WO2022134990A1 - 太阳能电池及生产方法、光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种太阳能电池及光伏组件，涉及太阳能光伏技术领域。太阳能电池包括：硅基底、钝化接触结构，以及金属电极；钝化接触结构包括：隧穿钝化层、氮化钛层和半导体掺杂层；隧穿钝化层设置在硅基底的一面，氮化钛层设置在隧穿钝化层远离硅基底的一面，半导体掺杂设置在氮化钛层远离隧穿钝化层的一面。本申请中，钝化接触结构中的隧穿钝化层和半导体掺杂层之间设置有氮化钛层，氮化钛层具有优异的结构热稳定性，可耐1100摄氏度的高温过程，在高温处理前后的结构不会发生较大的变化，可以避免金属电极穿透钝化接触结构，相比于半导体掺杂层，氮化钛层的生长速率较高，耗时短，从而可以降低太阳能电池的生产周期，提高太阳能电池的生产效率。
Description
相关申请的交叉引用
本公开要求在2020年12月23日提交中国专利局、申请号为202011541391.X、名称为“太阳能电池及光伏组件”，在2020年12月23日提交中国专利局、申请号为202011541843.4、名称为“太阳能电池的生产方法及太阳能电池、光伏组件”，以及2020年12月23日提交中国专利局、申请号为202011548702.5、名称为“太阳能电池及生产方法、光伏组件”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本公开中。
本公开涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种太阳能电池及生产方法、光伏组件。
随着传统能源的不断消耗及其对环境带来的负面影响，太阳能作为一种无污染、可再生能源，其开发和利用得到了迅速的发展。
近年来，钝化接触技术在晶体硅太阳能电池领域受到了广泛的关注，钝化接触太阳能电池的效率高达26.1％，其钝化接触结构采用隧穿二氧化硅层，以及叠加在隧穿二氧化硅层上的多晶硅薄膜，在硅基底上制备得到上述钝化接触结构之后，需要进一步在多晶硅薄膜上制备金属电极，从而得到钝化接触太阳能电池。由于高温退火过程会导致隧穿二氧化硅层中的针孔密度增加，针孔结构变大，使得金属电极在烧结过程中穿透钝化接触结构进入硅基底中，从而引起复合增加，破坏钝化接触结构的钝化效果，目前，为避免金属电极的穿透，需要设置厚度较大的多晶硅薄膜。
而且，叠加在隧穿二氧化硅层上的多晶硅薄膜具有载流子选择性，使得硅基底表面的能带发生弯曲，由于载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层，且多晶硅薄膜为具有载流子选择性的载流子选择层，因此，硅基底中产生的多数载流子可以穿透钝化接触结构，而少数载流子被阻挡，从而降低了硅基底表面的载流子浓度，实现良好的表面钝化效果。由于氮化钛也具有载流子选择性，可以 钝化硅基底表面以抑制载流子的表面复合，因此，可以采用氮化钛薄膜替代多晶硅薄膜得到钝化接触结构，此外，相比于多晶硅薄膜，氮化钛薄膜的沉积速率较高，制备过程简单，耗时短。
但是，在目前的方案中，一方面，由于制备多晶硅薄膜时，生长速率较低，耗时长，从而会降低钝化接触太阳能电池的生产效率。另一方面，在硅基底上制备钝化接触结构时，钝化接触结构中的隧穿二氧化硅层和载流子选择层需要经过单独的工艺进行制备，从而增加了工艺的复杂度，也降低了太阳能电池的生产效率。再一方面，在对氮化钛薄膜进行高温退火时，氮化钛可能会穿透隧穿二氧化硅层进入硅基底中，导致硅基底接触电阻和接触复合的增加，从而降低了太阳能电池的开路电压和填充因子，也会使得太阳能电池的效率降低。
概述
本公开提供一种太阳能电池及生产方法、光伏组件，旨在解决钝化接触太阳能电池的生产效率较低的问题。
第一方面，本公开实施例提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：
硅基底、设置在所述硅基底上的钝化接触结构，以及设置在所述钝化接触结构远离所述硅基底一面的金属电极；
其中，所述钝化接触结构包括：隧穿钝化层、氮化钛层和半导体掺杂层；
所述隧穿钝化层设置在所述硅基底的一面，所述氮化钛层设置在所述隧穿钝化层远离所述硅基底的一面，所述半导体掺杂层设置在所述氮化钛层远离所述隧穿钝化层的一面。
可选的，所述半导体掺杂层为n型掺杂，所述氮化钛层为电子选择传输层；或，
所述半导体掺杂层为p型掺杂，所述氮化钛层为空穴选择传输层。
可选的，所述氮化钛层为电子选择传输层，所述氮化钛层包含的掺杂原子或离子包括：砷原子或离子、铝原子或离子、磷原子或离子和锌原子或离子中的任意一种或多种。
可选的，所述氮化钛层为空穴选择传输层，所述氮化钛层包含的掺杂原子或离子包括：氮原子或离子、硼原子或离子的任意一种或多种。
可选的，所述太阳能电池包含第一钝化接触结构和第二钝化接触结构两 个钝化接触结构，
所述第一钝化接触结构和第二钝化接触结构设置在所述硅基底同一面的不同区域，或设置在所述硅基底相对的两个面；
所述第一钝化接触结构和第二钝化接触结构中的半导体掺杂层的掺杂类型互不相同。
可选的，所述氮化钛层的厚度为2-50纳米。
可选的，所述氮化钛层包含氮化钛微晶。
可选的，所述隧穿钝化层的材料包括：氧化硅、氧化铪、氧化铝和氮氧化硅中的任意一种。
可选的，所述半导体掺杂层的材料包括：多晶硅、多晶氧化硅和多晶碳化硅中的任意一种；
所述半导体掺杂层的厚度为20-200纳米。
可选的，所述金属电极包括：铝电极、银电极、铝/银复合电极、镍/铜/锡复合电极、铬/钯/银复合电极和镍/铜/银复合电极中的任意一种。
第二方面，本公开实施例提供了一种光伏组件，所述光伏组件包括前述任一所述的太阳能电池。
基于上述太阳能电池及生产方法、光伏组件，本公开存在以下有益效果：在现有结构中，隧穿钝化层和半导体掺杂层受高温退火过程的影响而发生结构和性能的改变，使得金属电极能够穿透隧穿钝化层和半导体掺杂层，金属电极和硅基底接触界面的载流子复合严重。本公开中，钝化接触结构中的隧穿钝化层和半导体掺杂层之间设置有氮化钛层，氮化钛层具有优异的结构热稳定性，可耐1100摄氏度的高温过程，在高温处理前后的结构不会发生较大的变化，因此，设置氮化硅层就可以避免金属电极的穿透钝化接触结构，而不需要通过设置厚度较大的半导体掺杂层，且相比于半导体掺杂层，氮化钛层的生长速率较高，耗时短，从而可以降低太阳能电池的生产周期，提高太阳能电池的生产效率。
第三方面，本公开实施例提供了一种太阳能电池的生产方法，所述方法包括：
在硅基底的一面制备氮化钛层；
对所述氮化钛层进行氧化处理，在所述氮化钛层与所述硅基底的中间生 成隧穿氧化硅层，在所述氮化钛层远离所述硅基底的一面生成氧化钛层；
在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层与所述氮化钛层接触。
可选的，所述氧化处理包括：干式氧化、湿式氧化和等离子体氧化中的任意一种。
可选的，在所述氧化处理为干式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化气氛包括氮气和氧气；
在所述氧化处理为湿式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化环境包括氮气和水；
在所述氧化处理为等离子体氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为25-300摄氏度。
可选的，所述在硅基底的一面制备氮化钛层的步骤，包括：
采用钛的氯化物前体作为钛源，采用氨气作为氮源，在300-500摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，在所述硅基底的一面生成所述氮化钛层；
或，
采用钛钯，在氮气和氨气的气氛中，进行物理气相沉积反应溅射，在所述硅基底的一面生成所述氮化钛层。
可选的，所述在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极的步骤，包括：
在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成钝化层；
在所述钝化层远离所述氧化钛层的一面设置所述金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层和所述钝化层与所述氮化钛层接触。
可选的，所述钝化层包括第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层设置在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，所述第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面；
其中，所述第一钝化层包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种；
所述第二钝化层包括：氧化硅。
可选的，所述在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极的步骤，包括：
在设置所述金属电极前，在欲形成所述金属电极的区域对所述氧化钛层和钝化层进行开膜处理，通过所述开膜处理在所述钝化层和氧化钛层中形成安置孔，并在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成凹槽；
在所述安置孔中设置所述金属电极；
其中，所述开膜处理包括激光烧蚀或湿法刻蚀。
第四方面，本公开实施例提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：
硅基底、隧穿氧化硅层、氮化钛层、氧化钛层和金属电极；
