WO2023142840A1 - 太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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WO2023142840A1
WO2023142840A1 PCT/CN2022/142434 CN2022142434W WO2023142840A1 WO 2023142840 A1 WO2023142840 A1 WO 2023142840A1 CN 2022142434 W CN2022142434 W CN 2022142434W WO 2023142840 A1 WO2023142840 A1 WO 2023142840A1
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conductive
functional
substrate
electrode
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何秉轩
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隆基绿能科技股份有限公司
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to the technical field of solar cell manufacturing, in particular to a solar cell and a preparation method thereof.
  • a solar cell generates electric power from abundant solar energy, has attracted attention as an alternative energy source, and has no problem in terms of environmental pollution.
  • a solar cell mainly includes a substrate, a semiconductor layer, a passivation layer and an electrode layer.
  • the substrates are made of silicon wafers with different conductivity types such as p-type or n-type.
  • the electrode layer needs to be connected to the semiconductor layer to draw the current out.
  • the screen printing technology is usually used when making the electrode layer, that is, the conductive paste is coated on the surface of the solar cell with a printing machine to form an electrode layer, and then dried and sintered to form a metal contact.
  • the conductive paste when the conductive paste is sintered, it will damage and pollute the inside of the battery to a certain extent, which will affect the efficiency of the battery.
  • the object of the present invention is to provide a solar cell and a preparation method thereof.
  • the present invention provides a method for preparing a solar cell, the method comprising:
  • the intermediate substrate includes a substrate, a first conductive layer, a first functional layer, a second conductive layer, and a second functional layer, the intermediate substrate has a first surface and a second surface, the first surface of the intermediate substrate The first conductive layer and the first functional layer are sequentially arranged on one side from bottom to top, and the first conductive layer is in contact with the first surface; the second surface of the intermediate substrate is sequentially arranged on the second conductive layer and the first functional layer from top to bottom.
  • the second functional layer, the second conductive layer is in contact with the second surface; a patterned polymer mask is fixed on the surface (generally the upper surface) of the first functional layer, and the patterned polymer mask is There is a slot; the first strengthening layer and the first electrode layer are sequentially formed at the slot of the patterned polymer mask, and the first strengthening layer is in contact with the first conductive layer, wherein the first The functional layer includes a hollow area, and the hollow area is used to expose the first conductive layer at the groove of the patterned polymer mask; the patterned polymer mask is removed to obtain the solar cell.
  • the first conductive layer and the second conductive layer are used to lead out the current in the substrate.
  • the first reinforcement layer may include one of a TCO thin film layer, a silicon nitride thin film layer, a silicon dioxide thin film layer or an aluminum oxide thin film layer.
  • a patterned polymer mask is fixed on the surface of the second functional layer, and the patterned polymer mask has grooves;
  • the second electrode layer is in contact with the second conductive layer, wherein the second functional layer includes a second hollow area, The second hollow area is used to expose the second conductive layer at the groove of the patterned polymer mask.
  • the material of the second electrode layer includes conductive metal, such as one or a combination of two or more of aluminum, copper, gold, silver, and nickel.
  • the preparation method further includes : remove the second functional layer at the groove of the patterned polymer mask, so that the second hollow area is formed on the second functional layer, and the second conductive layer is formed on the second The hollow area is exposed. Grooves are made on the second functional layer through the masking action of the patterned polymer mask.
  • the preparation method further includes: removing part of the second functional layer to make the second functional layer The second hollow area is formed on the functional layer, so that the second conductive layer is exposed at the second hollow area.
  • the preparation method before forming the second electrode layer at the groove of the patterned polymer mask, the preparation method may further include;
  • a second reinforcement layer is formed at the groove of the patterned polymer mask, the second reinforcement layer is in contact with the second conductive layer; the second electrode layer is in contact with the second reinforcement layer.
  • the second reinforcement layer can promote the flow of current from the second conductive layer and improve the stability of the battery.
  • the second reinforcement layer includes a conductive film layer and a transparent conductive oxide TCO layer arranged from top to bottom, the conductive film layer is in contact with the second conductive layer; the conductivity type of the conductive film layer is the same as that of the first conductive film layer.
  • the conductivity types of the two conductive layers are the same.
  • the conductive thin film layer may include one of a doped amorphous layer, a doped polycrystalline layer or a doped microcrystalline layer;
  • the second strengthening layer may also include one of a TCO thin film layer, a silicon nitride thin film layer, a silicon dioxide thin film layer or an aluminum oxide thin film layer.
  • the patterned polymer mask generally includes a first layer and a second layer that are laminated, the first layer generally includes a polymer film layer, and the second layer generally includes Adhesive film layer.
  • the thickness of the first layer is generally controlled to be 1 ⁇ m-100 ⁇ m, for example, 5 ⁇ m-40 ⁇ m, 10 ⁇ m-25 ⁇ m, and the like.
  • the thickness of the second layer is generally controlled to be 1 ⁇ m-30 ⁇ m, such as 2 ⁇ m-15 ⁇ m, 3 ⁇ m-10 ⁇ m and the like.
  • the visible light transmittance of the first layer is generally less than or equal to 90%.
  • the polymer film mainly functions as a mask.
  • the material of the polymer film layer generally includes a polymer, for example, one or a combination of two or more of polyethylene terephthalate, polyolefin, polyimide, and the like.
  • the polyolefin can be a polyolefin film; the polyolefin can be polyvinyl chloride (PVC), biaxially oriented polypropylene, and the like.
  • the adhesive film layer is used for fixing the patterned polymer mask on the surface of the intermediate substrate.
  • the material of the adhesive film layer includes one or a combination of two or more of silica gel, acrylic glue, polyurethane, rubber, polyisobutylene, and the like.
  • the first layer has an opening corresponding to the first electrode layer and/or the second electrode layer (the shape of the opening corresponds to the pattern shape of the electrode, specifically, it can be a slit, a groove, etc. ), the opening runs through the thickness direction of the first layer, and its shape can be adjusted according to actual needs, for example, it can be groove-shaped.
  • the openings form a pre-designed pattern on the surface of the polymer mask, which is used for subsequent formation of electrode grid lines on the solar battery sheet.
  • the first layer is generally obtained by laser processing a mask according to the desired electrode shape; when the first layer includes a polymer film layer, the mask includes a high molecular mask.
  • the thickness of the mask is generally 1 ⁇ m-100 ⁇ m, such as 5 ⁇ m-30 ⁇ m.
  • the process of preparing the first layer includes using an ultrafast laser (laser with a pulse width of ps or even fs level) to prepare an opening in a desired electrode shape on the mask.
  • an ultrafast laser laser with a pulse width of ps or even fs level
  • a finely processed mask can be produced.
  • the first layer has better absorption effect on light in a certain wavelength range.
  • a laser with a specific wavelength can be used to etch the first layer, thereby reducing the demand for laser power and saving costs.
  • the absorption coefficient of the first layer under the irradiation conditions of the ultraviolet light source is generally ⁇ 20%, further can be ⁇ 50%, ⁇ 80 %, wherein, the wavelength of the ultraviolet light source is 355 ⁇ 15nm.
  • the absorption coefficient of the first layer under the irradiation condition of a green light source is generally ⁇ 20%, further can be ⁇ 50%, ⁇ 80 %, wherein the wavelength of the green light source is 530 ⁇ 15nm.
  • the absorption coefficient of the second layer under the irradiation condition of ultraviolet light source is generally ⁇ 5%, further can be ⁇ 50%, ⁇ 80%, wherein, the wavelength of the ultraviolet light source is 355 ⁇ 15nm.
  • the absorption coefficient of the second layer under the irradiation condition of a green light source is generally ⁇ 5%, further can be ⁇ 50%, ⁇ 80 %, wherein the wavelength of the green light source is 530 ⁇ 15nm.
  • the viscosity of the adhesive layer of the second layer is generally adjusted according to processing requirements, so as to ensure that the patterned polymer mask will not fall off from the intermediate substrate when depositing electrodes, and will not Avoid damaging the substrate when removing the patterned polymer mask, avoiding looseness or stickiness.
  • the peel strength of the second layer in the first temperature range is generally 1-50gf/cm, such as 5-30gf/cm, 6-15gf/cm, etc.; wherein, the preset The temperature range is generally 15-30°C, such as 20-30°C, 20-25°C, etc.
  • the substrate may be a solar cell.
  • the patterned polymer mask is fixed on the surface of the solar cell, and metal electrodes are deposited on the surface of the solar cell by a deposition method to directly grow the electrode structure of the desired shape on the surface of the solar cell.
  • the substrate can also be other membrane plates, and after metal electrodes are plated on the substrate, it is transferred to a solar cell as a solar electrode.
  • electrodes can be grown on a plastic film (with a complete plane, such as a transparent PET film), and then the film with electrodes can be directly turned over and buckled on the solar cell, and the solar cell electrode can also be made. Purpose.
  • the method for fixing the patterned polymer mask on the substrate includes using one or a combination of double-sided tape and glue.
  • the fixing method can be direct paste.
  • the solar cell includes one or more PN junctions that have been prepared and are collectively referred to as devices that can generate photovoltaic effects.
  • the preparation process of the intermediate substrate may specifically include sequentially fabricating the first conductive layer (doped layer or a stack of tunnel oxide layer and polysilicon doped layer), the second conductive layer (tunnel Oxide layer and polysilicon doped layer stack), high temperature annealing, and then sequentially make the first functional layer (a stack of aluminum oxide layer and silicon nitride layer, or silicon nitride layer, or TCO layer), the second functional layer layer (silicon nitride layer or TCO layer).
  • the manufacturing method of the doped layer may include doping the substrate.
  • the doping treatment may include sequentially performing silicon wafer texturing, boron diffusion, and BSG removal operations; wherein, the silicon wafer texturing includes etching the substrate surface,
  • the boron diffusion includes doping the etched substrate with boron in a high-temperature environment, and the removal of the BSG includes etching the borosilicate glass at the edge of the substrate.
  • the fabrication process of the tunnel oxide layer may include one of conventional deposition processes such as an oxidation process, an LPCVD process, and a PECVD process.
  • the temperature of the oxidation process is preferably 700-1000°C.
  • the thickness of the tunnel oxide layer in the first conductive layer and the second conductive layer is 1 nm-5 nm, for example, 1 nm-3 nm.
  • the manufacturing method of the polysilicon doped layer in the first conductive layer and the second conductive layer may include a method of PECVD deposition.
  • the temperature of the PECVD is preferably 500-700°C.
  • the thickness of the polysilicon doped layer in the first conductive layer and the second conductive layer is generally 50nm-220nm.
  • the temperature of the high temperature annealing is generally 700-1000°C.
  • the first functional layer is used to passivate interface defects, reduce carrier recombination, reduce surface reflection, and improve electrical conductivity. Further, the first functional layer can also increase light absorption.
  • the fabrication process of the first functional layer may include PECVD and/or atomic layer deposition (ALD).
  • the material of the first functional layer may include aluminum oxide (AlO), silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiON), One or a combination of two or more of silicon carbide (SiC) and the like.
  • the oxide of aluminum may be aluminum oxide
  • the oxide of silicon may be silicon oxide
  • the nitride of silicon may be silicon nitride, and the like.
  • the silicon nitride layer when the first functional layer is a laminate of an aluminum oxide layer and a silicon nitride layer, the silicon nitride layer is generally located above the aluminum oxide layer, and the silicon nitride layer is used to increase light absorption. , the aluminum oxide layer is used to passivate the interface curve and reduce surface reflection.
  • the thickness of the aluminum oxide layer in the first functional layer is generally controlled below 80 nm, such as below 30 nm, below 10 nm, etc.
  • the thickness of the silicon nitride layer in the first functional layer is generally above 50 nm, such as above 100 nm or above 150 nm.
