通过上述方法获得不同厚度的多晶硅，此时，非金属接触区域仍然保留有正面的TOPCon结构(即正面隧穿氧化层3和末态轻掺杂多晶硅层41)，这既充分利用了TOPCon结构优异的钝化特性，能有效改善电池的开路电压，又不会因非金属接触区域的末态轻掺杂多晶硅层 41较厚而出现明显的正面多晶硅的寄生吸光损失，实现了金属接触电阻的最优化，而且，由于无需用碱液将初态轻掺杂多晶硅层4全部去除，因此，在碱刻蚀清洗时，由于初态轻掺杂多晶硅层4无需全部去除，所以，能有效避免碱液对晶硅基体带来的损伤，进一步降低载流子复合，降低短路电流。

综上，本实施例，在太阳电池的正面采用硼掺杂TOPCon结构与选择性发射极相结合的方法，把重掺杂区域从晶硅衬底1中剥离开来，在初态轻掺杂多晶硅层4上进行激光选择性重掺杂，在降低金属区域接触电阻的同时，能够有效避免晶硅衬底1损伤带来的不利影响；而且，在金属接触区域和非金属接触区域通过采用不同厚度的多晶硅(即，相比金属接触区域的重掺杂多晶硅层5，非金属接触区域的末态轻掺杂多晶硅层41的厚度偏薄)，使非金属接触区域仍然保留有正面的TOPCon结构(即正面隧穿氧化层3和末态轻掺杂多晶硅层41)，且末态轻掺杂多晶硅层41与初态轻掺杂多晶硅层4的厚度之比控制在0.05～0.3：1(末态轻掺杂多晶硅层41与重掺杂多晶硅层5的厚度之比控制在 0.05～0.3：1)，既实现了整个电池正面优越的界面钝化，又没有明显的光子寄生吸收造成的载流子损失，从而有效改善电池的开路电压和短路电流，提升电池的转换效率。本实施例的太阳电池的制备工艺兼容现有产线，简便可行，具备高效率低成本的优势。

本实施例还公开了一种光伏组件，包括由上至下依次设置的前板、正面封装层、电池、背面封装层和背板，所述电池是本实施例上述的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池。

本实施例还公开了一种光伏系统，包括一个或一个以上的光伏组件，所述光伏组件是本实施例上述的一种光伏组件。

实施例2

本实施例的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统，均参照上述实施例1，其与实施例1的区别在于：

步骤1中，参见图1，选择的n型晶硅衬底1的电阻率为1Ω·cm、厚度为170μm。

步骤2中，参见图2，将制绒后的晶硅衬底1放进管式炉中进行高温硼扩散掺杂，形成低浓度低结深的硼掺杂发射极2和位于硼掺杂发射极2正面的BSG层；其中，扩散温度为950℃，扩散时间为60min；所得低浓度低结深的硼掺杂发射极2的掺杂浓度为5×10¹⁸cm^-3、结深为0.3μm。

步骤3中，参见图3，去除BSG层后，采用LPCVD法在硼掺杂发射极2的正面依次沉积正面隧穿氧化层3和正面多晶硅层，再对正面多晶硅层进行硼扩散掺杂，得到初态轻掺杂多晶硅层4，此时，初态轻掺杂多晶硅层4的表面富含硼源。其中，正面隧穿氧化层3的沉积温度为600℃、沉积时间为2min；正面多晶硅层的沉积温度为650℃，沉积时间为70min，所得初态轻掺杂多晶硅层4的掺杂浓度为6×10¹⁹cm^-3、厚度为150nm。

步骤4中，参见图4，激光扫描掺杂，采用波长为532nm的绿光、光斑尺寸为60μm、激光输出功率30W、激光扫描速率4m/s的激光器，所得重掺杂多晶硅层5的掺杂浓度为 2×10²⁰cm^-3。

步骤5中，参见图5，借助掩模板在重掺杂多晶硅层5正面采用PECVD法于300℃的沉积温度中沉积一层抗碱刻蚀的氮化硅，然后晶硅衬底1正面朝下漂浮于浓度为10％的KOH溶液中，以对非扫描区域的初态轻掺杂多晶硅层4的正面进行部分碱刻蚀，经刻蚀后，非扫描区域的所得的末态轻掺杂多晶硅层41的厚度为10nm。

步骤6中，参见图6，将晶硅衬底1的背面朝下并漂浮于浓度为20％的KOH溶液中进行背面抛光处理，使晶硅衬底1获得平坦的背面；再采用PVD法在抛光后的晶硅衬底 1背面先后沉积背面隧穿氧化层7和背面磷掺杂多晶硅层8；其中，背面隧穿氧化层7的沉积温度为250℃、沉积时间为2min，背面磷掺杂多晶硅层8的沉积温度为350℃、沉积时间为15min；采用HF溶液去除抗碱刻蚀的氮化硅并清洗。