所述隧穿氧化硅层设置在所述硅基底的一面，所述氮化钛层设置在所述隧穿氧化硅层远离所述硅基底的一面，所述氧化钛层设置在所述氮化钛层远离所述隧穿氧化硅层的一面，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层与所述氮化钛层接触；
其中，所述隧穿氧化硅层和所述氧化钛层是在对所述氮化钛层进行氧化处理的过程中生成的。
可选的，在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置有钝化层，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层和所述钝化层与所述氧化钛层接触。
可选的，所述钝化层包括第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层设置在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，所述第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面；
其中，所述第一钝化层包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种；
所述第二钝化层包括：氧化硅。
可选的，所述隧穿氧化硅层的厚度为0.5-5纳米。
可选的，所述氮化钛层中氮和氧的浓度，从远离所述硅基底的一面到靠近所述硅基底一面逐渐减小；
所述氮化钛层的厚度为2-50纳米。
可选的，所述氮化钛层为微晶氮化钛，或，微晶氮化钛和多晶氮化钛的组合，所述微晶氮化钛的含量高于所述多晶氮化钛的含量；
所述氧化钛层为多晶氧化钛，或，多晶氧化钛和非晶氧化钛的组合，所述多晶氧化钛的含量高于所述非晶氮化钛的含量。
第五方面，本公开实施例提供了一种光伏组件，所述光伏组件包括前述任 一所述的太阳能电池。
基于上述太阳能电池的生产方法及太阳能电池、光伏组件，本公开存在以下有益效果：本公开中太阳能电池的生产方法包括：在硅基底的一面制备氮化钛层；对氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在氮化钛层远离硅基底的一面生成氧化钛层；在氧化钛层远离氮化钛层的一面设置金属电极，金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触。本公开中，可以直接在硅基底的一面制备氮化钛层，通过对氮化钛层的氧化处理，直接在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，不需要再经过单独的工艺制备隧穿氧化硅层，从而降低了工艺的复杂度，提高了太阳能电池的生产效率。
第六方面，本公开实施例提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：
硅基底、氧化硅层、隧穿钝化层和氮化钛层；
其中，所述氧化硅层设置在所述硅基底的表面，所述隧穿钝化层设置在所述氧化硅层远离所述硅基底的一面，所述氮化钛层设置在所述隧穿钝化层远离所述氧化硅层的一面。
可选的，所述隧穿钝化层的材料包括：氧化铝或氧化铪；
所述隧穿钝化层的厚度为0.5-5纳米。
可选的，所述氮化钛层具有电子选择性或空穴选择性；
在所述氮化钛层具有电子选择性的情况下，所述氮化钛层的功函数为4.1-4.5电子伏特；
在所述氮化钛层具有空穴选择性的情况下，所述氮化钛层的功函数为4.8-5.5电子伏特。
可选的，所述氮化钛层的氮空位密度大于10
15/cm
3。
可选的，所述氧化硅层的厚度为0.5-3纳米。
可选的，所述太阳能电池还包括：金属覆盖层；
所述金属覆盖层设置在所述氮化钛层远离所述隧穿钝化层的一面。
可选的，所述金属覆盖层的厚度为0.1-10微米；
所述金属覆盖层的材料包括：银、锡和铝/银复合材料中的任意一种。
第七方面，本公开实施例提供了一种太阳能电池的生产方法，所述方法包括：
在硅基底的表面制备氧化硅层；
在所述氧化硅层远离所述硅基底的一面制备隧穿钝化层；
在所述隧穿钝化层远离所述氧化硅层的一面制备氮化钛层。
可选的，在所述隧穿钝化层远离所述氧化硅层的一面制备氮化钛层的步骤之后，所述方法还包括：
在所述氮化钛层远离所述隧穿钝化层的一面制备金属覆盖层。
可选的，所述隧穿钝化层的材料包括：氧化铝或氧化铪；
所述隧穿钝化层的厚度为0.5-5纳米；
所述氧化硅层的厚度为0.5-3纳米。
可选的，在所述隧穿钝化层远离所述氧化硅层的一面制备氮化钛层的步骤之前，所述方法还包括：
在400-1000摄氏度的温度范围内，对所述硅基底、所述氧化硅层和所述隧穿钝化层进行退火处理。
可选的，在所述隧穿钝化层远离所述氧化硅层的一面制备氮化钛层的步骤之后，所述方法还包括：
在400-1000摄氏度的温度范围内，在氮气气氛中对所述氮化钛层进行退火处理。
可选的，在氮气气氛中对所述氮化钛层进行退火处理的步骤之后，所述方法还包括：
在400-1000摄氏度的温度范围内，在包含氮气和氧气的混合气氛中对所述氮化钛层进行退火处理，所述混合气氛中氧气的质量百分比为10％。
第八方面，本公开实施例提供了一种光伏组件，所述光伏组件包括前述任一所述的太阳能电池。
基于上述太阳能电池及生产方法、光伏组件，本公开存在以下有益效果：本公开中太阳能电池包括：硅基底、氧化硅层、隧穿钝化层和氮化钛层；其中，氧化硅层设置在硅基底的表面，隧穿钝化层设置在氧化硅层远离硅基底的一面，氮化钛层设置在隧穿钝化层远离氧化硅层的一面。本公开中，具有载流子选择性的氮化钛层与硅基底之间，除氧化硅层之外，还设置有隧穿钝化层，氧化硅层和隧穿钝化层构成的叠层结构可以避免在高温退火时氮化钛层进入硅基底中，使得硅基底的接触电阻和接触复合不会因为氮化钛的进入而增加，从而确保太阳能电池的开路电压和填充因子，提高太阳能电池的效率。
上述说明仅是本公开技术方案的概述，为了能够更清楚了解本公开的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本公开的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本公开的具体实施方式。
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对本公开实施例的描述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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本公开实施例中的第一种太阳能电池的结构示意图；
图2示出了本公开实施例中的第二种太阳能电池的结构示意图；
图3示出了本公开实施例中的第三种太阳能电池的结构示意图；
图4示出了本公开实施例中的一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图；
图5示出了本公开实施例中的另一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图；
图6示出了本公开实施例中的另一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图；
图7示出了本公开实施例中的第四种太阳能电池的结构示意图；
图8示出了本公开实施例中的第五种太阳能电池的结构示意图；
图9示出了本公开实施例中的第六种太阳能电池的结构示意图；
图10示出了本公开实施例中的第七种太阳能电池的结构示意图；
图11示出了本公开实施例中的第八种太阳能电池的结构示意图；并且
图12示出了本公开实施例中的另一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图。
附图编号说明：
10-硅基底，20-钝化接触结构，21-隧穿钝化层，22-氮化钛层，23-半导体掺杂层，30-金属电极，40-第一钝化接触结构，41-第一隧穿钝化层，42-第一氮化钛层，43-第一半导体掺杂层，50-第一电极，60-第二钝化接触结构，61-第二隧穿钝化层，62-第二氮化钛层，63-第二半导体掺杂层，70-第二电极，20'-氮化钛层，30'-隧穿氧化硅层，40'-氧化钛层，50'-金属电极，60'-钝化层，70'- 凹槽，80'-安置孔，20”-氧化硅层，30”-隧穿钝化层，40”-氮化钛层，50”-金属覆盖层，60”-掺杂层，70”-钝化减反层，71”-氧化铝层，72”-氮化硅层。
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本公开提供的一种太阳能电池光伏光伏组件。
图1示出了本公开实施例提供的第一种太阳能电池的结构示意图，参照图1，太阳能电池可以包括：硅基底10、设置在硅基底10上的钝化接触结构20，以及设置在钝化接触结构20远离硅基底10一面的金属电极30。
其中，钝化接触结构20可以包括：隧穿钝化层21、氮化钛层22和半导体掺杂层23，隧穿钝化层21设置在硅基底10的一面，氮化钛层22设置在隧穿钝化层21远离硅基底10的一面，半导体掺杂层23设置在氮化钛层22远离隧穿钝化层21的一面。
在本公开实施例中，硅基底的掺杂类型可以为n型掺杂，也可以为p型掺杂，在硅基底的掺杂类型为n型掺杂时，对应的掺杂物可以包括V族元素中的磷元素(P)、砷元素(As)、铋元素(Bi)和锑元素(Sb)中的任意一种或多种；在硅基底的掺杂类型为P型掺杂时，对应的掺杂物可以包括III族元素中的硼元素(B)、铝元素(Al)、镓元素(Ga)和铟元素(In)中的任意一种或多种。
在本公开实施例中，设置在硅基底上的钝化接触结构，可以设置在硅基底的背光面，也可以设置在硅基底的向光面，在包含两个钝化结构的情况下，也可以在硅基底的背光面和向光面同时设置钝化接触结构。