  • the material of the second functional layer may include aluminum oxide (AlO), silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiON), One or a combination of two or more of silicon carbide (SiC) and the like.
  • the oxide of aluminum may be aluminum oxide
  • the oxide of silicon may be silicon oxide
  • the nitride of silicon may be silicon nitride, and the like.
  • the thickness of the second functional layer is generally above 50 nm, such as above 100 nm or above 150 nm.
  • the manufacturing process of the first electrode layer may include PVD.
  • the manufacturing process of the second electrode layer may include PVD.
  • the present invention also provides a solar cell, which is prepared by the above method for preparing a solar cell.
  • the type of the solar cell mentioned above may be a crystalline silicon solar cell, an amorphous silicon solar cell, or the like.
  • the amorphous silicon battery can be a thin film battery, a stacked battery, a perovskite battery, a fuel cell, a sensitized battery, a cadmium telluride battery, and the like.
  • a patterned polymer mask is fixed on the surface of the second functional layer, and the patterned polymer mask has grooves;
  • the patterned polymer mask generally includes a first layer and a second layer that are laminated, the first layer generally includes a polymer film layer, and the second layer generally includes Adhesive film layer.
  • the thickness of the first layer is generally controlled to be 1 ⁇ m-100 ⁇ m, for example, 5 ⁇ m-40 ⁇ m, 10 ⁇ m-25 ⁇ m, and the like.
  • the thickness of the second layer is generally controlled to be 1 ⁇ m-30 ⁇ m, such as 2 ⁇ m-15 ⁇ m, 3 ⁇ m-10 ⁇ m and the like.
  • the visible light transmittance of the first layer is generally less than or equal to 90%.
  • the adhesive film layer is used for fixing the patterned polymer mask on the surface of the intermediate substrate.
  • the material of the adhesive film layer includes one or a combination of two or more of silica gel, acrylic glue, polyurethane, rubber, polyisobutylene, and the like.
  • the first layer has an opening corresponding to the first electrode layer and/or the second electrode layer (the shape of the opening corresponds to the pattern shape of the electrode, specifically, it can be a slit, a groove, etc. ), the opening runs through the thickness direction of the first layer, and its shape can be adjusted according to actual needs, for example, it can be groove-shaped.
  • the openings form a pre-designed pattern on the surface of the polymer mask, which is used for subsequent formation of electrode grid lines on the solar battery sheet.
  • the width of the opening and the spacing between the openings can be adjusted according to usage scenarios and actual needs.
  • the distance between the openings is generally 50 ⁇ m-5 mm, for example, 500 ⁇ m-2 mm.
  • the width of the opening can be controlled to be 1 ⁇ m-100 ⁇ m, such as 1 ⁇ m-20 ⁇ m, 1 ⁇ m-10 ⁇ m, etc. ;
  • the width of the opening may be 100 ⁇ m-500 ⁇ m.
  • the first layer is generally obtained by laser processing a mask according to the desired electrode shape; when the first layer includes a polymer film layer, the mask includes a high molecular mask.
  • the thickness of the mask is generally 1 ⁇ m-100 ⁇ m, such as 5 ⁇ m-30 ⁇ m.
  • the process of preparing the first layer includes using an ultrafast laser (laser with a pulse width of ps or even fs level) to prepare an opening in a desired electrode shape on the mask.
  • an ultrafast laser laser with a pulse width of ps or even fs level
  • a finely processed mask can be produced.
  • the absorption coefficient of the first layer under the irradiation conditions of the infrared light source is generally ⁇ 20%, further can be ⁇ 50%, ⁇ 80 %, wherein the wavelength of the infrared light source is 1045 ⁇ 20nm.
  • the absorption coefficient of the second layer under the irradiation condition of a green light source is generally ⁇ 5%, further can be ⁇ 50%, ⁇ 80 %, wherein the wavelength of the green light source is 530 ⁇ 15nm.
  • the viscosity of the adhesive layer of the second layer is generally adjusted according to processing requirements, so as to ensure that the patterned polymer mask will not fall off from the intermediate substrate when depositing electrodes, and will not Avoid damaging the substrate when removing the patterned polymer mask, avoiding looseness or stickiness.
  • the peel strength of the second layer in the first temperature range is generally 1-50gf/cm, such as 5-30gf/cm, 6-15gf/cm, etc.; wherein, the preset The temperature range is generally 15-30°C, such as 20-30°C, 20-25°C, etc.
  • the substrate may be a solar cell.
  • the patterned polymer mask is fixed on the surface of the solar cell, and metal electrodes are deposited on the surface of the solar cell by a deposition method to directly grow the electrode structure of the desired shape on the surface of the solar cell.
  • the substrate can also be other membrane plates, and after metal electrodes are plated on the substrate, it is transferred to a solar cell as a solar electrode.
  • electrodes can be grown on a plastic film (with a complete plane, such as a transparent PET film), and then the film with electrodes can be directly turned over and buckled on the solar cell, and the solar cell electrode can also be made. Purpose.
  • the preparation process of the intermediate substrate may specifically include sequentially fabricating the first conductive layer (doped layer or a stack of tunnel oxide layer and polysilicon doped layer), the second conductive layer (tunnel Oxide layer and polysilicon doped layer stack), high temperature annealing, and then sequentially make the first functional layer (a stack of aluminum oxide layer and silicon nitride layer, or silicon nitride layer, or TCO layer), the second functional layer layer (silicon nitride layer or TCO layer).
  • the thickness of the tunnel oxide layer in the first conductive layer and the second conductive layer is 1 nm-5 nm, for example, 1 nm-3 nm.
  • the thickness of the polysilicon doped layer in the first conductive layer and the second conductive layer is generally 50nm-220nm.
  • the temperature of the high temperature annealing is generally 700-1000°C.
  • the first functional layer is used to passivate interface defects, reduce carrier recombination, reduce surface reflection, and improve electrical conductivity. Further, the first functional layer can also increase light absorption.
  • the fabrication process of the first functional layer may include PECVD and/or atomic layer deposition (ALD).
  • the material of the first functional layer may include aluminum oxide (AlO), silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiON), One or a combination of two or more of silicon carbide (SiC) and the like.
  • the oxide of aluminum may be aluminum oxide
  • the oxide of silicon may be silicon oxide
  • the nitride of silicon may be silicon nitride, and the like.
  • the silicon nitride layer when the first functional layer is a laminate of an aluminum oxide layer and a silicon nitride layer, the silicon nitride layer is generally located above the aluminum oxide layer, and the silicon nitride layer is used to increase light absorption. , the aluminum oxide layer is used to passivate the interface curve and reduce surface reflection.
  • the thickness of the aluminum oxide layer in the first functional layer is generally controlled below 80 nm, such as below 30 nm, below 10 nm, etc.
  • the thickness of the silicon nitride layer in the first functional layer is generally above 50 nm, such as above 100 nm or above 150 nm.
  • the material of the second functional layer may include aluminum oxide (AlO), silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiON), One or a combination of two or more of silicon carbide (SiC) and the like.
  • the oxide of aluminum may be aluminum oxide
  • the oxide of silicon may be silicon oxide
  • the nitride of silicon may be silicon nitride, and the like.
  • the thickness of the second functional layer is generally above 50 nm, such as above 100 nm or above 150 nm.
  • the first reinforcement layer includes a conductive thin film layer and a transparent conductive oxide TCO layer deposited sequentially from bottom to top.
  • the manufacturing process of the conductive thin film layer may include PECVD
  • the manufacturing process of the transparent conductive oxide TCO layer may include a sputtering process.
  • the present invention also provides a solar cell, which is prepared by the above method for preparing a solar cell.
  • the type of the solar cell mentioned above may be a crystalline silicon solar cell, an amorphous silicon solar cell, or the like.
  • the amorphous silicon battery can be a thin film battery, a stacked battery, a perovskite battery, a fuel cell, a sensitized battery, a cadmium telluride battery, and the like.
  • the solar cell preparation method provided by the present invention uses a polymer mask to make electrodes, and the slotting is standardized, and the current derivation effect is better, and can effectively avoid damage to the interior of the cell during the passivation process, and avoid the conventional preparation method due to the use of metal paste.
  • the material contaminates the interface bonding area and reduces the current conduction efficiency.
  • Example 1 is a schematic structural view of an intermediate substrate in Example 1;
  • Fig. 2 is the structural representation of the patterned polymer mask of embodiment 1 to embodiment 3;
  • Example 3 is a schematic diagram of the state in which the patterned polymer mask is fixed on the intermediate substrate in Example 1;
  • Fig. 4 is the structural representation of etching the first functional layer and the second functional layer in embodiment 1;
  • Fig. 5 is the structural representation of the solar cell of embodiment 1;
  • FIG. 7 is a schematic structural view of etching the first layer and the second functional layer in Example 2.
  • Fig. 8 is the structural representation of the solar cell of embodiment 2.
  • Example 9 is a schematic structural view of an intermediate substrate in Example 3.
  • Fig. 10 is a structural schematic diagram of etching the first functional layer and the second functional layer in embodiment 3;
  • Example 11 is a schematic structural view of the solar cell of Example 3.
  • Fig. 13 is a structural schematic diagram of etching the first functional layer and the second functional layer in embodiment 4;
  • Example 14 is a schematic structural view of the solar cell of Example 4.
  • Example 17 is a schematic structural view of the solar cell of Example 5.
  • Fig. 19 is a schematic structural diagram of etching the first functional layer and the second functional layer in embodiment 6;
  • Figure 20 is a schematic structural view of the solar cell of Example 6;
  • Fig. 22 is a schematic structural view of etching the first functional layer and the second functional layer in Example 7;
  • Figure 24 is a schematic structural view of the solar cell of Example 8.
  • Fig. 25 is a schematic structural view of another solar cell in Embodiment 1-Embodiment 7.
  • Removal of BSG take the boron-diffused substrate as the etching object, and wet-etch the borosilicate glass on the edge of the substrate to form a P-type doped layer 12 (also known as a semiconductor layer) on the first surface of the substrate. , as the first conductive layer).
  • a P-type doped layer 12 also known as a semiconductor layer
  • a silicon dioxide layer with a thickness of 1 nm-3 nm, namely the tunneling oxide layer 13 is formed on the second surface of the substrate from which the BSG has been removed by using a thermal oxidation process.
  • the temperature of the thermal oxidation process is controlled at 700-1000°C.
  • N-type polysilicon doped layer Deposit N-type polysilicon with a thickness of 50 nm-220 nm on the surface of tunnel oxide layer 13 by PECVD to form N-type polysilicon doped layer 14 .
  • the N-type polysilicon doped layer 14 and the tunnel oxide layer 13 together serve as the second conductive layer.
  • Deposition of the first silicon nitride layer and the second silicon nitride layer use PECVD to deposit silicon nitride SiNx on the surface of the aluminum oxide layer 15 and the surface of the N-type polysilicon doped layer 14, respectively, to form the first nitrogen layer with a thickness of more than 50nm.
  • the silicon nitride layer 16 and the second silicon nitride layer 17 (the first silicon nitride layer 16 and the aluminum oxide layer 15 are used as the first functional layer, and the second silicon nitride layer 17 is used as the second functional layer) to obtain an intermediate substrate.
  • the structure of the intermediate substrate is shown in FIG. 1 .
  • a single silicon nitride layer may also be used as the first functional layer instead of the aforementioned stacked layer of silicon nitride layer and aluminum oxide layer.
  • a polymer mask which includes a laminated polymer film layer and an adhesive film layer.
  • the material of the polymer film layer is PET, the thickness is 5 ⁇ m, the transmission of visible light is ⁇ 73%, and the energy absorption coefficient of 350nm ultraviolet light wavelength is ⁇ 47%.