步骤7中，参见图7，钝化减反层6为氧化铝与氮化硅的叠层结构；其中，氧化铝通过原子层沉积(ALD)法制备，制备的温度为250℃，所得氧化铝的厚度为3nm，氮化硅通过PECVD法沉积，沉积的温度为350℃，所得氮化硅的厚度为75nm。其中，背面的钝化层9为氮化硅，其通过PECVD法制备，其厚度为100nm。

步骤8中，参见图8，正面金属电极11为铝电极，背面金属电极10为银电极，正面金属电极11和背面金属电极10均采用丝网印刷法制得。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

对比例1

本对比例的一种钝化接触太阳电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统，均参照上述实施例2，其与实施例2的区别在于：

步骤5中，借助掩模板在重掺杂多晶硅层5正面采用PECVD法于300℃的沉积温度中沉积一层抗碱刻蚀的氮化硅，然后晶硅衬底1正面朝下漂浮于浓度为10％的KOH溶液中，以通过碱刻蚀完全去除非扫描区域的初态轻掺杂多晶硅层4和正面隧穿氧化层3，也即所得钝化接触太阳电池的非扫描区域无TOPCon结构。

对比例2

本对比例的一种钝化接触太阳电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统，均参照上述实施例2，其与实施例2的区别在于：

省略步骤5，且步骤6中不涉及采用HF溶液去除覆盖层并清洗，此时，所得钝化接触太阳电池的非扫描区域保留有完整的TOPCon结构(即正面隧穿氧化层3和初态轻掺杂多晶硅层4)。

性能测试

对实施例2及对比例1-2所制得的钝化接触太阳电池分别进行电学性能测试，其测试结果如下表1所示：

表1正面非扫描区域的TOPCon结构对钝化接触太阳电池电学参数的影响

	V<sub>OC</sub>(mV)	J<sub>SC</sub>(mA/cm<sup>2</sup>)	FF(％)	η(％)
					对比例1(无topCon结构)	704	41.4	81.9	23.87
对比例2(有完整的topCon结构)	711	40.2	82.3	23.52
					实施例2(有减薄的topCon结构)	710	41.2	82.5	24.13

从表1可以看出，实施例2的正面非扫描区域采用正面隧穿氧化层3和通过部分碱刻蚀所得的末态轻掺杂多晶硅层41的减薄的TOPCon结构时，其钝化接触太阳电池的开路电压V_OC和填充因子FF相比对比例1有明显改善，同时短路电流J_SC仍然保持高水平。综合来看，相比对比例1-2，实施例2的钝化接触太阳电池的综合电学性能最佳，最终使得电池转换效率得到了明显提升。

Claims (10)

1.一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池，其特征在于，包括晶硅衬底，所述晶硅衬底的背面依次叠设有背面隧穿氧化层、背面磷掺杂多晶硅层和钝化层，所述背面磷掺杂多晶硅层接触有一端延伸至钝化层外的背面金属电极；所述晶硅衬底的正面依次叠设有硼掺杂发射极、正面隧穿氧化层和钝化减反层，所述正面隧穿氧化层与钝化减反层之间交替布置有硼掺杂的重掺杂多晶硅层和末态轻掺杂多晶硅层，重掺杂多晶硅层接触有一端延伸至钝化减反层外的正面金属电极；所述末态轻掺杂多晶硅层与重掺杂多晶硅层的厚度之比为0.05～0.3：1。

2.根据权利要求1所述的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池，其特征在于，所述末态轻掺杂多晶硅层的厚度为5～30nm；所述重掺杂多晶硅层和背面磷掺杂多晶硅层的厚度为50～200nm。

3.根据权利要求1所述的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池，其特征在于，所述正面隧穿氧化层和背面隧穿氧化层的厚度为0.5～2nm。

4.根据权利要求1所述的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池，其特征在于，所述硼掺杂发射极的掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3～1×10¹⁹cm^-3、结深为0.2～1μm。

5.根据权利要求1所述的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池，其特征在于，所述重掺杂多晶硅层的掺杂浓度为5×10¹⁹cm^-3～5×10²⁰cm^-3，末态轻掺杂多晶硅层的掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3～2×10²⁰cm^-3。

6.根据权利要求4或5所述的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池，其特征在于，所述硼掺杂发射极的掺杂浓度小于末态轻掺杂多晶硅层的掺杂浓度，且末态轻掺杂多晶硅层的掺杂浓度小于重掺杂多晶硅层的掺杂浓度。

7.根据权利要求1所述的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池，其特征在于，所述晶硅衬底的正面为呈金字塔状的绒面，晶硅衬底的背面为平坦的表面。

8.根据权利要求1所述的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池，其特征在于，所述钝化减反层为氧化铝与氮化硅的叠层结构或氮化硅，所述钝化层为氧化硅与氮化硅的叠层结构或氮化硅；

所述正面金属电极为铝电极或银铝电极，所述背面金属电极为银电极。

9.一种光伏组件，包括由上至下依次设置的前板、正面封装层、电池、背面封装层和背板，其特征在于：所述电池是权利要求1-8任一所述的一种具有选择性发射极的钝化接触太阳电池。

10.一种光伏系统，包括一个或一个以上的光伏组件，其特征在于：所述光伏组件是权利要求9所述的一种光伏组件。

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