此外，设置在硅基底上的钝化接触结构可以整面钝化接触，即钝化接触结构覆盖硅基底向光面或背光面的全部区域，也可以为局部钝化接触，即钝化接触结构仅覆盖硅基底向光面或背光面的局部区域。在太阳能电池为局部钝化接触的情况下，对于钝化接触结构覆盖的区域，钝化接触结构提高了该区域的钝化水平，从而降低了该区域的接触复合；对于未设置钝化接触结构的区域， 由于减少了对光线的吸收和阻挡，从而可以提高太阳能电池的光吸收效率。
具体的，所述隧穿钝化层设置在硅基底的一面上，具有钝化硅基底表面缺陷的功能，可以降低表面缺陷态密度，减少接触区表面复合，从而提高电池的开路电压和转换效率。
所述半导体掺杂层设置在隧穿钝化层远离硅基底的一侧，半导体掺杂层与硅基底的掺杂类型可以相同或不同。
所述氮化钛层设置在隧穿钝化层和半导体掺杂层之间，即氮化钛层设置在隧穿钝化层远离硅基底的一面，用于阻挡设置在半导体掺杂层远离氮化钛层一面的金属电极穿透钝化接触结构进入硅基底中，从而降低由于金属电极进入硅基底而引起的复合增加和对钝化效果的破坏。
需要说明的是，氮化钛层具有空穴选择性或电子选择性，可以作为空穴选择传输层或电子选择传输层，且氮化钛层的空穴选择性或电子选择性与对应的半导体掺杂层的能级相匹配，从而可以提高载流子的选择性。此外，由于不同类型的氮化钛层对应的工艺条件不同，因此，可以通过调节工艺条件，制备得到具有不同功函数和不同类型的氮化钛层。
在本公开实施例中，一种太阳能电池，包括：硅基底、设置在硅基底上的钝化接触结构，以及设置在钝化接触结构远离硅基底一面的金属电极；其中，钝化接触结构包括：隧穿钝化层、氮化钛层和半导体掺杂层；隧穿钝化层设置在硅基底的一面，氮化钛层设置在隧穿钝化层远离硅基底的一面，半导体掺杂层设置在氮化钛层远离隧穿钝化层的一面。本公开中，钝化接触结构中的隧穿钝化层和半导体掺杂层之间设置有氮化钛层，由于氮化钛层具有优异的结构热稳定性，可耐1100摄氏度的高温过程，在高温处理前后的结构不会发生较大的变化，因此，在隧穿钝化层和半导体掺杂层之间设置氮化硅层就可以避免金属电极穿透钝化接触结构，而不需要通过设置厚度较大的半导体掺杂层以避免金属电极的穿透，且相比于半导体掺杂层，氮化钛层的生长速率较高，耗时短，从而可以降低太阳能电池的生产周期，提高太阳能电池的生产效率。
可选的，钝化接触结构中氮化钛层的载流子选择性与半导体掺杂层的掺杂类型相匹配，氮化钛层的载流子选择性可以包括：电子选择性和空穴选择性，即氮化钛层可以作为空穴选择传输层或电子选择传输层，半导体掺杂层的掺杂类型可以包括：n型掺杂和p型掺杂。
可选的，氮化钛层为电子选择传输层时，氮化钛层包含的掺杂原子或离子可以包括：砷原子或离子、铝原子或离子、磷原子或离子和锌原子或离子中的任意一种或多种。
在本公开实施例中，若掺杂在氮化钛中的掺杂原子或离子为砷原子或离子、铝原子或离子、磷原子或离子和锌原子或离子中任意一种或多种，掺杂原子或离子使得氮化钛层具有良好的电子选择性，从而可以作为电子选择传输层，该氮化钛层中的氮原子和钛原子的原子比也不作具体的限定，砷原子或离子、铝原子或离子、磷原子或离子和锌原子或离子分别对应的原子/离子比也不做具体的限定。
可选的，氮化钛层为空穴选择传输层时，氮化钛层包含的掺杂原子或离子包括：氮原子或离子、硼原子或离子的任意一种或多种。
在本公开实施例中，若掺杂在氮化钛中的掺杂原子或离子为氮原子或离子、硼原子或离子的任意一种或多种时，掺杂氮原子或离子使得氮化钛层具有良好的空穴选择性，从而可以作为空穴选择传输层，该氮化钛层中的氮原子和钛原子的原子比不作具体的限定。
在本公开实施例中，在掺杂原子或离子为硼原子或离子时，可以采用二氟化硼(BF
2)作为掺杂源对氮化钛层进行掺杂，使得氮化钛层作为空穴选择传输层，具体的，可以通过BF
2对氮化钛层进行离子注入，使得硼与氟一起注入，当与氟一起注入时，硼的扩散增强。离子注入的掺杂源可以为三氟化硼(BF
3)，离子化后形成BF
2
+束流，注入能量为5千电子伏特，注入计量为3×10
15/平方厘米。
可选的，氮化钛层的厚度为2-50纳米，避免由于氮化钛层的厚度过小而无法阻挡金属电极进入硅基底的同时，也避免由于氮化钛层的厚度过大而影响载流子的收集和对光线的吸收和阻挡。
可选的，氮化钛层包含氮化钛微晶，由于氮化钛微晶的微观结构为非常小的微晶的集合，没有明显的晶粒择优取向。
可选的，隧穿钝化层的材料包括：氧化硅、氧化铪、氧化铝和氮氧化硅中的任意一种。
可选的，半导体掺杂层的材料包括：多晶硅、多晶氧化硅和多晶碳化硅中的任意一种，半导体掺杂层的掺杂类型包括：n型掺杂或p型掺杂，半导体掺 杂层的厚度为20-200纳米。
具体的，半导体掺杂层与对应的氮化钛层的能级相匹配，有利于载流子的传输。
可选的，金属电极的材料可以为银，金，铜，镍，铝，锡，铬和钯中的任意一种或多种，因此，金属电极可以包括：铝电极、银电极、铝/银复合电极、镍/铜/锡复合电极、铬/钯/银复合电极和镍/铜/银复合电极中的任意一种。
在本公开实施例中，在受到光照的情况下，硅基底作为光吸收层，产生电子-空穴对，由于氮化钛层和半导体掺杂层具有少数载流子选择作用，少数载流子被传输至半导体掺杂层中，然后被与其对应的金属电极导出，从而实现载流子的分离，使得金属电极与硅基底之间产生电势差，即产生电压，从而将光能转换为电能。
可选的，太阳能电池可以包含第一钝化接触结构和第二钝化接触结构两个钝化接触结构，第一钝化接触结构和第二钝化接触结构可以设置在硅基底同一面的不同区域，也可以设置在硅基底相对的两个面，其中，第一钝化接触结构和第二钝化接触结构中的半导体掺杂层的掺杂类型互不相同。图2示出了本公开实施例提供的第二种太阳能电池的结构示意图，参照图2，第一钝化接触结构40和第二钝化接触结构60分别设置在硅基底10相对的两个面：背光面和向光面上。
其中，第一钝化接触结构40可以设置在硅基底10的向光面上，在第一钝化接触结构40远离硅基底10一面设置有第一金属电极50。第二钝化接触结构60可以设置在硅基底10的背光面上，在第二钝化接触结构60远离硅基底10一面设置有第二金属电极70。
图3示出了本公开实施例提供的第三种太阳能电池的结构示意图，参照图3，第一钝化接触结构40和第二钝化接触结构60分别设置在硅基底10同一面的不同区域中，从而形成指状交叉的背接触太阳电池，进一步提升太阳能电池的转换效率。
进一步的，第一钝化接触结构40可以包括：第一隧穿钝化层41、第一氮化钛层42和第一半导体掺杂层43，第一隧穿钝化层41设置在硅基底10的向光面，第一氮化钛层42设置在第一隧穿钝化层41远离硅基底10的一面，第一半导体掺杂层43设置在第一氮化钛层42远离第一隧穿钝化层41的一面。 第二钝化接触结构60可以包括：第二隧穿钝化层61、第二氮化钛层62和第二半导体掺杂层63，第二隧穿钝化层61设置在硅基底10的向光面，第二氮化钛层62设置在第二隧穿钝化层61远离硅基底10的一面，第二半导体掺杂层63设置在第二氮化钛层62远离第二隧穿钝化层61的一面。
需要说明的是，第一钝化接触结构和第二钝化接触结构中的半导体掺杂层的掺杂类型互不相同，即若第一钝化接触结构中的第一半导体掺杂层的掺杂类型为n型掺杂，则第二钝化接触结构中的第二半导体掺杂层的掺杂类型为p型掺杂；第一钝化接触结构和第二钝化接触结构中的氮化钛层的载流子选择性与对应的半导体掺杂层的掺杂类型相匹配，即若第一钝化接触结构中的第一半导体掺杂层的掺杂类型为n型掺杂，则对应的第一氮化钛层为具有电子选择性的电子选择传输层，其功函数较低；若第二钝化接触结构中的第二半导体掺杂层的掺杂类型为p型掺杂，则对应的第二氮化钛层为具有空穴选择性的空穴选择传输层，其功函数较高。
本公开还提供了一种太阳能电池的生产方法，参见图4，示出了本公开实施例提供的一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图，该方法可以包括如下步骤：
步骤101，在硅基底的一面制备隧穿钝化层。
在该步骤中，可以首先获取硅基底，进而在硅基底的一面上制备隧穿钝化层。
在本公开实施例中，所述硅基底的掺杂类型可以为n型掺杂，也可以为p型掺杂，所述硅基底可以为经过表面去损伤、抛光或者制绒扩散后的硅片。
具体的，可以采用热氧化、热硝酸氧化或者化学气相沉积(Chemical Vapour Deposition，CVD)等方法制备得到厚度为0.5-5纳米的隧穿钝化层。
例如，可以将掺杂类型为p型掺杂的(100)取向的硅基底进行清洗后，在硅基底的一面上于800摄氏度下进行干氧化，从而制备得到厚度约1纳米的隧穿钝化层。
此外，隧穿钝化层还可以由四氯化铪和水作为前驱体，进行的原子沉积得到的二氧化铪构成。
步骤102、在所述隧穿钝化层远离所述硅基底的一面制备氮化钛层。
在该步骤中，在制备得到隧穿钝化层后，可以在隧穿钝化层远离硅基底的 一面制备氮化钛层。
具体的，可以采用热原子沉积或等离子体辅助或增强原子沉积的方式沉积形成颗粒状或薄膜状的氮化钛层，该氮化钛层可以具有电子选择传输层或空穴选择传输层对应的功函数。
例如，在形成隧穿钝化层后，可以进一步采用金属有机物原子沉积的方式在180摄氏度下沉积厚度约为10纳米的金属氮化钛层。
可选的，上述制备氮化钛层的步骤具体包括：
子步骤1021、采用钛的氯化物前体作为钛源，采用氨气作为氮源，在300-500摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，制备所述氮化钛层。
在该步骤中，可以采用热原子沉积制备氮化钛层。
具体的，采用热原子沉积时，可以采用钛的氯化物前体，例如四氯化钛(TiCl
4)、三氯化钛(TiCl
3)和二氯化钛(TiCl
2)中的任意一种或多种作为钛源，采用氨气(NH
3)作为氮源，在300-500摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，从而生成可以作为空穴选择传输层的氮化钛层。
在另一中实现方式中，上述制备氮化钛层的步骤具体包括：