  • the viscous film layer is made of silica gel adhesive, with a thickness of 5 ⁇ m, visible light transmission ⁇ 54%, and 350nm ultraviolet light wavelength energy absorption coefficient ⁇ 24%. At 25°C, the peel strength of the adhesive film layer is 10-15 gf/cm.
  • a patterned polymer mask 18 (also called a patterned film mask) is obtained.
  • the electrode grid line pattern is provided with groove-shaped openings in the mutually perpendicular x-direction and y-direction (x and y are perpendicular to each other), and the opening runs through the thickness direction of the polymer mask.
  • the positions of these openings correspond to the first strengthening layer and the second electrode layer formed on the intermediate substrate, and then the current is led out from the first strengthening layer and the second electrode layer.
  • the etched position is used for subsequent formation of the first reinforcement layer and the second electrode layer in contact with the first conductive layer and the second conductive layer, so that the first conductive layer and the second conductive layer Current is exported; other areas covered by the mask on the intermediate substrate will not be etched away, ensuring the structural integrity of the intermediate substrate.
  • step 1) when the first functional layer and the second functional layer have been partially removed before fixing the patterned polymer mask 18 to form the first hollow area and the second hollow area, step 1) may not be performed.
  • the above preparation method further includes: removing part of the first functional layer to form the first functional layer on the first functional layer.
  • the hollow area exposes the first conductive layer at the first hollow area.
  • part of the first functional layer can be removed by using laser.
  • the second electrode layer 93 when depositing the first electrode layer 93 and the second electrode layer 10, in addition to sequentially forming the first strengthening layer 9 and the first electrode layer 93 at the opening of the first functional layer on the first surface, the second electrode layer 93 can also be deposited on the second electrode layer.
  • the second reinforcement layer 20 and the second electrode layer 10 are sequentially formed at the opening of the second functional layer on the surface, as shown in Figure 25, the formation process and materials of the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 are the same, of course, The materials of the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 can also be different.
  • both the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 may also include one of a TCO film layer, a silicon nitride film layer, a silicon dioxide film layer or an aluminum oxide film layer, and the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer
  • the materials of the reinforcement layer 20 are the same or different.
  • the first strengthening layer 9 and the second strengthening layer 20 are TCO thin film layers, in addition to promoting the conduction of current from the conductive layer, they may also have the function of buffering carrier recombination.
  • the structure of the solar cell prepared in this embodiment is shown in FIG. 5 .
  • the solar cell includes an intermediate substrate, a first reinforcement layer 9 , a first electrode layer 93 and a second electrode layer 10 .
  • the intermediate substrate includes a substrate 11 , a first conductive layer, a first functional layer, a second conductive layer, and a second functional layer.
  • the first conductive layer includes a P-type doped layer 12
  • the second conductive layer includes a tunnel oxide layer 13 and an N-type polysilicon doped layer 14
  • the first functional layer includes a first silicon nitride layer 16 or an aluminum oxide layer 15 and the first silicon nitride layer 16
  • the second functional layer includes a second silicon nitride layer 17.
  • the substrate 11 is an N-type silicon wafer.
  • the aluminum oxide layer 15 and the first silicon nitride layer 16 are provided with through grooves, and the first reinforcement layer 9 is vertically filled in the grooves of the aluminum oxide layer 15 and the first silicon nitride layer 16, and the first reinforcement layer 9 It is located below the first electrode layer 93 and the lower end of the first reinforcement layer 9 is in contact with the P-type doped layer 12 .
  • the first reinforcement layer 9 specifically includes a P-type conductive thin film layer 91 and a transparent metal oxide TCO layer 92 that are stacked sequentially from bottom to top.
  • the tunnel oxide layer 13 , the N-type polysilicon doped layer 14 , and the second silicon nitride layer 17 are sequentially stacked on the second surface of the substrate 11 from top to bottom.
  • the second silicon nitride layer 17 is provided with a through groove, the second electrode layer 10 fills the groove of the second silicon nitride layer 17, and the upper end of the second electrode layer 10 is in contact with the N-type polysilicon doped layer 14 .
  • the second electrode layer 10 is a metal electrode.
  • the material of the first electrode layer 93 and the second electrode layer 10 is one or a combination of two or more of aluminum, copper, gold, silver and nickel.
  • This embodiment provides a solar cell, the preparation method of which comprises:
  • Silicon wafer texturing choose a silicon wafer as the substrate 21, use an alkaline solution to wet-etch the surface of the silicon wafer, and form a pyramid-shaped line-plane structure on the surface of the silicon wafer to cause more refraction of incident light.
  • a silicon dioxide layer with a thickness of 1nm-3nm is formed on the first surface and the second surface of the substrate 21 by a thermal oxidation process, that is, the first tunneling oxide layer 22 and the second tunneling oxide layer. Layer 23. Wherein, the temperature of the thermal oxidation process is controlled at 700-1000°C.
  • P-type polysilicon doped layer deposition Deposit P-type polysilicon with a thickness of 50 nm-220 nm on the surface of the first tunnel oxide layer 22 by PECVD to form a P-type polysilicon doped layer 25 .
  • the P-type polysilicon doped layer 25 and the first tunnel oxide layer 22 together serve as the first conductive layer.
  • N-type polysilicon doped layer Deposit N-type polysilicon with a thickness of 50 nm-220 nm on the surface of the second tunnel oxide layer 23 by PECVD to form N-type polysilicon doped layer 24 .
  • the N-type polysilicon doped layer 24 and the second tunnel oxide layer 23 together serve as the second conductive layer.
  • ALD is used to deposit aluminum oxide on the surface of the P-type polysilicon doped layer 25 to form an aluminum oxide layer with a thickness below 50 nm.
  • Deposition of the first silicon nitride layer and the second silicon nitride layer use PECVD to deposit silicon nitride SiNx on the surface of the aluminum oxide layer and the surface of the N-type polysilicon doped layer 24, respectively, to form the first nitride layer with a thickness of more than 50nm.
  • the silicon layer and the second silicon nitride layer 27 are used to obtain an intermediate substrate; wherein, the first silicon nitride layer and the aluminum oxide layer are used as the first functional layer 26, and the second silicon nitride layer 27 is used as the second functional layer.
  • the structure of the intermediate substrate is shown in FIG. 6 .
  • the electrode grid line pattern is provided with groove-shaped openings in the mutually perpendicular x-direction and y-direction (x and y are perpendicular to each other), and the opening runs through the thickness direction of the polymer mask.
  • the positions of these openings correspond to the first strengthening layer and the second electrode layer formed on the intermediate substrate, and then the current is led out from the first strengthening layer and the second electrode layer.
  • step 1) when the first functional layer 26 and the second functional layer have been partially removed before fixing the patterned polymer mask 28 to form the first hollowed out area and the second hollowed out area, step 1) may not be performed.
  • the above preparation method further includes: removing part of the first functional layer 26, so that the first functional layer 26 A first hollow area is formed, so that the first conductive layer is exposed at the first hollow area.
  • part of the first functional layer 26 may be removed by using a laser.
  • the second electrode layer 93 when depositing the first electrode layer 93 and the second electrode layer 10, in addition to sequentially forming the first strengthening layer 9 and the first electrode layer 93 at the opening of the first functional layer on the first surface, the second electrode layer 93 can also be deposited on the second electrode layer.
  • the second reinforcement layer 20 and the second electrode layer 10 are sequentially formed at the opening of the second functional layer on the surface. As shown in FIG. 25 , the formation process and materials of the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 are the same. Certainly, the materials of the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 may also be different.
  • the second strengthening layer 20 and the second electrode layer 10 are sequentially formed only at the opening of the second functional layer on the second surface, while the first electrode layer 10 on the first surface
  • the first reinforcing layer 9 is not formed at the opening of a functional layer, and only the first electrode layer 93 is formed.
  • both the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 may also include one of a TCO film layer, a silicon nitride film layer, a silicon dioxide film layer or an aluminum oxide film layer, and the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer
  • the materials of the reinforcement layer 20 are the same or different.
  • the first strengthening layer 9 and the second strengthening layer 20 are TCO thin film layers, in addition to promoting the conduction of current from the conductive layer, they may also have the function of buffering carrier recombination.
  • This embodiment provides a solar cell, the preparation method of which comprises:
  • Silicon wafer texturing choose a silicon wafer as the substrate 31, use an alkaline solution to wet-etch the surface of the silicon wafer, and form a pyramid-shaped line-plane structure on the surface of the silicon wafer to cause more refraction of incident light.
  • the tunneling oxide layer a silicon dioxide layer with a thickness of 1nm-3nm, namely the first tunneling oxide layer 32 and the second tunneling oxide layer, is formed on the first and second sides of the substrate by a thermal oxidation process 33. Wherein, the temperature of the thermal oxidation process is controlled at 700-1000°C.
  • P-type polysilicon doped layer deposition Deposit P-type polysilicon with a thickness of 50 nm-220 nm on the surface of the first tunnel oxide layer 32 by PECVD to form a P-type polysilicon doped layer 35 .
  • the P-type polysilicon doped layer 35 and the first tunnel oxide layer 32 together serve as the first conductive layer.
  • a single doped layer may also be used as the first conductive layer instead of the stacked layer of the above-mentioned P-type polysilicon doped layer and the first tunnel oxide layer 32 .
  • the single doped layer can be a P-type doped layer.
  • N-type polysilicon doped layer Deposit N-type polysilicon with a thickness of 50 nm-220 nm on the surface of the second tunnel oxide layer 33 by PECVD to form N-type polysilicon doped layer 34 .
  • the N-type polysilicon doped layer 34 and the second tunnel oxide layer 33 together serve as the second conductive layer.
  • TCO layer deposition Deposit the first TCO layer 36 on the surface of the P-type polysilicon doped layer 35 by sputtering process, deposit the second TCO layer 37 on the surface of the N-type polysilicon doped layer 34 by using the sputtering process, and finally form the structure is an intermediate substrate; wherein, the first TCO layer 36 serves as the first functional layer, and the second TCO layer 37 serves as the second functional layer.
  • the structure of the intermediate substrate is shown in FIG. 9 .
  • a polymer mask which includes a laminated polymer film layer and an adhesive film layer.
  • the material of the polymer film layer is PET, the thickness is 10 ⁇ m, the transmission of visible light is ⁇ 45%, and the energy absorption coefficient of 1047nm infrared light wavelength is ⁇ 28%.
  • the viscous film layer is made of silica gel adhesive with a thickness of 7 ⁇ m, visible light transmission ⁇ 67%, and 1047nm infrared light wavelength energy absorption coefficient ⁇ 21%.
  • the peel strength of the adhesive film layer was 17-23 gf/cm at 30°C.
  • a patterned polymer mask 38 (also called a patterned film mask) is obtained.
  • the electrode grid line pattern is provided with groove-shaped openings in the mutually perpendicular x-direction and y-direction (x and y are perpendicular to each other), and the opening runs through the thickness direction of the polymer mask.
  • the positions of these openings correspond to the first strengthening layer and the second electrode layer formed on the intermediate substrate, and then the current is led out from the first strengthening layer and the second electrode layer.
  • the intermediate substrate fixed with the patterned polymer mask 38 is plasma-etched to make the first functional layer (the first TCO layer 36), the second functional layer (the second TCO layer 37)
  • the position corresponding to the opening of the patterned polymer mask 38 is removed by etching to form the first hollow area and the second hollow area; or, the intermediate substrate fixed with the patterned polymer mask 38 is removed by laser, so that the first The positions of the first functional layer and the second functional layer corresponding to the opening of the patterned polymer mask 38 are removed by the laser, and the laser is aimed at the opening of the patterned polymer mask 38 during removal, and directly acts on the intermediate substrate.