子步骤1022、采用钛的有机前体作为钛源，采用氨气作为氮源，在100-300摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，制备所述氮化钛层。
在该步骤中，采用热原子沉积时，可以采用钛的有机前体，例如：TDMAT(四(二甲基氨基)钛)、TDEAT(四(二乙基氨基)钛)和TEMAT(四(乙基甲基氨基)钛)中的任意一种或多种作为钛源，采用氨气作为氮源，在100-300摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，从而生成可以作为电子选择传输层的氮化钛层。
步骤103、在所述氮化钛层远离所述隧穿钝化层的一面制备半导体掺杂层。
在该步骤中，在制备得到氮化钛层之后，可以进一步在氮化钛层远离隧穿钝化层的一面制备半导体掺杂层。
在本公开实施例中，半导体掺杂层的制备方法可以包括CVD沉积、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)以及化学旋涂等，可以包含或者不包含后续退火工艺，半导体掺杂层的厚度可以为20-200纳米，优选其厚度小于100纳米。
具体的，可以在580摄氏度下在氮化钛层上沉积半导体掺杂层，为了减 少已经制备得到的氮化钛层的氧化，可以减少氮化钛层和半导体掺杂层沉积之间的延迟。
此外，在制备得到半导体掺杂层之后，可以在425摄氏度的氮气或氢气中退火30分钟，从而形成气体退火(Forming Gas Annealing，FGA)，以减少固定的氧化物电荷并饱和游离硅键。然后在600-1050摄氏度之间对纯样品在纯氮气气氛中进行快速退火(Rapid Thermal Annealing，RTA)30秒，其中，RTA退火可以增加氮化钛层的功函数，具体的退火温度和时间可以根据实际需要进行调整。
步骤104、在所述半导体掺杂层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极。
在该步骤中，可以在制备得到半导体掺杂层之后，进一步在半导体掺杂层远离氮化钛层的一面设置金属电极。
在本公开实施例中，可以采用丝网印刷或镀覆的方式制备金属电极，具体的，在半导体掺杂层上丝网印刷低温电极浆料，并在小于或等于500℃的温度下烘干，得到金属电极。
需要说明的是，上述太阳能电池和太阳能电池的生产方法对应的部分两者可以参照，且具有相同或相似的有益效果。
此外，本公开实施例还提供了一种光伏组件，包括前述任一所述的太阳能电池，太阳能电池的两侧可以设置有封装胶膜、盖板、背板等。具有与前述的太阳能电池相同或相似的有益效果。
图5示出了本公开实施例提供的另一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图，参照图5，该方法可以包括如下步骤：
步骤101'，在硅基底的一面制备氮化钛层。
在该步骤中，可以首先获取硅基底，进而在硅基底的一面上制备氮化钛层。
在本公开实施例中，所述硅基底的掺杂类型可以为n型掺杂，也可以为p型掺杂，在硅基底的掺杂类型为n型掺杂时，对应的掺杂物可以包括V族元素中的磷元素(P)、砷元素(As)、铋元素(Bi)和锑元素(Sb)中的任意一种或多种；在硅基底的掺杂类型为P型掺杂时，对应的掺杂物可以包括III族元素中的硼元素(B)、铝元素(Al)、镓元素(Ga)和铟元素(In)中的任意一种或多种。
此外，所述硅基底可以为经过表面去损伤、抛光或者制绒扩散后的硅片。
步骤102'，对所述氮化钛层进行氧化处理，在所述氮化钛层与所述硅基底 的中间生成隧穿氧化硅层，在所述氮化钛层远离所述硅基底的一面生成氧化钛层。
在该步骤中，在硅基底的一面制备得到氮化钛层之后，可以对氮化钛层进行氧化处理，从而在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层。
其中，由于隧穿氧化硅层具有较低的隧穿电阻，可以起到隧穿作用，同时能够钝化硅基底的表面缺陷，降低硅基底表面缺陷态密度；氮化钛层可以提供场致钝化并对载流子选择性通过，从而使得硅基底中的载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，因此，所述隧穿氧化硅层和氮化钛层可以构成太阳能电池中的钝化接触结构，硅基底中产生的多数载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，而少数载流子被阻挡，从而降低了硅基底表面的载流子浓度，实现良好的表面钝化效果。
同时，在对氮化钛层进行氧化处理的过程中，氮化钛层远离硅基底的一面可以生成氧化钛层，所述氧化钛层也可以增强表面钝化效果。
在本公开实施例中，由于氮化钛层本身具有优良的钝化性能，且沉积速率较高，因而可在硅基底上直接沉积氮化钛层，在对氮化钛层通过一次氧化处理之后，生成的氧化钛层可以增强表面钝化效果，生成的隧穿氧化硅层可以与氮化钛层构成钝化接触结构，也可以进一步提高表面钝化效果，因此，本公开中仅通过制备氮化钛层以及一次氧化处理，就可以实现较好的钝化效果，从而在保证钝化效果的同时，降低工艺的复杂度，提高生产效率，降低生产成本。
步骤103'，在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层与所述氮化钛层接触。
在该步骤中，可以在氧化钛层远离氮化钛层的一面设置金属电极，其中，金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触，另一端伸出氧化钛层远离氮化钛层的一面。由于金属电极可以通过氧化钛层上设置的安置孔与氮化钛层直接接触，使得金属电极不与硅基底直接接触，从而有效降低了金属电极接触处的载流子复合。此外，由于氮化钛层具有良好的钝化性能，从而可以提升太阳电池的效率。
具体的，制备金属电极的方法可为丝网印刷金属电极浆料或镀覆金属单层。
在本公开实施例中，在受到光照的情况下，硅基底作为光吸收层，产生载 流子，由于多数载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，然后被与氮化钛层接触的金属电极导出，从而实现载流子的分离，使得金属电极与硅基底之间产生电势差，即产生电压，从而将光能转换为电能。
在本公开实施例中，一种太阳能电池的生产方法，包括：在硅基底的一面制备氮化钛层；对氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在氮化钛层远离硅基底的一面生成氧化钛层；在氧化钛层远离氮化钛层的一面设置金属电极，金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触。本申请中，可以直接在硅基底的一面制备氮化钛层，通过对氮化钛层的氧化处理，直接在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，不需要再经过单独的工艺制备隧穿氧化硅层，从而降低了工艺的复杂度，提高了太阳能电池的生产效率。
图6示出了本公开实施例提供的另一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图，参照图6，该方法可以包括如下步骤：
步骤201、在硅基底的一面制备氮化钛层。
可选的，在硅基底的一面制备氮化钛层的方法可以采用热原子沉积法，也可以采用物理气相沉积(Physical Vapour Deposition，PVD)反应溅射法。
具体的，利用热原子沉积法制备氮化钛层的过程具体可以为：采用钛的氯化物前体，例如四氯化钛(TiCl
4)、三氯化钛(TiCl
3)和二氯化钛(TiCl
2)中的任意一种或多种作为钛源，采用氨气(NH
3)作为氮源，在300-500摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，从而在硅基底的一面生成氮化钛层。
其中，利用物理气相沉积反应溅射法制备氮化钛层的过程具体可以为：采用钛钯，在氮气和氨气的气氛中，进行物理气相沉积反应溅射，从而在硅基底的一面生成所述氮化钛层。
例如，可以将掺杂类型为p型掺杂的(100)取向的硅基底，在硝酸中清洗5-10分钟，然后浸入沸腾的浓度为69％的硝酸中清洗10分钟，并在浓度为1％的氢氟酸中蚀刻10-60秒，完成硅基底的清晰和刻蚀之后，在硅基底的一面上于425摄氏度下，以四氯化钛作为钛源，以NH
3作为氮源进行热原子沉积，从而制备得到厚度为10纳米的氮化钛层。
步骤202、对所述氮化钛层进行氧化处理，在所述氮化钛层与所述硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在所述氮化钛层远离所述硅基底的一面生成氧化 钛层。
可选的，对氮化钛层进行的氧化处理包括：干式氧化、湿式氧化和等离子体氧化中的任意一种。
可选的，在对氮化钛层进行的氧化处理为干式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化气氛包括氮气和氧气；在对氮化钛层进行的氧化处理为湿式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化环境包括氮气和水；在对氮化钛层进行的氧化处理为等离子体氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为25-300摄氏度，可以使用电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，ICP)反应器或微波等离子体氧化仪进行。
例如，可以在管式炉中进行干式氧化，氧化温度范围为300-600摄氏度，氮气的流量为2-10标况毫升每分，氧气的流量为标况毫升每分，干式氧化的速率为0.01-0.5纳米/分钟；或者在管式炉中进行湿式氧化，即在潮湿环境(氮气鼓泡的水)中氧化，氧化温度范围为300-600摄氏度，湿式氧化的速率为0.1-1纳米/分钟；或者通过电感耦合等离子体反应器进行等离子体氧化，射频功率为300瓦，压力为6×10