  • step 1) when the first functional layer and the second functional layer have been partially removed before fixing the patterned polymer mask 38 to form the first hollow area and the second hollow area, step 1) may not be performed.
  • the above preparation method further includes: removing part of the first functional layer, forming the first functional layer on the first functional layer. A hollow area, exposing the first conductive layer at the first hollow area.
  • part of the first functional layer can be removed by using laser.
  • the second electrode layer 93 when depositing the first electrode layer 93 and the second electrode layer 10, in addition to sequentially forming the first strengthening layer 9 and the first electrode layer 93 at the opening of the first functional layer on the first surface, the second electrode layer 93 can also be deposited on the second electrode layer.
  • the second reinforcement layer 20 and the second electrode layer 10 are sequentially formed at the opening of the second functional layer on the surface, as shown in Figure 25, the formation process and materials of the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 are the same, of course, The materials of the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 can also be different.
  • both the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 may also include one of a TCO film layer, a silicon nitride film layer, a silicon dioxide film layer or an aluminum oxide film layer, and the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer
  • the materials of the reinforcement layer 20 are the same or different.
  • the first strengthening layer 9 and the second strengthening layer 20 are TCO thin film layers, in addition to promoting the conduction of current from the conductive layer, they may also have the function of buffering carrier recombination.
  • TCO layer deposition Deposit a TCO layer 45 on the surface of the P-type doped layer 42 by using a sputtering process, and the TCO layer 45 is used as the first functional layer;
  • the structure of the solar cell prepared in this embodiment is shown in FIG. 14 .
  • the solar cell includes an intermediate substrate, a first reinforcement layer 9 , a first electrode layer 93 and a second electrode layer 10 .
  • the intermediate substrate includes a substrate 41 , a first conductive layer, a first functional layer, a second conductive layer, and a second functional layer.
  • the first conductive layer includes a P-type doped layer 42
  • the second conductive layer includes a tunnel oxide layer 43 and an N-type polysilicon doped layer 44
  • the first functional layer includes a TCO layer 45
  • the second functional layer includes a silicon nitride layer.
  • Layer 46 the substrate 41 is an N-type silicon wafer.
  • the tunnel oxide layer 43 , the N-type polysilicon doped layer 44 , and the silicon nitride layer 46 are sequentially stacked on the second surface of the substrate 41 from top to bottom.
  • the second strengthening layer 20 and the second electrode layer 10 are sequentially formed only at the opening of the second functional layer on the second surface, while the first electrode layer 10 on the first surface
  • the first reinforcing layer 9 is not formed at the opening of a functional layer, and only the first electrode layer 93 is formed.
  • Silicon nitride layer deposition use PECVD to deposit silicon nitride SiNx on the surface of the P-type doped layer 52 to form a silicon nitride layer 55 with a thickness of more than 50 nm, and the silicon nitride layer 55 is used as the first functional layer;
  • the structure of the solar cell prepared in this embodiment is shown in FIG. 17 .
  • the solar cell includes an intermediate substrate, a first reinforcement layer 9 , a first electrode layer 93 and a second electrode layer 10 .
  • the intermediate substrate includes a substrate 51 , a first conductive layer, a first functional layer, a second conductive layer, and a second functional layer.
  • the first conductive layer includes a P-type doped layer 52
  • the second conductive layer includes a tunnel oxide layer 53 and an N-type polysilicon doped layer 54
  • the first functional layer includes a silicon nitride layer 55
  • the second functional layer includes a TCO Layer 56.
  • the substrate 51 is an N-type silicon wafer.
  • the P-type doped layer 52 and the silicon nitride layer 55 are sequentially stacked on the first surface of the substrate 51 from bottom to top.
  • the TCO layer 56 is provided with through grooves, the second electrode layer 10 fills the grooves of the TCO layer 56 , and the upper end of the second electrode layer 10 is in contact with the N-type polysilicon doped layer 54 .
  • the second electrode layer 10 is a metal electrode.
  • the material of the first electrode layer 93 and the second electrode layer 10 is one or a combination of two or more of aluminum, copper, gold, silver and nickel.
  • the second electrode layer 93 when depositing the first electrode layer 93 and the second electrode layer 10, in addition to sequentially forming the first strengthening layer 9 and the first electrode layer 93 at the opening of the first functional layer on the first surface, the second electrode layer 93 can also be deposited on the second electrode layer.
  • the second reinforcement layer 20 and the second electrode layer 10 are sequentially formed at the opening of the second functional layer on the surface. As shown in FIG. 25 , the formation process and materials of the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 are the same.
  • both the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 may also include one of a TCO thin film layer, a silicon nitride thin film layer, a silicon dioxide thin film layer or an aluminum oxide thin film layer.
  • a TCO thin film layer a silicon nitride thin film layer, a silicon dioxide thin film layer or an aluminum oxide thin film layer.
  • the first strengthening layer 9 and the second strengthening layer 20 are TCO thin film layers, in addition to promoting the conduction of current from the conductive layer, they may also have the function of buffering carrier recombination.
  • This embodiment provides a solar cell, which is different from Embodiment 2 in that the first functional layer is a TCO layer 66.
  • This embodiment only describes the steps different from Embodiment 2, and the rest of the steps are the same.
  • the preparation Methods include:
  • TCO layer deposition Deposit a TCO layer 66 on the surface of the P-type polysilicon doped layer 65 by using a sputtering process, and the TCO layer 66 is used as the first functional layer;
  • Silicon nitride layer deposition use PECVD to deposit silicon nitride SiNx on the surface of the N-type polysilicon doped layer 64 to form a silicon nitride layer 67 with a thickness of more than 50 nm.
  • the silicon nitride layer 67 is used as the second functional layer to obtain an intermediate layer. substrate.
  • the structure of this intermediate substrate is shown in FIG. 18 .
  • the fixed patterned polymer mask in step 8 of Example 2 is:
  • the structure of the solar cell prepared in this embodiment is shown in FIG. 20 .
  • the solar cell includes an intermediate substrate, a first reinforcement layer 9 , a first electrode layer 93 and a second electrode layer 10 .
  • the intermediate substrate includes a substrate 11 , a first conductive layer, a first functional layer, a second conductive layer, and a second functional layer.
  • the first conductive layer includes a P-type polysilicon doped layer 65 and a first tunnel oxide layer 62
  • the second conductive layer includes a second tunnel oxide layer 63 and an N-type polysilicon doped layer 64
  • the first functional layer includes a TCO layer 66
  • the second functional layer comprises a silicon nitride layer 67 .
  • the substrate 11 is an N-type silicon wafer.
  • the first tunnel oxide layer 62 , the P-type polysilicon doped layer 65 and the TCO layer 66 are sequentially stacked on the first surface of the substrate 61 from bottom to top.
  • the second electrode layer 93 when depositing the first electrode layer 93 and the second electrode layer 10, in addition to sequentially forming the first strengthening layer 9 and the first electrode layer 93 at the opening of the first functional layer on the first surface, the second electrode layer 93 can also be deposited on the second electrode layer.
  • the second reinforcement layer 20 and the second electrode layer 10 are sequentially formed at the opening of the second functional layer on the surface, as shown in Figure 25, the formation process and materials of the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 are the same, of course, The materials of the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 can also be different.
  • This embodiment provides a solar cell, which is different from Embodiment 2 in that the second functional layer is a TCO layer 77.
  • This embodiment only describes the steps different from Embodiment 2, and the rest of the steps are the same.
  • the preparation Methods include:
  • the second tunnel oxide layer 73 , the N-type polysilicon doped layer 74 , and the TCO layer 77 are sequentially stacked on the second surface of the substrate 71 from top to bottom.
  • both the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer 20 may also include one of a TCO film layer, a silicon nitride film layer, a silicon dioxide film layer or an aluminum oxide film layer, and the first reinforcement layer 9 and the second reinforcement layer
  • the materials of the reinforcement layer 20 are the same or different.
  • the first strengthening layer 9 and the second strengthening layer 20 are TCO thin film layers, in addition to promoting the conduction of current from the conductive layer, they can also have the effect of buffering carrier recombination.
  • the second silicon nitride layer 17 is provided with a through groove, the second electrode layer 10 fills the groove of the second silicon nitride layer 17, and the upper end of the second electrode layer 10 is in contact with the N-type polysilicon doped layer 14 .
  • the second electrode layer 10 is a metal electrode.
  • the material of the first electrode layer 93 and the second electrode layer 10 is one or a combination of two or more of aluminum, copper, gold, silver and nickel.