-2毫巴，氩气的流量为200标况毫升每分，一氧化碳二氮的流量为44标况毫升每分，氧化温度为30-300摄氏度，氧化速率为0.5-5纳米/分钟。
步骤203、在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成钝化层。
在该步骤中，在通过对氮化钛层的氧化处理得到隧穿氧化硅层和氧化钛层之后，可以进一步在氧化钛层远离氮化钛层的一面生成钝化层，以进一步降低电池表面的复合。
可选的，钝化层可以包括第一钝化层和第二钝化层，其中，第一钝化层设置在氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，第一钝化层可以包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种，以降低电池表面的复合，其厚度可以为10-90纳米，优选采用氧化铝/氮化硅；第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面，第二钝化层可以包括：氧化硅，以降低入射光的反射，其厚度可以为10-60纳米，大于隧穿氧化硅层的厚度。
步骤204、在所述钝化层远离所述氧化钛层的一面设置所述金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层和所述钝化层与所述氮化钛层接触。
在该步骤中，在制备得到氧化钛层和钝化层之后，可以在钝化层远离氧化钛层的一面设置金属电极，其中，金属电极的一端穿过氧化钛层和钝化层与氮化钛层接触，另一端伸出钝化层远离氧化钛层的一面。
可选的，在设置所述金属电极前，在欲形成金属电极的区域对氧化钛层和钝化层进行开膜处理，通过开膜处理在钝化层和氧化钛层中形成安置孔，并在氧化钛层远离氮化钛层的一面生成凹槽，从而可以在安置孔中设置金属电极，制备得到太阳能电池。
具体的，可以在氧化钛层远离氮化钛层的一面生成钝化层之前，可以对氧化钛层进行开膜处理，从而在氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成凹槽，其中，所述开膜处理包括激光烧蚀或湿法刻蚀。
图7示出了本公开实施例中的第四种太阳能电池的结构示意图，参照图7，在硅基底10的一面制备氮化钛层20'，并通过对氮化钛层20'的氧化处理，在氮化钛层20'与硅基底10的中间生成隧穿氧化硅层30'，在氮化钛层20'远离硅基底的一面生成氧化钛层40'之后，可以对氧化钛层40'进行开膜处理，从而在氧化钛层40'远离氮化钛层20'的一面生成凹槽70'。
其中，所述开膜处理可以为在一定功率或能量密度下的激光烧蚀或湿法刻蚀，从而使氧化钛层40'中进行了开膜处理的区域，即所述凹槽70'对应的区域的厚度减小。
进一步的，在对氧化钛层进行开膜处理制备得到凹槽之后，可以在氧化钛层远离氮化钛层的一面制备钝化层。
其中，在氧化钛层远离氮化钛层的一面生成钝化层的方法具体可采用热原子沉积法或等离子体增强化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)。
在本公开实施例中，所述钝化层可以包括第一钝化层和第二钝化层，其中，第一钝化层设置在氧化钛层远离氮化钛层的一面，可以包括氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种，以降低电池表面的复合；第二钝化层设置在第一钝化层远离氧化钛层的一面，可以包括氧化硅，以降低入射光的反射。
例如，所述钝化层可以为氧化铝和氮化硅，可以在氧化处理生成的氧化钛层上通过热原子沉积制备3-10纳米厚度的氧化铝层，进一步采用PECVD在 氧化铝层上沉积40-80纳米厚度的氮化硅层，制备得到钝化层。
在制备得到钝化层之后，设置金属电极之前，可以在欲形成金属电极的区域对钝化层和氧化钛层进行开膜处理，从而通过开膜处理在钝化层和氧化钛层中生成安置孔，以供将金属电极设置在安置孔中，从而确保金属电极的一端穿过钝化层和氧化钛层与氮化钛层接触，另一端伸出钝化层远离氧化钛层的一面。
其中，所述开膜处理可以为在一定功率或能量密度下的激光烧蚀或湿法刻蚀，从而使钝化层和氧化钛层中进行了开膜处理的区域，产生用于安置金属电极的安置孔。
由于所述凹槽和所述安置孔的直径和深度不同，因此制备凹槽和安置孔的开膜处理对应的功率或能量密度也不同，具体可以根据实际加工需求确定。
参照图7，在钝化层60'和氧化钛层40'中设置有安置孔80'，安置孔80'与凹槽70'的轴线重合，且安置孔80'的直径小于或等于凹槽70'的直径，在将金属电极50'设置在安置孔80'中时，氧化钛层40'中靠近金属电极50'区域的厚度小于远离金属电极50'区域的厚度，从而可以提高氧化钛层40'远离金属电极50'区域的表面钝化效果。
例如，若钝化层包括氧化铝层和氮化硅层，则可以在氧化钛层上制备得到钝化层之后，可以在氮化硅层、氧化铝层和氧化钛层上根据电极设计图形进行激光开膜，然后丝网印刷银电极或铝电极并在600-900摄氏度下烧结，从而制备得到金属电极；或者在钝化膜的开膜区域内通过溅射、化学镀、光诱导电镀或电镀等结合的方式沉积镍/铜/锡、镍/铜/银金属层并经300-700摄氏度退火形成金属电极。
在本公开实施例中，一种太阳能电池的生产方法，包括：在硅基底的一面制备氮化钛层；对氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在氮化钛层远离硅基底的一面生成氧化钛层；在氧化钛层远离氮化钛层的一面设置金属电极，金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触。本申请中，可以直接在硅基底的一面制备氮化钛层，通过对氮化钛层的氧化处理，直接在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，不需要再经过单独的工艺制备隧穿氧化硅层，从而降低了工艺的复杂度，提高了太阳能电池的生产效率。
图8示出了本公开实施例提供的第五种太阳能电池的结构示意图，参照图8，太阳能电池可以包括：硅基底10、隧穿氧化硅层30'、氮化钛层20'、氧化钛层40'和金属电极50'。
其中，隧穿氧化硅层30'设置在硅基底10的一面，氮化钛层20'设置在隧穿氧化硅层30'远离硅基底10的一面，氧化钛层40'设置在氮化钛层20'远离隧穿氧化硅层30'的一面，金属电极50'的一端穿过氧化钛层40'与氮化钛层20'接触，且隧穿氧化硅层30'和氧化钛层40'是在对氮化钛层20'进行氧化处理的过程中生成。
在本公开实施例中，由于氮化钛层本身具有优良的钝化性能，且沉积速率较高，因而可在硅基底上直接沉积氮化钛层，在对氮化钛层通过一次氧化处理之后，生成的氧化钛层可以增强表面钝化效果，生成的隧穿氧化硅层可以与氮化钛层构成钝化接触结构，也可以进一步提高表面钝化效果，因此，本公开中仅通过制备氮化钛层以及一次氧化处理，就可以得到包含隧穿氧化硅层、氮化钛层以及氧化钛层的多层钝化薄膜结构，可以实现较好的钝化效果，从而在保证钝化效果的同时，降低工艺的复杂度，提高生产效率，降低生产成本。
具体的，所述硅基底可以为经过表面去损伤、抛光或者制绒扩散后的硅片，其掺杂类型可以为n型掺杂，也可以为p型掺杂。
所述隧穿氧化硅层具有较低的隧穿电阻，可以起到隧穿作用，同时能够钝化硅基底的表面缺陷，降低硅基底表面缺陷态密度。
所述氮化钛层可以提供场致钝化并对载流子选择性通过，从而使得硅基底中的载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，因此，所述隧穿氧化硅层和氮化钛层可以构成太阳能电池中的钝化接触结构，使得硅基底表面的能带发生弯曲，硅基底中产生的多数载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，而少数载流子被阻挡，从而降低了硅基底表面的载流子浓度，实现良好的表面钝化效果。此外，所述氮化钛层具有良好的热稳定性和化学稳定性，其本身就具有优良的钝化性能，可以钝化硅基底表面以抑制载流子表面复合。
所述氧化钛层也可以增强表面钝化效果，所述氧化钛层的厚度可以大于氮化钛层的厚度。
所述金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触，另一端伸出氧化钛层远离氮化钛层的一面。由于金属电极可以通过氧化钛层上设置的安置孔与 氮化钛层直接接触，使得金属电极不与硅基底直接接触，从而有效降低了金属电极接触处的载流子复合。在受到光照的情况下，硅基底作为光吸收层，产生载流子，由于多数载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，然后被与氮化钛层接触的金属电极导出，从而实现载流子的分离，使得金属电极与硅基底之间产生电势差，即产生电压，从而将光能转换为电能。
在本公开实施例中，一种太阳能电池，包括：硅基底、隧穿氧化硅层、氮化钛层、氧化钛层和金属电极；隧穿氧化硅层设置在硅基底的一面，氮化钛层设置在隧穿氧化硅层远离硅基底的一面，氧化钛层设置在氮化钛层远离隧穿氧化硅层的一面，金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触；其中，隧穿氧化硅层和氧化钛层是在对氮化钛层进行氧化处理的过程中生成的。本申请中，可以直接在硅基底的一面制备氮化钛层，通过对氮化钛层的氧化处理，直接在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，不需要再经过单独的工艺制备隧穿氧化硅层，从而降低了工艺的复杂度，提高了太阳能电池的生产效率。
可选的，参照图7，在氧化钛层40'远离氮化钛层20'的一面设置有钝化层60'，以进一步降低电池表面的复合。金属电极50'的一端穿过氧化钛层40'和钝化层60'与氧化钛层40'接触。
可选的，钝化层可以包括第一钝化层和第二钝化层，其中，第一钝化层设置在氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，第一钝化层可以包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种，以降低电池表面的复合，其厚度可以为10-90纳米，优选采用氧化铝/氮化硅；第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面，第二钝化层可以包括：氧化硅，以降低入射光的反射，其厚度可以为10-60纳米，大于隧穿氧化硅层的厚度。
可选的，参照图7，氧化钛层40'和钝化层60'的厚度之和，沿氮化钛层20'的表面保持不变，其中，氧化钛层40'中与金属电极50'之间的距离小于或等于预设间距的区域的厚度，小于或等于与金属电极50'之间的距离大于预设间距的区域的厚度。
具体的，可以在制备得到氧化钛层之后，对氧化钛层进行开膜处理，在氧化钛层远离氮化钛层的一面生成凹槽，并在具有凹槽的氧化钛层上制备钝化层，从而确保氧化钛层和钝化层的厚度之和保持不变，同时，在氧化钛层中与凹槽对应的区域的厚度小于或等于其他区域的厚度。进一步的，可以对钝化层 和氧化钛层进行开膜处理，在钝化层和氧化钛层中生成安置孔，使得安置孔与减薄凹槽的轴线重合，且安置孔的直径小于或等于凹槽的直径，在金属电极设置在安装孔中之后，氧化钛层中靠近金属电极区域的厚度，小于或等于远离金属电极区域的厚度，从而可以提高氧化钛层远离金属电极区域的表面钝化效果。
其中，所述开膜处理可以为在一定功率或能量密度下的激光烧蚀或湿法刻蚀，从而使氧化钛层中进行了开膜处理的区域，产生凹槽，使钝化层和氧化钛层中进行了开膜处理的区域，产生用于安置金属电极的安置孔。由于所述凹槽和所述安置孔的直径和深度不同，因此开膜处理对应的功率或能量密度也不同，具体可以根据实际加工需求确定。
可选的，所述隧穿氧化硅层的厚度为0.5-5纳米。
可选的，所述氮化钛层中氮和氧的浓度，从远离硅基底的一面到靠近硅基底一面逐渐减小，氮化钛层厚度为2-50纳米。所述氮化钛层中钛和氮的化学计量比接近于1，具有该化学计量比的氮化钛具有较高的化学稳定性，有利于保持太阳能电池性能的稳定可靠。
可选的，氮化钛层为微晶氮化钛，或，微晶氮化钛和多晶氮化钛的组合，所述微晶氮化钛的含量高于所述多晶氮化钛的含量，其中，微晶氮化钛的含量高于多晶氮化钛的含量，由于微晶氮化钛的微观结构为非常小的微晶的集合，没有明显的晶粒择优取向，从而使得氮化钛层的功函数和其他性能不会存在各向异性。
此外，氧化钛层为多晶氧化钛，或，多晶氧化钛和非晶氧化钛的组合，所述多晶氧化钛的含量高于所述非晶氮化钛的含量。
可选的，所述金属电极的材料可以为银，金，铜，镍，铝，锡，铬和钯中的任意一种或多种，因此，金属电极可以包括：铝电极、银电极、铝/银复合电极、镍/铜/锡复合电极、铬/钯/银复合电极和镍/铜/银复合电极中的任意一种。
需要说明的是，上述太阳能电池和太阳能电池的生产方法对应的部分两者可以参照，且具有相同或相似的有益效果。
此外，本公开实施例还提供了一种光伏组件，包括前述任一所述的太阳能电池，太阳能电池的两侧可以设置有封装胶膜、盖板、背板等。具有与前述的太阳能电池相同或相似的有益效果。
图9示出了本公开实施例提供的第六种太阳能电池的结构示意图，参照图9，太阳能电池可以包括：硅基底10、氧化硅层20”、隧穿钝化层30”和氮化钛层40”。
其中，氧化硅层20”设置在硅基底10的表面，所述表面可以为硅基底10的向光面，也可以是硅基底10的背光面，隧穿钝化层30”设置在氧化硅层20”远离硅基底10的一面，氮化钛层40”设置在隧穿钝化层30”远离氧化硅层20”的一面。
在本公开实施例中，硅基底的掺杂类型可以为n型掺杂，也可以为p型掺杂，在硅基底的掺杂类型为n型掺杂时，对应的掺杂物可以包括V族元素中的磷元素(P)、砷元素(As)、铋元素(Bi)和锑元素(Sb)中的任意一种或多种；在硅基底的掺杂类型为P型掺杂时，对应的掺杂物可以包括III族元素中的硼元素(B)、铝元素(Al)、镓元素(Ga)和铟元素(In)中的任意一种或多种。
设置在所述硅基底表面的氧化硅层可以起到隧穿作用，同时，还能钝化硅基底的表面缺陷，从而降低硅基底表面缺陷态密度。
设置在氧化硅层远离硅基底一面的隧穿钝化层，可以为氧化铝或氧化铪，隧穿钝化层可以起到隧穿作用，同时还具有化学钝化和场钝化作用，从而可以进一步增加硅基底表面的钝化效果。
此外，设置在隧穿钝化层远离氧化硅层一面的氮化钛层具有载流子选择性，可以与氧化钛层构成钝化接触结构，载流子可以隧穿通过氧化硅层和隧穿钝化层，且氮化钛层为具有载流子选择性的载流子选择层，因此，硅基底中产生的多数载流子可以穿透钝化接触结构，而少数载流子被阻挡，从而降低了硅基底表面的载流子浓度，实现良好的表面钝化效果。同时，由于氮化钛层具有良好的热稳定性和化学稳定性，氮化钛层与下层的隧穿钝化层和氧化硅层不发生反应，在高温下也不会发生严重的相互作用，有利于提高太阳能电池的热稳定性。进一步的，具有载流子选择性的氮化钛层与硅基底之间，除氧化硅层之外，还设置有隧穿钝化层，氧化硅层和隧穿钝化层构成的叠层结构可以避免在高温退火时氮化钛层局部穿透从而进入硅基底中，使得硅基底的接触电阻和接触复合不会因为氮化钛的进入而增加，从而确保太阳能电池的开路电压和填充因子，避免太阳能大电池的性能发生恶化，提高太阳能电池的效率。
需要说明的是，由于氮化钛具有准金属导电性，因此，可以直接利用氮化 钛层作为太阳能电池的金属电极，以收集并导出载流子。
进一步的，氮化钛本身就可以钝化硅基底表面以抑制载流子表面复合，且氮化钛层的沉积速率较快，从而可以提高太阳能电池的生产效率，降低生产成本。
在本公开实施例中，一种太阳能电池，包括：硅基底、氧化硅层、隧穿钝化层和氮化钛层；其中，氧化硅层设置在硅基底的表面，隧穿钝化层设置在氧化硅层远离硅基底的一面，氮化钛层设置在隧穿钝化层远离氧化硅层的一面。本申请中，具有载流子选择性的氮化钛层与硅基底之间，除氧化硅层之外，还设置有隧穿钝化层，氧化硅层和隧穿钝化层构成的叠层结构可以避免在高温退火时氮化钛层进入硅基底中，使得硅基底的接触电阻和接触复合不会因为氮化钛的进入而增加，从而确保太阳能电池的开路电压和填充因子，提高太阳能电池的效率。
可选的，上述氮化钛层具有电子选择性或空穴选择性，从而可以实现载流子的分离，在氮化钛层具有电子选择性的情况下，氮化钛层的功函数为4.1-4.5电子伏特；在氮化钛层具有空穴选择性的情况下，氮化钛层的功函数为4.8-5.5电子伏特。
在本公开实施例中，上述氮化钛层可以整面设置，即氮化钛层覆盖隧穿钝化层远离氧化硅层的表面的全部区域，也可以局部设置，即氮化钛层仅覆盖隧穿钝化层远离氧化硅层的表面的局部区域。在氮化钛层为局部设置的情况下，对于氮化钛层覆盖的区域，氮化钛层与氧化硅层构成的钝化接触结构提高了太阳能电池该区域的钝化水平，从而降低了该区域的接触复合；对于未设置氮化钛层的区域，由于减少了对光线的吸收和阻挡，从而可以提高太阳能电池的光吸收效率。
可选的，上述氮化钛层的氮空位密度大于10
15/cm
3。由于氮化钛层的功函数随氮空位密度的增加而降低，因此，可以通过针对氮化钛层的退火处理，设置不同的退火气氛和温度，调整氮化钛层中的氮空位密度，从而改变氮化钛层的功函数，使得最终得到的氮化钛层具有合适的功函数而产生电子选择性或空穴选择性。
可选的，上述氧化硅层的厚度可以为0.5-3纳米。
在本公开实施例中，可以采用等离子体氧化或热原子沉积方法制备氧化 硅层，从而精确的控制氧化硅层的厚度，例如，可以实现0.1纳米精度的控制，相比于采用常规高温氧化制备得到的氧化硅层，具有更加优异的钝化效果。
可选的，上述隧穿钝化层的材料可以包括：氧化铝或氧化铪，隧穿钝化层的厚度可以为0.5-5纳米。
在本公开实施例中，可以采用等离子体氧化或热原子沉积方法制备氧化铝或氧化铪作为隧穿钝化层，从而精确的控制隧穿钝化层的厚度，例如，可以实现0.1纳米精度的控制，相比于采用常规高温氧化制备得到的隧穿钝化层，具有更加优异的钝化效果。同时，还可以精确的控制包含氧化硅层和隧穿钝化层的叠层的总厚度不会阻碍隧穿的水平，例如，可以精确的制备得到厚度为0.5纳米的氧化硅层，厚度为1纳米的氧化铝作为隧穿钝化层。
可选的，图10示出了本公开实施例提供的第七种太阳能电池的结构示意图，参照图10，太阳能电池还包括：金属覆盖层50”，金属覆盖层50”设置在氮化钛层40”远离隧穿钝化层30”的一面，从而可以阻止氮化钛层40”在空气中的氧化，避免电池性能的下降。
可选的，上述金属覆盖层的厚度可以为0.1-10微米，金属覆盖层的材料可以包括：银、锡和铝/银复合材料中的任意一种。
可选的，图11示出了本公开实施例提供的第三种太阳能电池的结构示意图，参照图11，太阳能电池还包括：掺杂层60”和钝化减反层70”，其中，掺杂层60”设置在硅基底10与氧化硅层相对的表面，钝化减反层70”设置在掺杂层60”远离硅基底10的一面。
在本公开实施例中，所述掺杂层60”可以是通过掺杂硼得到的P型掺杂层，所述钝化减反层70”一方面可以实现硅基底表面的钝化，另一方面在所述钝化减反层70”设置在硅基底向光面时，还可以降低硅基底10向光面入射光的反射。
其中，所述钝化减反层70”还可以包括厚度为10纳米的氧化铝层71”和厚度为60纳米的氮化硅层72”。
本公开还提供了一种太阳能电池的生产方法，参见图12，示出了本公开实施例提供的一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图，该方法可以包括如下步骤：
步骤101”，在硅基底的表面制备氧化硅层。
在该步骤中，可以首先获取硅基底，进而在硅基底的表面上制备氧化硅层。