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Abstract

本发明提供了一种太阳能电池及其制备方法。该制备方法包括：获得中间基板，该中间基板包括衬底、第一导电层、第一功能层、第二导电层及第二功能层，在所述第一功能层的表面固定图案化高分子掩膜，所述图案化高分子掩膜具有开槽；在所述图案化高分子掩膜的开槽处依次制作第一加强层及第一电极层，所述第一加强层与所述第一导电层接触，其中，第一功能层包括镂空区，镂空区用于使第一导电层在图案化高分子掩膜的开槽处露出；去除所述图案化高分子掩膜，得到所述太阳能电池。本发明还提供了上述制备方法得到的太阳能电池。本发明提供的上述制备方法可以避免钝化过程中对电池内部的损伤以及使用金属浆料烧穿钝化层和减反层的问题。

Description

太阳能电池及其制备方法
本申请要求在2022年1月27日提交中国专利局、申请号为202210098623.1、发明名称为“太阳能电池及其制备方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术
太阳能电池是从丰富的太阳能产生电能，作为一种可替代能源，太阳能电池已经引人注意，并且太阳能电池也没有环境污染方面的问题。
太阳能电池主要包括基板，半导体层，钝化层及电极层。基板由具有如p型或n型这样的不同导电类型的硅片制成。电极层需要连接到半导体层将电流引出。目前在制作电极层时通常使用丝网印刷技术，即用印刷机械将导电浆料涂布在太阳能电池表面，形成电极层，然后干燥烧结后形成金属接触。但导电浆料在烧结时会对电池内部有一定的破坏和污染，影响电池效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种太阳能电池及其制备方法。
为了达到上述目的，第一方面，本发明提供了一种太阳能电池的制备方法，该制备方法包括：
获得中间基板：该中间基板包括衬底、第一导电层、第一功能层、第二导电层及第二功能层，所述中间基板具有第一面和第二面，所述中间基板的第一面由下至上依次设置第一导电层和第一功能层，所述第一导电层与所述第一面接触；所述中间基板的第二面由上至下依次设置第二导电层和第二功能层，所述第二导电层与所述第二面接触；在所述第一功能层的表面(一般为上表面)固定图案化高分子掩膜，所述图案化高分子掩膜具有开槽；在所述图案化高分子掩膜的开槽处依次制作第一加强层及第一电极层，所述第一 加强层与所述第一导电层接触，其中，所述第一功能层包括镂空区，所述镂空区用于使所述第一导电层在所述图案化高分子掩膜的开槽处露出；去除所述图案化高分子掩膜，得到所述太阳能电池。
在本说明书的描述中，“由下至上”的方向代表由太阳能电池的第二面到第一面的方向。“上”、“下”等术语指示的方位或位置关系仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在上述方案中，在所述第一功能层的表面固定图案化高分子掩膜之后，在所述图案化高分子掩膜的开槽处依次制作第一加强层及第一电极层之前，所述制备方法还包括：在所述图案化高分子掩膜的开槽处去除所述第一功能层，使所述第一功能层上形成所述镂空区，使所述第一导电层在所述镂空区处露出。通过图案化高分子掩膜对第一功能层进行开槽处理。
在上述方案中，获得中间基板之后，在所述第一功能层的表面固定图案化高分子掩膜之前，所述制备方法还包括：去除部分所述第一功能层，使所述第一功能层上形成所述镂空区，使所述第一导电层在所述镂空区处露出。
在上述制备方法中，所述在所述图案化高分子掩膜的开槽处去除所述第一功能层的过程可以包括：在所述图案化高分子掩膜的开槽处，利用刻蚀工艺去除所述第一功能层。当采用湿法刻蚀或等离子刻蚀去除第一功能层时，图案化高分子掩膜作为掩膜使用，以保护开槽之外的第一功能层。当采用激光刻蚀去除第一功能层时，激光对准图案化高分子掩膜的开槽处。
在上述制备方法中，所述在所述图案化高分子掩膜的开槽处依次制作第一加强层及第一电极层的过程可以包括：利用沉积工艺制作第一加强层；然后利用沉积工艺或电镀工艺，在所述第一加强层的上方继续制作第一电极层。
在上述中间基板中，所述第一导电层和第二导电层用于将衬底中的电流向外导出。
在本发明的具体实施方案中，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反(以使所述第一导电层与所述衬底形成PN结)，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同；
或，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反(以使所述第二导电层与所述衬底形成PN结)。
在本发明的具体实施方案中，所述第一导电层可以包括掺杂层、或隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层等。具体地，当所述第一导电层包括隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层时，一般是所述隧穿氧化层与所述衬底接触。
在本发明的具体实施方案中，所述第二导电层可以包括隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层，在这种情况下，一般是所述隧穿氧化层与所述衬底接触。
根据本发明的具体实施方案，第一功能层(又称第一介电层)、第二功能层(又称第二介电层)为非导电结构，分别用于保护第一导电层和第二导电层。在一些具体实施方案中，所述第一功能层可以包括第一钝化层，例如包括氧化铝层和氮化硅层的叠层、单一的氮化硅层、或者TCO层(透明导电氧化物层)等。第一功能层中TCO层的厚度可以是20nm-100nm。所述第二功能层可以包括第二钝化层，例如包括氮化硅层、TCO层等。第二功能层中TCO层的厚度可以是20nm-100nm。
根据本发明的具体实施方案，当所述衬底为N型硅片时，所述第一导电层可以为P型掺杂层；所述第一功能层可以为氧化铝层和氮化硅层的叠层、则该氧化铝层与所述P型掺杂层接触；所述第二导电层可以为隧穿氧化层和N型多晶硅掺杂层的叠层、则第二导电层中的隧穿氧化层与所述衬底接触；所述第二功能层可以为氮化硅层。
根据本发明的具体实施方案，当所述衬底为N型硅片时，所述第一导电层可以为隧穿氧化层和P型多晶硅掺杂层的叠层、则第一导电层中的隧穿氧化层与所述衬底接触；所述第一功能层可以为氧化铝层和氮化硅层的叠层，所述氧化铝层与所述P型多晶硅掺杂层接触；所述第二导电层可以为隧穿氧化层和N型多晶硅掺杂层的叠层、则第二导电层中的隧穿氧化层与所述衬底接触；所述第二功能层可以为氮化硅层。
根据本发明的具体实施方案，当所述衬底为N型硅片时，所述第一导电层可以为隧穿氧化层和P型多晶硅掺杂层、则第一导电层中的隧穿氧化层与所述衬底接触；所述第一功能层可以为TCO层，则第一功能层中的TCO层与所述P型多晶硅掺杂层接触；所述第二导电层可以为隧穿氧化层和N型多晶硅掺杂层的叠层、则第二导电层中的隧穿氧化层与所述衬底接触；所述第二功能层可以为TCO层。
在上述制备方法中，所述第一加强层可以促进电流从第一导电层的流出，并提高电池的稳定性。所述第一加强层可以包括由下至上设置的导电薄膜层和透明导电氧化物TCO层，其中，所述导电薄膜层一般与所述第一导 电层接触，所述导电薄膜层的导电类型一般与所述第一导电层的导电类型相同。
根据本发明的具体实施方案，所述导电薄膜层可以包括掺杂非晶层、掺杂多晶层或掺杂微晶层等中的一种。
或，所述第一加强层可以包括TCO薄膜层、氮化硅薄膜层、二氧化硅薄膜层或氧化铝薄膜层中的一种。
根据本发明的具体实施方案，当所述衬底为N型硅片时，所述第一导电层一般为P型掺杂层、以便与衬底形成PN结，所述第一功能层一般为氧化铝层及氮化硅层的叠层，所述第二导电层一般为隧穿氧化层及N型多晶硅掺杂层的叠层，所述第二功能层一般为氮化硅层，所述导电薄膜层可以包括P型掺杂非晶层、P型掺杂多晶层或P型掺杂微晶层等。
在上述制备方法中，所述导电薄膜层的制作工艺可以包括PECVD等。
在上述制备方法中，作为第一功能层、第二功能层或第一加强层的TCO层的制作工艺可以包括溅射工艺等。
在上述制备方法中，所述第一电极层的材质包括导电金属，例如包括铝、铜、金、银、镍等中的一种或两种以上的组合。
在上述制备方法中，所述第一电极层的制作工艺可以包括PVD等。
根据本发明的具体实施方案，在所述获得中间基板之后，所述制备方法还可以包括：
在所述第二功能层的表面固定图案化高分子掩膜，所述图案化高分子掩膜具有开槽；
在所述图案化高分子掩膜的开槽处制作第二电极层，以使所述第二电极层与所述第二导电层接触，其中，所述第二功能层包括第二镂空区，所述第二镂空区用于使所述第二导电层在所述图案化高分子掩膜的开槽处露出。
在完成第二电极层的制作之后，上述制备方法一般还包括去除图案化高分子掩膜的操作。
在上述制备方法中，所述第二电极层的材质包括导电金属，例如包括铝、铜、金、银、镍等中的一种或两种以上的组合。
在上述制备方法中，在所述第二功能层的表面固定图案化高分子掩膜之后，在所述图案化高分子掩膜的开槽处制作第二电极层之前，所述制备方法还包括：在所述图案化高分子掩膜的开槽处去除所述第二功能层，使所述第二功能层上形成所述第二镂空区，使所述第二导电层在所述第二镂空区处露 出。通过图案化高分子掩膜的掩膜作用在第二功能层上开槽。
在上述制备方法中，获得中间基板之后，在所述第二功能层的表面固定图案化高分子掩膜之前，所述制备方法还包括：去除部分所述第二功能层，使所述第二功能层上形成所述第二镂空区，使所述第二导电层在所述第二镂空区处露出。
在上述制备方法中，在所述图案化高分子掩膜的开槽处制作第二电极层之前，所述制备方法还可以包括；
在所述图案化高分子掩膜的开槽处制作第二加强层，所述第二加强层与所述第二导电层接触；所述第二电极层与所述第二加强层接触。
在上述制备方法中，所述第二加强层可以促进电流从第二导电层的流出，并提高电池的稳定性。所述第二加强层包括由上至下设置的导电薄膜层和透明导电氧化物TCO层，所述导电薄膜层与所述第二导电层接触；所述导电薄膜层的导电类型与所述第二导电层的导电类型相同。
根据本发明的具体实施方案，所述导电薄膜层可以包括掺杂非晶层、掺杂多晶层或掺杂微晶层中的一种；
或，所述第二加强层还可以包括TCO薄膜层、氮化硅薄膜层、二氧化硅薄膜层或氧化铝薄膜层中的一种。
在本发明的具体实施方案中，所述图案化高分子掩膜一般包括叠层设置的第一层和第二层，所述第一层一般包括高分子膜层，所述第二层一般包括粘性膜层。
在本发明的具体实施方案中，所述第一层的厚度一般控制为1μm-100μm，例如为5μm-40μm、10μm-25μm等。
在本发明的具体实施方案中，所述第二层的厚度一般控制为1μm-30μm，例如2μm-15μm、3μm-10μm等。
在本发明的具体实施方案中，所述第一层的可见光透过率一般小于等于90％。
在本发明的具体实施方案中，所述高分子膜层主要起到掩膜版的作用。所高分子膜层的材质一般包括高分子聚合物，例如包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃、聚酰亚胺等中的一种或两种以上的组合。在一些具体实施方案中，所述聚烯烃可以为聚烯烃薄膜；所述聚烯烃可以是聚氯乙烯(PVC)、双向拉伸聚丙烯等。
在本发明的具体实施方案中，所述粘性膜层用于图案化高分子掩膜在中 间基板表面的固定。
在本发明的具体实施方案中，粘性膜层的材质包括硅胶、亚克力胶、聚氨酯、橡胶、聚异丁烯等中的一种或两种以上的组合。
在本发明的具体实施方案中，所述第一层具有所述第一电极层和/或第二电极层对应的开口(开口的形状对应电极的图案形状，具体可以是狭缝、开槽等)，所述开口贯穿第一层的厚度方向，形状可根据实际需要调整，例如可以是槽状。所述开口可以为一个，也可以是两个以上。所述开口组成在高分子掩膜表面预先设计的图案、用于后续形成太阳能电池片上的电极栅线的图案。
在本发明的具体实施方案中，开口的宽度以及开口的间距可以根据使用场景和实际需要进行调整。所述开口之间的间距一般为50μm-5mm、例如为500μm-2mm。在一些具体实施方案中，当所述第一电极层和/或第二电极层为太阳能电池的收集电极时，所述开口的宽度可以控制为1μm-100μm，例如1μm-20μm、1μm-10μm等；当所述第一电极层和/或第二电极层为太阳能电池的汇流电极时，所述开口的宽度可以为100μm-500μm。
在本发明的具体实施方案中，所述第一层一般是依据所需电极形状通过激光加工掩膜后得到的；当所述第一层包括高分子膜层时，所述掩膜即包括高分子掩膜。具体地，所述掩膜的厚度一般为1μm-100μm、例如5μm-30μm。
根据本发明的具体实施方案，制备第一层的过程包括采用超快激光(脉冲宽度在ps甚至fs量级的激光)在掩膜上制备出需要的电极形状的开口。采用本发明的方法，能够制作加工精细的掩模。
在本发明的具体实施方案中，所述第一层对一定波长范围的光有较好的吸收效果。在形成图案化高分子的掩膜时，可以利用特定波长的激光对第一层进行刻蚀，从而降低激光功率的需求，节约成本。
在本发明的具体实施方案中，当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在紫外光光源照射条件下的吸收系数一般≥20％、进一步可以≥50％、≥80％，其中，所述紫外光光源的波长为355±15nm。
在本发明的具体实施方案中，当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在绿光光源照射条件下的吸收系数一般≥20％、进一步可以≥50％、≥80％，其中，所述绿光光源的波长为530±15nm。
在本发明的具体实施方案中，当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在红外光光源照射条件下的吸收系数一般≥20％、进一步可以≥ 50％、≥80％，其中，所述红外光光源的波长为1045±20nm。
在本发明的具体实施方案中，当所述第二层的厚度在200μm以下时，第二层在紫外光光源照射条件下的吸收系数一般≥5％、进一步可以≥50％、≥80％，其中，所述紫外光光源的波长为355±15nm。
在本发明的具体实施方案中，当所述第二层的厚度在200μm以下时，所述第二层在绿光光源照射条件下的吸收系数一般≥5％、进一步可以≥50％、≥80％，其中，所述绿光光源的波长为530±15nm。
在本发明的具体实施方案中，当所述第二层的厚度在200μm以下时，所述第二层在红外光光源照射条件下的吸收系数一般≥5％、进一步可以≥50％、≥80％，其中，所述红外光光源的波长为1045±20nm。
在本发明的具体实施方案中，所述第二层的粘性层的粘性一般根据加工要求进行调整，既保证图案化的高分子掩膜在沉积电极时不会从中间基板脱落，也不会在去除图案化的高分子掩膜时对基板造成破坏，避免过松或过粘。在一些具体实施方案中，所述第二层在第一温度区间的剥离强度一般为1-50gf/cm，例如可以是5-30gf/cm、6-15gf/cm等；其中，所述预设温度区间一般为15-30℃，例如20-30℃、20-25℃等。
根据本发明的具体实施方案，所述衬底可以是太阳能电池片。将图案化的高分子材质的掩模版固定在太阳能电池片表面，采用沉积方法在太阳电池表面沉积金属电极，以直接在太阳能电池片表面生长出所需形状的电极结构。所述衬底也可以是其他膜板，在衬底上镀金属电极后，将其转移到太阳能电池中作为太阳能电极。例如，可以是在一个塑料薄膜(具有完整平面即可，例如透明的PET薄膜)上生长出来电极，然后将带有电极的薄膜直接翻过来扣在太阳电池上，同样实现制作出太阳能电池电极的目的。
根据本发明的具体实施方案，将图案化的高分子的掩膜固定在基板上的方法包括采用双面胶、胶水中的一种或两种的组合方式。当图案化的高分子的掩膜包括粘性层时，则固定方法可为直接粘贴。本发明中，所述太阳能电池包括已经制备完一个或多个PN结并能产生光生伏特效应的器件统称。
在本发明的具体实施方案中，所述中间基板的制备过程具体可以包括依次制作第一导电层(掺杂层或隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层)、第二导电层(隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层)，高温退火，再依次制作第一功能层(氧化铝层和氮化硅层的叠层、或氮化硅层、或TCO层)、第二功能层(氮化硅层或TCO层)。
在本发明的具体实施方案中，所述掺杂层的制作方法可以包括对衬底进行掺杂处理。具体地，当掺杂层为硼掺杂层时，所述掺杂处理可以包括依次进行硅片制绒、硼扩散、去除BSG的操作；其中，所述硅片制绒包括刻蚀基板表面，所述硼扩散包括将刻蚀后的衬底在高温环境中掺杂硼元素，所述去除BSG包括刻蚀基板边缘的硼硅玻璃。
在本发明的具体实施方案中，所述隧穿氧化层的制作工艺可以包括氧化工艺、LPCVD工艺、PECVD工艺等常规沉积工艺中的一种。其中，所述氧化工艺的温度优选为700-1000℃。
在本发明的具体实施方案中，第一导电层、第二导电层中的所述隧穿氧化层的厚度为1nm-5nm、例如1nm-3nm。
在本发明的具体实施方案中，第一导电层、第二导电层中的多晶硅掺杂层的制作方法可以包括PECVD沉积的方法。其中，所述PECVD的温度优选为500-700℃。
在本发明的具体实施方案中，第一导电层、第二导电层中的多晶硅掺杂层的厚度一般为50nm-220nm。
在本发明的具体实施方案中，所述高温退火的温度一般为700-1000℃。
在本发明的具体实施方案中，所述第一功能层用于钝化界面缺陷，减少截流子复合，减少表面反射，改善导电特性。进一步地，第一功能层还可以增加吸光作用。所述第一功能层的制作工艺可以包括PECVD和/或原子层沉积ALD。
在本发明的具体实施方案中，所述第一功能层的材质可以包括铝的氧化物(AlO)、硅的氧化物(SiO)、硅的氮化物(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、碳化硅(SiC)等中的一种或两种以上的组合。具体地，铝的氧化物可以是氧化铝，硅的氧化物可以是氧化硅，硅的氮化物可以是氮化硅等。
本发明的具体实施方案中，当所述第一功能层为氧化铝层和氮化硅层的叠层时，氮化硅层一般位于氧化铝层的上方，氮化硅层用于增加吸光作用，氧化铝层用于钝化界面曲线，减少表面反射。在具体实施方案中，所述第一功能层中的氧化铝层的厚度一般控制在80nm以下、例如在30nm以下、10nm以下等。第一功能层中的氮化硅层的厚度一般在50nm以上，例如在100nm以上、150nm以上。
在本发明的具体实施方案中，所述第二功能层的材质可以包括铝的氧化物(AlO)、硅的氧化物(SiO)、硅的氮化物(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、 碳化硅(SiC)等中的一种或两种以上的组合。具体地，铝的氧化物可以是氧化铝，硅的氧化物可以是氧化硅，硅的氮化物可以是氮化硅等。在本发明的具体实施方案中，第二功能层的厚度一般在50nm以上，例如在100nm以上、150nm以上。
在本发明的具体实施方案中，所述第一加强层包括由下至上依次沉积的导电薄膜层和透明导电氧化物TCO层。其中，所述导电薄膜层的制作工艺可以包括PECVD，所述透明导电氧化物TCO层的制作工艺可以包括溅射工艺。
所述第一电极层的制作工艺可以包括PVD。
所述第二电极层的制作工艺可以包括PVD。
第二方面，本发明还提供了一种太阳能电池，其是由上述太阳能电池的制备方法制备得到的。
在本发明的具体实施方案中，上述太阳能电池的类型可以是晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等。其中，非晶硅电池可以是薄膜电池、叠层电池、钙钛矿电池、燃料电池、敏化电池、碲化镉电池等。
在本发明的具体实施方案中，上述太阳能电池包括中间基板、第一加强层和第一电极层；其中，所述中间基板包括：衬底、第一导电层、第一功能层、第二导电层及第二功能层；所述中间基板具有第一面和第二面，在所述中间基板的第一面由下至上依次设置第一导电层和第一功能层，所述第一导电层与所述第一面接触，在所述中间基板的第二面由上至下依次设置第二导电层和第二功能层，所述第二导电层与所述第二面接触；所述第一功能层具有镂空区，所述第一加强层填充所述第一功能层的镂空区(第一加强层一般贯穿第一功能层)，并且所述第一加强层与第一导电层接触所述第一电极层设于所述第一加强层的上方并且所述第一电极层与所述第一加强层相接触。
在上述太阳能电池中，所述第一功能层的镂空区是通过图案化高分子掩膜固定在所述第一功能层表面后去除部分第一功能层形成的；
或者，所述第一功能层的镂空区是在图案化高分子掩膜固定在所述第一功能层表面之前，去除部分所述第一功能层形成的。
在上述太阳能电池中，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同；或，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反。
根据本发明的具体实施方案，上述太阳能电池还可以包括第二电极层。此时，所述第二功能层设有开槽，所述第二电极层填充第二功能层的开槽，并且所述第二电极层与第二导电层接触。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的太阳能电池制备方法利用高分子掩膜的方式制作电极，开槽规范，电流导出效果更好，并可以有效避免钝化过程中对电池内部的损伤，避免常规制备方法因使用金属浆料污染界面结合区域、降低电流导电效率的问题。此外，本发明通过在电极与导电层之间设置第一加强层，可以促进电流从导电层的流出，并有效提高电池的稳定性。
第三方面，本发明还提供一种太阳能电池的制备方法，该制备方法包括：
获得中间基板：该中间基板包括衬底、第一导电层、第一功能层、第二导电层及第二功能层，所述中间基板具有第一面和第二面，所述中间基板的第一面由下至上依次设置第一导电层和第一功能层，所述第一导电层与所述第一面接触；所述中间基板的第二面由上至下依次设置第二导电层和第二功能层，所述第二导电层与所述第二面接触；在所述第一功能层的表面(一般为上表面)固定图案化高分子掩膜，所述图案化高分子掩膜具有开槽；在所述图案化高分子掩膜的开槽处去除所述第一功能层，使所述第一导电层露出；在所述图案化高分子掩膜的开槽处制作第一电极层，所述第一电极层与所述第一导电层接触；去除所述图案化高分子掩膜，得到所述太阳能电池。
在上述制备方法中，所述在所述图案化高分子掩膜的开槽处去除所述第一功能层的过程可以包括：在所述图案化高分子掩膜的开槽处，利用刻蚀工艺去除所述第一功能层。当采用湿法刻蚀或等离子刻蚀去除第一功能层时，图案化高分子掩膜作为掩膜使用，以保护开槽之外的第一功能层。当采用激光刻蚀去除第一功能层时，激光对准图案化高分子掩膜的开槽处。
在上述制备方法中，所述在所述图案化高分子掩膜的开槽处制作第一电极层的过程可以包括：利用沉积工艺或电镀工艺，在所述第一导电层的上方制作第一电极层。
在上述中间基板中，所述第一导电层和第二导电层用于将衬底中的电流向外导出。
在上述制备方法中，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反(以使所述第一导电层与所述衬底形成PN结)，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同；或，所述第一导电层的导电类型与所述 衬底的导电类型相同，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反(以使所述第二导电层与所述衬底形成PN结)。
在本发明的具体实施方案中，所述第一导电层可以包括掺杂层、或隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层等。具体地，当所述第一导电层包括隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层时，一般是所述隧穿氧化层与所述衬底接触。
在本发明的具体实施方案中，所述第二导电层可以包括隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层，在这种情况下，一般是所述隧穿氧化层与所述衬底接触。
根据本发明的具体实施方案，第一功能层(又称第一介电层)、第二功能层(又称第二介电层)为非导电结构，分别用于保护第一导电层和第二导电层。在一些具体实施方案中，所述第一功能层可以包括第一钝化层，例如包括氧化铝层和氮化硅层的叠层、单一的氮化硅层、或者TCO层(透明导电氧化物层)等。第一功能层中TCO层的厚度可以是20nm-100nm。所述第二功能层可以包括第二钝化层，例如包括氮化硅层、TCO层等。第二功能层中TCO层的厚度可以是20nm-100nm。