在本公开实施例中，所述硅基底的掺杂类型可以为n型掺杂，也可以为p型掺杂，所述硅基底可以为经过表面去损伤、抛光或者制绒扩散后的硅片。
可选的，可以采用低压力化学气相沉积法(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)、紫外线臭氧光解氧化技术(UV/O3)和热硝酸氧化法中的任意一种方法制备氧化硅层。
可选的，可以在获取到硅基底，首先在硅基底的与氧化硅层相对的表面制备掺杂层，并在掺杂层远离硅基底的一面制备钝化减反层。
在本公开实施例中，所述掺杂层可以是通过掺杂硼得到的P型掺杂层，所述钝化减反层一方面可以实现硅基底表面的钝化，另一方面在钝化减反层设置在硅基底向光面时，还可以降低硅基底向光面入射光的反射。
其中，所述钝化减反层还可以包括厚度为10纳米的氧化铝层和厚度为60纳米的氮化硅层。
例如，可以将掺杂类型为n型掺杂的硅基底在碱性溶液中刻蚀硅基底表面损伤层，形成表面随机金字塔结构，并经过RCA清洗后，在管式炉中利用三溴化硼(BBr
3)进行扩散，从而获得旁路电阻约为120欧姆/平方的P型掺杂层的硅基底，进一步可以采用等离子体增强原子沉积法制备10纳米厚度的氧化铝层作为钝化层，采用等离子体增强物理气相沉积法制备60纳米厚度的氮化硅层作为减反层，所述钝化层和减反层共同构成硅基底向光面的钝化减反层。此外，还可以在400摄氏度的温度下气体退火30分钟，以激活包括氧化铝层和氮化硅层的钝化减反层。进一步的，可以对硅基底的背光面进行清洗后，采用UV O
3暴露5分钟制备超薄氧化硅层。
步骤102”，在所述氧化硅层远离所述硅基底的一面制备隧穿钝化层。
在该步骤中，在硅基底上制备得到氧化硅层之后，可以进一步在氧化硅层远离硅基底的一面制备隧穿钝化层。
可选的，上述隧穿钝化层的材料可以包括：氧化铝或氧化铪，其厚度可以为0.5-5纳米，上述氧化硅层的厚度可以为0.5-3纳米。
可选的，可以采用热原子沉积法或等离子体增强化学气相沉积法制备隧穿钝化层。
在本公开实施例中，隧穿钝化层可以为氧化铝或氧化铪，可以起到隧穿作用，同时还具有化学钝化和场钝化作用，从而可以增加硅基底表面的钝化效果。
例如，可以采用热原子沉积法沉积超薄氧化铝或氧化铪，从而制备得到隧穿钝化层。
可选的，可以在氧化硅层远离硅基底的一面制备隧穿钝化层，即生成氧化硅层/隧穿钝化层的叠层结构之后，可以在400-1000摄氏度的温度范围内，对硅基底、氧化硅层和隧穿钝化层进行退火处理，使得氧化硅层/隧穿钝化层的叠层结构中的固定电荷数量增加，从而提高氧化硅层/隧穿钝化层的叠层结构的场效应钝化效果。例如，在800摄氏度进行退火处理之后，氧化硅层/隧穿钝化层的叠层结构中的固定电荷密度可以增加50％-100％。
步骤103”，在所述隧穿钝化层远离所述氧化硅层的一面制备氮化钛层。
在该步骤中，在氧化硅层上制备得到隧穿钝化层之后，可以进一步在隧穿钝化层远离氧化硅层的一面制备氮化钛层，该氮化钛层可以具有电子选择性或空穴选择性对应的功函数。
可选的，可以采用热原子沉积法或物理气相沉积反应溅射制备氮化钛层。
在采用热原子沉积法制备氮化钛层时，可以采用钛的氯化物前体作为钛源，采用氨气(NH
3)作为氮源，在300-500摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，从而在隧穿钝化层远离氧化硅层的一面生成氮化钛层，其中，所述钛的氯化物前体可以为四氯化钛(TiCl
4)、三氯化钛(TiCl
3)和二氯化钛(TiCl
2)中的任意一种或多种。
在采用物理气相沉积反应溅射制备氮化钛层，采用钛钯，在氮气和氨气的气氛中，进行物理气相沉积反应溅射，从而在隧穿钝化层远离氧化硅层的一面生成氮化钛层。
例如，可以在氧化铝或氧化铪构成的隧穿钝化层上采用热原子沉积法沉积500纳米厚度的氮化钛层。
可选的，为了制备得到热稳定性的背面接触结构，在制备得到氮化钛层之后，可以进一步在氮化钛层远离隧穿钝化层的一面制备金属覆盖层，从而可以阻止氮化钛层在空气中的氧化，避免电池性能的下降。
可选的，可以采用热蒸发、溅射和印刷中的任意一种制备金属覆盖层，所述金属覆盖层的材料可以包括：银、锡和铝/银复合材料中的任意一种。
例如，可以采用热蒸发法在氮化钛层远离隧穿钝化层的一面沉积一层厚度为300纳米的银材料，从而得到所述金属覆盖层。
在本公开实施例中，由于氮化钛层的功函数随氮空位密度的增加而降低，因此，可以通过针对氮化钛层的退火处理，设置不同的退火气氛和温度，调整氮化钛层中的氮空位密度，从而改变氮化钛层的功函数，使得最终得到的氮化钛层具有合适的功函数而产生电子选择性或空穴选择性。例如，采用物理气相沉积反应溅射制备得到的氮化钛层的功函数处于电子选择性和空穴选择性对应的功函数的中间间隙(4.8±0.1电子伏特)，并不是很适用于电子选择性接触或空穴选择性接触，因而需要通过不同温度和气氛的退火处理从而获得具有合适功函数的氮化钛层，例如，在对上述制备得到的太阳能电池在700上摄氏度的纯氮气气氛中退火，太阳能电池的氮化钛层具有空穴选择性对应的较高的功函数，随着退火温度升高至800摄氏度以上，氮化钛层的功函数降低，处于所述中间间隙。
可选的，可以在隧穿钝化层远离氧化硅层的一面制备得到氮化钛层之后，可以在400-1000摄氏度的温度范围内，在氮气气氛中对氮化钛层进行退火处理，从而可以降低氮化钛层的功函数，使其具有电子选择性对应的较低的功函数。
具体的，氮化钛层在氮气气氛中进行退火处理的过程中，可能会产生氮空位，导致电子态密度增加，从而降低功函数。
可选的，在氮气气氛中对氮化钛层进行退火处理之后，可以进一步400-1000摄氏度的温度范围内，在包含氮气和氧气的混合气氛中对氮化钛层进行退火处理，混合气氛中氧气的质量百分比为10％。
具体的，由于氮化钛层在氮气气氛中进行退火处理的过程中，可能会产生氮空位，导致电子态密度增加，从而降低功函数，若随后在富氧的混合气氛中进一步退火处理，则氧可以填充氮化钛层中氮空位，并减少氮化钛层和隧穿钝化层中的氧空位，使得氮化钛层的功函数增加。
例如，首先在600摄氏度下在纯氮气气氛中进行退火处理，氮化钛层的功函数降低，然后在400摄氏度的富氧的氮气气氛中进行退火处理，则在第二次退火处理之后，氮化钛层的功函数又回到了其原始值。
在本公开实施例中，可以设置厚度较大的氮化钛层，从而可以通过在富氧 的混合气氛中进行退火处理，生成TiONx的生成，或通过离子注入氮，以降低氮化钛层中的钛/氮浓度比，或增加晶粒尺寸的方法，以提高氮化钛层的功函数。既保证了氧化硅/隧穿钝化层构成的叠层结构可以避免氮化钛层在高温下的穿透，又使氮化钛层的功函数保持在相对合适的水平。
需要说明的是，上述太阳能电池和太阳能电池的生产方法对应的部分两者可以参照，且具有相同或相似的有益效果。
此外，本公开实施例还提供了一种光伏组件，包括前述任一所述的太阳能电池，太阳能电池的两侧可以设置有封装胶膜、盖板、背板等。具有与前述的太阳能电池相同或相似的有益效果。
上面结合附图对本公开的实施例进行了描述，但是本公开并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本公开的启示下，在不脱离本公开宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本公开的保护之内。
Claims (38)
- 一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括：硅基底、设置在所述硅基底上的钝化接触结构，以及设置在所述钝化接触结构远离所述硅基底一面的金属电极；其中，所述钝化接触结构包括：隧穿钝化层、氮化钛层；所述隧穿钝化层设置在所述硅基底的一面，所述氮化钛层设置在所述隧穿钝化层远离所述硅基底的一面。
- 根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述钝化接触结构还包括半导体掺杂层；所述半导体掺杂层设置在所述氮化钛层远离所述隧穿钝化层的一面。
- 根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体掺杂层为n型掺杂，所述氮化钛层为电子选择传输层；或，所述半导体掺杂层为p型掺杂，所述氮化钛层为空穴选择传输层。
- 根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述氮化钛层为电子选择传输层，所述氮化钛层包含的掺杂原子或离子包括：砷原子或离子、铝原子或离子、磷原子或离子和锌原子或离子中的任意一种或多种。
- 根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述氮化钛层为空穴选择传输层，所述氮化钛层包含的掺杂原子或离子包括：氮原子或离子、硼原子或离子的任意一种或多种。
- 根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包含第一钝化接触结构和第二钝化接触结构两个钝化接触结构；所述第一钝化接触结构和第二钝化接触结构设置在所述硅基底同一面的不同区域，或设置在所述硅基底相对的两个面；所述第一钝化接触结构和第二钝化接触结构中的半导体掺杂层的掺杂类型互不相同。
- 根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述氮化钛层的厚度为2-50纳米。
- 根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述氮 化钛层包含氮化钛微晶。
- 根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述隧穿钝化层的材料包括：氧化硅、氧化铪、氧化铝和氮氧化硅中的任意一种。
- 根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体掺杂层的材料包括：多晶硅、多晶氧化硅和多晶碳化硅中的任意一种；所述半导体掺杂层的厚度为20-200纳米。
- 根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属电极包括：铝电极、银电极、铝/银复合电极、镍/铜/锡复合电极、铬/钯/银复合电极和镍/铜/银复合电极中的任意一种。
- 根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括：氧化钛层；所述氧化钛层设置在所述氮化钛层远离所述隧穿钝化层的一面，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层与所述氮化钛层接触；所述隧穿钝化层为隧穿氧化硅层；其中，所述隧穿氧化硅层和所述氧化钛层是在对所述氮化钛层进行氧化处理的过程中生成的。
- 根据权利要求12所述的太阳能电池，其特征在于，在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置有钝化层，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层和所述钝化层与所述氮化钛层接触。
- 根据权利要求13所述的太阳能电池，其特征在于，所述钝化层包括第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层设置在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，所述第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面；其中，所述第一钝化层包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种；所述第二钝化层包括：氧化硅。
- 根据权利要求12-14中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述隧穿氧化硅层的厚度为0.5-5纳米。
- 根据权利要求12-14中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述氮化钛层中氮和氧的浓度，从远离所述硅基底的一面到靠近所述硅 基底一面逐渐减小；所述氮化钛层的厚度为2-50纳米。
- 根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括：氧化硅层；所述氧化硅层设置在所述硅基底的表面，所述隧穿钝化层设置在所述氧化硅层远离所述硅基底的一面，所述氮化钛层设置在所述隧穿钝化层远离所述氧化硅层的一面。
- 根据权利要求17所述的太阳能电池，其特征在于，所述隧穿钝化层的材料包括：氧化铝或氧化铪；所述隧穿钝化层的厚度为0.5-5纳米。
- 根据权利要求17所述的太阳能电池，其特征在于，所述氮化钛层具有电子选择性或空穴选择性；在所述氮化钛层具有电子选择性的情况下，所述氮化钛层的功函数为4.1-4.5电子伏特；在所述氮化钛层具有空穴选择性的情况下，所述氮化钛层的功函数为4.8-5.5电子伏特。
- 根据权利要求17所述的太阳能电池，其特征在于，所述氮化钛层的氮空位密度大于10 15/cm 3。
- 根据权利要求17所述的太阳能电池，其特征在于，所述氧化硅层的厚度为0.5-3纳米。
- 根据权利要求17-21中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括：金属覆盖层；所述金属覆盖层设置在所述氮化钛层远离所述隧穿钝化层的一面。
- 根据权利要求22所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属覆盖层的厚度为0.1-10微米；所述金属覆盖层的材料包括：银、锡和铝/银复合材料中的任意一种。
- 一种太阳能电池的生产方法，其特征在于，所述方法包括：在硅基底的一面制备隧穿钝化层，在所述的隧穿钝化层远离硅基底的一面上制备氮化钛层；在所述氮化钛层远离隧穿钝化层的一面上制备金属电极。
- 根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述氮化钛层进行氧化处理，在所述氮化钛层与所述硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在所述氮化钛层远离所述硅基底的一面生成氧化钛层；在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层与所述氮化钛层接触。
- 根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述氧化处理包括：干式氧化、湿式氧化和等离子体氧化中的任意一种。
- 根据权利要求26所述的方法，其特征在于，在所述氧化处理为干式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化气氛包括氮气和氧气；在所述氧化处理为湿式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化气氛包括氮气和水；在所述氧化处理为等离子体氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为25-300摄氏度。
- 根据权利要求25-27中任一项所述的方法，其特征在于，所述在硅基底的一面制备氮化钛层的步骤，包括：采用钛的氯化物前体作为钛源，采用氨气作为氮源，在300-500摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，在所述硅基底的一面生成所述氮化钛层；或，采用钛钯，在氮气和氨气的气氛中，进行物理气相沉积反应溅射，在所述硅基底的一面生成所述氮化钛层。
- 根据权利要求25-27中任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极的步骤，包括：在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成钝化层；在所述钝化层远离所述氧化钛层的一面设置所述金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层和所述钝化层与所述氮化钛层接触。
- 根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述钝化层包括第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层设置在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，所述第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面；其中，所述第一钝化层包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧 化硅中的任意一种或多种；所述第二钝化层包括：氧化硅。
- 根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极的步骤，包括：在设置所述金属电极前，在欲形成所述金属电极的区域对所述氧化钛层和钝化层进行开膜处理，通过所述开膜处理在所述钝化层和氧化钛层中形成安置孔，并在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成凹槽；在所述安置孔中设置所述金属电极；其中，所述开膜处理包括激光烧蚀或湿法刻蚀。
- 根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在硅基底的表面制备氧化硅层；在所述氧化硅层远离所述硅基底的一面制备隧穿钝化层；在所述隧穿钝化层远离所述氧化硅层的一面制备氮化钛层。
- 根据权利要求32所述的方法，其特征在于，在所述隧穿钝化层远离所述氧化硅层的一面制备氮化钛层的步骤之后，所述方法还包括：在所述氮化钛层远离所述隧穿钝化层的一面制备金属覆盖层。
- 根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述隧穿钝化层的材料包括：氧化铝或氧化铪；所述隧穿钝化层的厚度为0.5-5纳米；所述氧化硅层的厚度为0.5-3纳米。
- 根据权利要求32所述的方法，其特征在于，在所述隧穿钝化层远离所述氧化硅层的一面制备氮化钛层的步骤之前，所述方法还包括：在400-1000摄氏度的温度范围内，对所述硅基底、所述氧化硅层和所述隧穿钝化层进行退火处理。
- 根据权利要求32所述的方法，其特征在于，在所述隧穿钝化层远离所述氧化硅层的一面制备氮化钛层的步骤之后，所述方法还包括：在400-1000摄氏度的温度范围内，在氮气气氛中对所述氮化钛层进行退火处理。
- 根据权利要求36所述的方法，其特征在于，在氮气气氛中对所述氮化钛层进行退火处理的步骤之后，所述方法还包括：在400-1000摄氏度的温度范围内，在包含氮气和氧气的混合气氛中对所述氮化钛层进行退火处理，所述混合气氛中氧气的质量百分比为10％。
- 一种光伏组件，其特征在于，包括权利要求1-23中任一所述的太阳能电池。
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2021
- 2021-11-23 WO PCT/CN2021/132480 patent/WO2022134990A1/zh active Application Filing
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