根据本发明的具体实施方案，当所述衬底为N型硅片时，所述第一导电层可以为P型掺杂层；所述第一功能层可以为氧化铝层和氮化硅层的叠层、则该氧化铝层与所述P型掺杂层接触；所述第二导电层可以为隧穿氧化层和N型多晶硅掺杂层的叠层、则第二导电层中的隧穿氧化层与所述衬底接触；所述第二功能层可以为氮化硅层。
根据本发明的具体实施方案，当所述衬底为N型硅片时，所述第一导电层可以为隧穿氧化层和P型多晶硅掺杂层的叠层、则第一导电层中的隧穿氧化层与所述衬底接触；所述第一功能层可以为氧化铝层和氮化硅层的叠层，所述氧化铝层与所述P型多晶硅掺杂层接触；所述第二导电层可以为隧穿氧化层和N型多晶硅掺杂层的叠层、则第二导电层中的隧穿氧化层与所述衬底接触；所述第二功能层可以为氮化硅层。
根据本发明的具体实施方案，当所述衬底为N型硅片时，所述第一导电层可以为隧穿氧化层和P型多晶硅掺杂层、则第一导电层中的隧穿氧化层与所述衬底接触；所述第一功能层可以为TCO层，则第一功能层中的TCO层与所述P型多晶硅掺杂层接触；所述第二导电层可以为隧穿氧化层和N型多晶硅掺杂层的叠层、则第二导电层中的隧穿氧化层与所述衬底接触；所述第二功能层可以为TCO层。
根据本发明的具体实施方案，当所述衬底为N型硅片时，所述第一导 电层一般为P型掺杂层、以便与衬底形成PN结，所述第一功能层一般为氧化铝层及氮化硅层的叠层，所述第二导电层一般为隧穿氧化层及N型多晶硅掺杂层的叠层，所述第二功能层一般为氮化硅层，所述导电薄膜层可以包括P型掺杂非晶层、P型掺杂多晶层或P型掺杂微晶层等。
在上述制备方法中，所述导电薄膜层的制作工艺可以包括PECVD等。
在上述制备方法中，作为第一功能层、第二功能层或第一加强层的TCO层的制作工艺可以包括溅射工艺等。
在上述制备方法中，所述第一电极层的材质包括导电金属，例如包括铝、铜、金、银、镍等中的一种或两种以上的组合。
在上述制备方法中，所述第一电极层的制作工艺可以包括PVD等。
根据本发明的具体实施方案，在所述获得中间基板之后，所述制备方法还可以包括：
在所述第二功能层的表面固定图案化高分子掩膜，所述图案化高分子掩膜具有开槽；
在所述图案化高分子掩膜的开槽处去除所述第二功能层，使所述第二导电层露出；
在所述图案化高分子掩膜的开槽处制作第二电极层，以使所述第二电极层与所述第二导电层接触。
在完成第二电极层的制作之后，上述制备方法一般还包括去除图案化高分子掩膜的操作。
在上述制备方法中，所述第二电极层的材质包括导电金属，例如包括铝、铜、金、银、镍等中的一种或两种以上的组合。
在本发明的具体实施方案中，所述图案化高分子掩膜一般包括叠层设置的第一层和第二层，所述第一层一般包括高分子膜层，所述第二层一般包括粘性膜层。
在本发明的具体实施方案中，所述第一层的厚度一般控制为1μm-100μm，例如为5μm-40μm、10μm-25μm等。
在本发明的具体实施方案中，所述第二层的厚度一般控制为1μm-30μm，例如2μm-15μm、3μm-10μm等。
在本发明的具体实施方案中，所述第一层的可见光透过率一般小于等于90％。
在本发明的具体实施方案中，所述高分子膜层主要起到掩膜版的作用。 所高分子膜层的材质一般包括高分子聚合物，例如包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃、聚酰亚胺等中的一种或两种以上的组合。在一些具体实施方案中，所述聚烯烃可以为聚烯烃薄膜；所述聚烯烃可以是聚氯乙烯(PVC)、双向拉伸聚丙烯等。
在本发明的具体实施方案中，所述粘性膜层用于图案化高分子掩膜在中间基板表面的固定。
在本发明的具体实施方案中，粘性膜层的材质包括硅胶、亚克力胶、聚氨酯、橡胶、聚异丁烯等中的一种或两种以上的组合。
在本发明的具体实施方案中，所述第一层具有所述第一电极层和/或第二电极层对应的开口(开口的形状对应电极的图案形状，具体可以是狭缝、开槽等)，所述开口贯穿第一层的厚度方向，形状可根据实际需要调整，例如可以是槽状。所述开口可以为一个，也可以是两个以上。所述开口组成在高分子掩膜表面预先设计的图案、用于后续形成太阳能电池片上的电极栅线的图案。
在本发明的具体实施方案中，开口的宽度以及开口的间距可以根据使用场景和实际需要进行调整。所述开口之间的间距一般为50μm-5mm、例如为500μm-2mm。在一些具体实施方案中，当所述第一电极层和/或第二电极层为太阳能电池的收集电极时，所述开口的宽度可以控制为1μm-100μm，例如1μm-20μm、1μm-10μm等；当所述第一电极层和/或第二电极层为太阳能电池的汇流电极时，所述开口的宽度可以为100μm-500μm。
在本发明的具体实施方案中，所述第一层一般是依据所需电极形状通过激光加工掩膜后得到的；当所述第一层包括高分子膜层时，所述掩膜即包括高分子掩膜。具体地，所述掩膜的厚度一般为1μm-100μm、例如5μm-30μm。
根据本发明的具体实施方案，制备第一层的过程包括采用超快激光(脉冲宽度在ps甚至fs量级的激光)在掩膜上制备出需要的电极形状的开口。采用本发明的方法，能够制作加工精细的掩模。
在本发明的具体实施方案中，所述第一层对一定波长范围的光有较好的吸收效果。在形成图案化高分子的掩膜时，可以利用特定波长的激光对第一层进行刻蚀，从而降低激光功率的需求，节约成本。
在本发明的具体实施方案中，当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在紫外光光源照射条件下的吸收系数一般≥20％、进一步可以≥50％、≥80％，其中，所述紫外光光源的波长为355±15nm。
在本发明的具体实施方案中，当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在绿光光源照射条件下的吸收系数一般≥20％、进一步可以≥50％、≥80％，其中，所述绿光光源的波长为530±15nm。
在本发明的具体实施方案中，当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在红外光光源照射条件下的吸收系数一般≥20％、进一步可以≥50％、≥80％，其中，所述红外光光源的波长为1045±20nm。
在本发明的具体实施方案中，当所述第二层的厚度在200μm以下时，第二层在紫外光光源照射条件下的吸收系数一般≥5％、进一步可以≥50％、≥80％，其中，所述紫外光光源的波长为355±15nm。
在本发明的具体实施方案中，当所述第二层的厚度在200μm以下时，所述第二层在绿光光源照射条件下的吸收系数一般≥5％、进一步可以≥50％、≥80％，其中，所述绿光光源的波长为530±15nm。
在本发明的具体实施方案中，当所述第二层的厚度在200μm以下时，所述第二层在红外光光源照射条件下的吸收系数一般≥5％、进一步可以≥50％、≥80％，其中，所述红外光光源的波长为1045±20nm。
在本发明的具体实施方案中，所述第二层的粘性层的粘性一般根据加工要求进行调整，既保证图案化的高分子掩膜在沉积电极时不会从中间基板脱落，也不会在去除图案化的高分子掩膜时对基板造成破坏，避免过松或过粘。在一些具体实施方案中，所述第二层在第一温度区间的剥离强度一般为1-50gf/cm，例如可以是5-30gf/cm、6-15gf/cm等；其中，所述预设温度区间一般为15-30℃，例如20-30℃、20-25℃等。
根据本发明的具体实施方案，所述衬底可以是太阳能电池片。将图案化的高分子材质的掩模版固定在太阳能电池片表面，采用沉积方法在太阳电池表面沉积金属电极，以直接在太阳能电池片表面生长出所需形状的电极结构。所述衬底也可以是其他膜板，在衬底上镀金属电极后，将其转移到太阳能电池中作为太阳能电极。例如，可以是在一个塑料薄膜(具有完整平面即可，例如透明的PET薄膜)上生长出来电极，然后将带有电极的薄膜直接翻过来扣在太阳电池上，同样实现制作出太阳能电池电极的目的。
根据本发明的具体实施方案，将图案化的高分子的掩膜固定在基板上的方法包括采用双面胶、胶水中的一种或两种的组合方式。当图案化的高分子的掩膜包括粘性层时，则固定方法可为直接粘贴。本发明中，所述太阳能电池包括已经制备完一个或多个PN结并能产生光生伏特效应的器件统称。
在本发明的具体实施方案中，所述中间基板的制备过程具体可以包括依次制作第一导电层(掺杂层或隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层)、第二导电层(隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层)，高温退火，再依次制作第一功能层(氧化铝层和氮化硅层的叠层、或氮化硅层、或TCO层)、第二功能层(氮化硅层或TCO层)。
在本发明的具体实施方案中，所述掺杂层的制作方法可以包括对衬底进行掺杂处理。具体地，当掺杂层为硼掺杂层时，所述掺杂处理可以包括依次进行硅片制绒、硼扩散、去除BSG的操作；其中，所述硅片制绒包括刻蚀基板表面，所述硼扩散包括将刻蚀后的衬底在高温环境中掺杂硼元素，所述去除BSG包括刻蚀基板边缘的硼硅玻璃。
在本发明的具体实施方案中，所述隧穿氧化层的制作工艺可以包括氧化工艺、LPCVD工艺、PECVD工艺等常规沉积工艺中的一种。其中，所述氧化工艺的温度优选为700-1000℃。
在本发明的具体实施方案中，第一导电层、第二导电层中的所述隧穿氧化层的厚度为1nm-5nm、例如1nm-3nm。
在本发明的具体实施方案中，第一导电层、第二导电层中的多晶硅掺杂层的制作方法可以包括PECVD沉积的方法。其中，所述PECVD的温度优选为500-700℃。
在本发明的具体实施方案中，第一导电层、第二导电层中的多晶硅掺杂层的厚度一般为50nm-220nm。
在本发明的具体实施方案中，所述高温退火的温度一般为700-1000℃。
在本发明的具体实施方案中，所述第一功能层用于钝化界面缺陷，减少截流子复合，减少表面反射，改善导电特性。进一步地，第一功能层还可以增加吸光作用。所述第一功能层的制作工艺可以包括PECVD和/或原子层沉积ALD。
在本发明的具体实施方案中，所述第一功能层的材质可以包括铝的氧化物(AlO)、硅的氧化物(SiO)、硅的氮化物(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、碳化硅(SiC)等中的一种或两种以上的组合。具体地，铝的氧化物可以是氧化铝，硅的氧化物可以是氧化硅，硅的氮化物可以是氮化硅等。
本发明的具体实施方案中，当所述第一功能层为氧化铝层和氮化硅层的叠层时，氮化硅层一般位于氧化铝层的上方，氮化硅层用于增加吸光作用，氧化铝层用于钝化界面曲线，减少表面反射。在具体实施方案中，所述第一 功能层中的氧化铝层的厚度一般控制在80nm以下、例如在30nm以下、10nm以下等。第一功能层中的氮化硅层的厚度一般在50nm以上，例如在100nm以上、150nm以上。
在本发明的具体实施方案中，所述第二功能层的材质可以包括铝的氧化物(AlO)、硅的氧化物(SiO)、硅的氮化物(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、碳化硅(SiC)等中的一种或两种以上的组合。具体地，铝的氧化物可以是氧化铝，硅的氧化物可以是氧化硅，硅的氮化物可以是氮化硅等。在本发明的具体实施方案中，第二功能层的厚度一般在50nm以上，例如在100nm以上、150nm以上。
在本发明的具体实施方案中，所述第一加强层包括由下至上依次沉积的导电薄膜层和透明导电氧化物TCO层。其中，所述导电薄膜层的制作工艺可以包括PECVD，所述透明导电氧化物TCO层的制作工艺可以包括溅射工艺。
所述第一电极层的制作工艺可以包括PVD。
所述第二电极层的制作工艺可以包括PVD。
第四方面，本发明还提供了一种太阳能电池，其是由上述太阳能电池的制备方法制备得到的。
在本发明的具体实施方案中，上述太阳能电池的类型可以是晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等。其中，非晶硅电池可以是薄膜电池、叠层电池、钙钛矿电池、燃料电池、敏化电池、碲化镉电池等。
在本发明的具体实施方案中，上述太阳能电池包括中间基板、第一加强层和第一电极层；其中，所述中间基板包括：衬底、第一导电层、第一功能层、第二导电层及第二功能层；所述中间基板具有第一面和第二面，在所述中间基板的第一面由下至上依次设置第一导电层和第一功能层，所述第一导电层与所述第一面接触，在所述中间基板的第二面由上至下依次设置第二导电层和第二功能层，所述第二导电层与所述第二面接触；所述第一功能层具有开槽，所述第一电极层填充所述第一功能层的开槽(第一电极层一般贯穿第一功能层)，并且所述第一电极层与第一导电层接触，其中，所述第一功能层的开槽是通过图案化高分子掩膜固定在所述第一功能层表面后去除部分第一功能层形成的。
在上述的太阳能电池中，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同；或，所 述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反。
根据本发明的具体实施方案，上述太阳能电池还可以包括第二电极层。此时，所述第二功能层设有开槽，所述第二电极层填充第二功能层的开槽，并且所述第二电极层与第二导电层接触。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的太阳能电池制备方法利用高分子掩膜的方式制作电极，开槽规范，电流导出效果更好，并可以有效避免钝化过程中对电池内部的损伤，避免常规制备方法因使用金属浆料污染界面结合区域、降低电流导电效率的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为实施例1的中间基板的结构示意图；
图2为实施例1至实施例3的图案化高分子掩膜的结构示意图；
图3为实施例1中图案化高分子掩膜固定在中间基板的状态示意图；
图4为实施例1中刻蚀第一功能层和第二功能层的结构示意图；
图5为实施例1的太阳能电池的结构示意图；
图6为实施例2的中间基板的结构示意图；
图7为实施例2中刻蚀第一层和第二功能层的结构示意图；
图8为实施例2的太阳能电池的结构示意图；
图9为实施例3的中间基板的结构示意图；
图10为实施例3中刻蚀第一功能层和第二功能层的结构示意图；
图11为实施例3的太阳能电池的结构示意图；
图12为实施例4的中间基板的结构示意图；
图13为实施例4中刻蚀第一功能层和第二功能层的结构示意图；
图14为实施例4的太阳能电池的结构示意图；
图15为实施例5的中间基板的结构示意图；
图16为实施例5中刻蚀第一功能层和第二功能层的结构示意图；
图17为实施例5的太阳能电池的结构示意图；
图18为实施例6的中间基板的结构示意图；
图19为实施例6中刻蚀第一功能层和第二功能层的结构示意图；
图20为实施例6的太阳能电池的结构示意图；
图21为实施例7的中间基板的结构示意图；
图22为实施例7中刻蚀第一功能层和第二功能层的结构示意图；
图23为实施例7的太阳能电池的结构示意图；
图24为实施例8的太阳能电池的结构示意图；
图25为实施例1-实施例7中另一种太阳能电池的结构示意图。
符号说明：
衬底-11，P型掺杂层-12，隧穿氧化层-13，N型多晶硅掺杂层-14，氧化铝层-15，第一氮化硅层-16，第二氮化硅层-17，图案化高分子掩膜-18；
衬底-21，第一隧穿氧化层-22，第二隧穿氧化层-23，N型多晶硅掺杂层-24，P型多晶硅掺杂层-25，第一功能层-26，第二氮化硅层-27，图案化高分子掩膜-28；
衬底-31，第一隧穿氧化层-32，第二隧穿氧化层-33，N型多晶硅掺杂层-34，P型多晶硅掺杂层-35，第一TCO层-36，第二TCO层-37，图案化高分子掩膜-38；
衬底-41，P型掺杂层-42，隧穿氧化层-43，N型多晶硅掺杂层-44，TCO层-45，氮化硅层-46，图案化高分子掩膜-48；
衬底-51，P型掺杂层-52，隧穿氧化层-53，N型多晶硅掺杂层-54，氮化硅层-55，TCO层-56，图案化高分子掩膜-58；
衬底-61，第一隧穿氧化层-62，第二隧穿氧化层-63，N型多晶硅掺杂层-64，P型多晶硅掺杂层-65，TCO层-66，氮化硅层-67，图案化高分子掩膜-68；
衬底-71，第一隧穿氧化层-72，第二隧穿氧化层-73，N型多晶硅掺杂层-74，P型多晶硅掺杂层-75，氮化硅层-76，TCO层-77，图案化高分子掩膜-78；
第一加强层-9，第二电极层-10，第二加强层-20，P型导电薄膜层-91，透明金属氧化物TCO层-92，第一电极层-93。
具体实施例
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
在以下实施例中，“由下至上”的方向代表由太阳能电池的第二面到第一面的方向。
需要说明的是，在本申请实施例中，可以是第一导电层的导电类型与衬底的导电类型相反，第二导电层的导电类型与衬底的导电类型相同；也可以是第二导电层的导电类型与衬底的导电类型相反，第一导电层的导电类型与衬底的导电类型相同。
以下各实施例均以第一导电层的导电类型与衬底的导电类型相反(以使第一导电层与衬底形成PN结)，第二导电层的导电类型与衬底的导电类型相同为例进行说明。当然，如果是第一导电层的导电类型与衬底的导电类型相同，第二导电层的导电类型与衬底的导电类型相反(以使第二导电层与衬底形成PN结)的情况，则对应地将以下各实施例中的衬底两个表面的材料颠倒位置即可。
实施例1
本实施例提供了一种太阳能电池，其制备方法包括：
1、硅片制绒：选用硅片作为衬底11，利用碱性溶液湿法刻蚀硅片表面，在硅片表面形成金字塔状线面结构、使入射光产生更多折射。
2、硼扩散：将步骤1得到的硅片放入扩散炉中，在高温对衬底11的表面掺杂硼元素，完成硼扩散。
3、去除BSG：以经过硼扩散处理的衬底为刻蚀对象，通过湿法刻蚀该基板边缘的硼硅玻璃，在衬底的第一面形成P型掺杂层12(又称半导体层，作为第一导电层)。
4、隧穿氧化层沉积：利用热氧化工艺在去除BSG的衬底的第二面形成厚度为1nm-3nm的二氧化硅层、即为隧穿氧化层13。其中，热氧化工艺的温度控制在700-1000℃。
5、N型多晶硅掺杂层沉积：利用PECVD在隧穿氧化层13表面沉积50nm-220nm厚度的N型多晶硅，形成N型多晶硅掺杂层14。N型多晶硅掺杂层14和隧穿氧化层13共同作为第二导电层。
6、氧化铝层沉积：利用PECVD在P型掺杂层12表面沉积铝的氧化物，形成厚度在50nm以下的氧化铝层15。
7、第一氮化硅层和第二氮化硅层沉积：利用PECVD分别在氧化铝层15表面和N型多晶硅掺杂层14表面沉积氮化硅SiNx，形成厚度在50nm以上的第一氮化硅层16和第二氮化硅层17(第一氮化硅层16与氧化铝层15 作为第一功能层，第二氮化硅层17作为第二功能层)，得到中间基板。该中间基板的结构如图1所示。
在另一些具体实施方案中，还可以以单一的氮化硅层代替上述氮化硅层和氧化铝层的叠层作为第一功能层。
8、制作图案化高分子掩膜：
选取一种高分子掩膜，其包括叠层设置的高分子膜层和粘性膜层。其中，高分子膜层的材质为PET，厚度为5μm，可见光透过≤73％，350nm紫外光波长能量吸收系数≥47％。粘性膜层的材质为硅胶粘接剂，厚度为5μm，可见光透过≤54％，350nm紫外光波长能量吸收系数≥24％。在25℃，粘性膜层的剥离强度为10-15gf/cm。
以皮秒级的350nm紫外光作为激光光源，利用激光按照设计图案刻划上述高分子掩膜，形成电极栅线图案，得到图案化高分子掩膜18(又称图案化薄膜掩膜)。
如图2所示，电极栅线图案在相互垂直的x方向和y方向(x、y相互垂直)设有槽状开口，该开口贯穿高分子掩膜的厚度方向。在后续制作第一加强层和电极的过程中，这些开口的位置对应中间基板上形成的第一加强层和第二电极层，进而将电流由第一加强层和第二电极层导出。
9、固定图案化高分子掩膜：
如图3所示，将图案化高分子掩膜18设有粘性膜层的一面与中间基板的第一氮化硅层16表面黏贴、将另一个图案化高分子掩膜18设有粘性膜层的一面与第二氮化硅层17表面黏贴。
10、沉积第一电极层和第二电极层：
1)如图4所示，对固定有图案化高分子掩膜18的中间基板进行等离子刻蚀，使第一功能层(氧化铝层15、第一氮化硅层16)、第二功能层(第二氮化硅层17)对应图案化高分子掩膜18开口处的位置被刻蚀去除，分别形成第一镂空区和第二镂空区；或者，对固定有图案化高分子掩膜18的中间基板进行激光去除，使第一功能层(氧化铝层15、第一氮化硅层16)、第二功能层(第二氮化硅层17)对应图案化高分子掩膜18开口处的位置被激光去除，激光在去除时对准图案化高分子掩膜18的开口处，直接作用在中间基板上。在这一过程中，被刻蚀的位置是用于后续形成与第一导电层、第二导电层接触的第一加强层和第二电极层，以便将第一导电层和第二导电层的电流导出；中间基板上被掩膜覆盖的其他区域不会被刻蚀掉，保证中间 基板结构的完整性。
当然，当第一功能层和第二功能层在固定图案化高分子掩膜18之前，已经去除部分，形成了第一镂空区和第二镂空区，则可以不进行步骤1)。例如，在一些示例中，获得中间基板之后，在第一功能层的表面固定图案化高分子掩膜之前，上述制备方法还包括：去除部分第一功能层，使第一功能层上形成第一镂空区，使第一导电层在第一镂空区处露出。此处，示例性地，可以利用激光去除部分第一功能层。
2)利用PECVD工艺在中间基板的第一面沉积P型导电薄膜层91，再利用溅射工艺在第一面继续沉积透明金属氧化物TCO层92(又称TCO薄膜层)，P型导电薄膜层91与透明金属氧化物TCO层92形成第一加强层9；最后在中间基板的第一面和第二面分别沉积形成金属材料，形成第一电极层93和第二电极层10，去除图案化高分子掩膜18，得到太阳能电池。
当然，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，在第一面的第一功能层的开口处顺序形成第一加强层9和第一电极层93之外，还可以在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，如图25所示，第一加强层9和第二加强层20的形成过程和材料相同，当然，第一加强层9和第二加强层20的材料也可以不同。
或者，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，只在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，而第一面的第一功能层的开口处不形成第一加强层9，只形成第一电极层93。
其中，第一加强层9和第二加强层20均还可以包括TCO薄膜层、氮化硅薄膜层、二氧化硅薄膜层或氧化铝薄膜层中的一种，第一加强层9和第二加强层20的材料相同或不同。当第一加强层9和第二加强层20为TCO薄膜层时，除了具有促进电流从导电层导出的作用外，还可以具有缓冲载流子复合的作用。本实施例制备的太阳能电池的结构如图5所示。该太阳能电池包括中间基板、第一加强层9、第一电极层93和第二电极层10。其中，中间基板包括衬底11，第一导电层，第一功能层，第二导电层，第二功能层。其中，第一导电层包括P型掺杂层12，第二导电层包括隧穿氧化层13和N型多晶硅掺杂层14，第一功能层包括第一氮化硅层16或氧化铝层15和第一氮化硅层16的叠层，第二功能层包括第二氮化硅层17。本实施例中，衬底11为N型硅片。
P型掺杂层12、氧化铝层15、第一氮化硅层16由下至上依次叠层设置 衬底11的第一面。
氧化铝层15和第一氮化硅层16设有贯通的开槽，第一加强层9竖直填充于氧化铝层15和第一氮化硅层16的开槽处，第一加强层9位于第一电极层93的下方并且第一加强层9的下端与所述P型掺杂层12相接。第一加强层9具体包括由下至上依次叠层设置的P型导电薄膜层91和透明金属氧化物TCO层92。
隧穿氧化层13、N型多晶硅掺杂层14、第二氮化硅层17由上至下依次叠层设于衬底11的第二面。
第二氮化硅层17设有贯通的开槽，第二电极层10填充第二氮化硅层17的开槽处，并且第二电极层10的上端与N型多晶硅掺杂层14相接。第二电极层10为金属电极。
第一电极层93和第二电极层10的材质是铝、铜、金、银、镍中的一种或两种以上的组合。
实施例2
本实施例提供了一种太阳能电池，其制备方法包括：
1、硅片制绒：选用硅片作为衬底21，利用碱性溶液湿法刻蚀硅片表面，在硅片表面形成金字塔状线面结构、使入射光产生更多折射。
2、隧穿氧化层沉积：利用热氧化工艺在衬底21的第一面及第二面形成厚度为1nm-3nm的二氧化硅层、即第一隧穿氧化层22和第二隧穿氧化层23。其中，热氧化工艺的温度控制在700-1000℃。
3、P型多晶硅掺杂层沉积：利用PECVD在第一隧穿氧化层22表面沉积50nm-220nm厚度的P型多晶硅，形成P型多晶硅掺杂层25。P型多晶硅掺杂层25和第一隧穿氧化层22共同作为第一导电层。
4、N型多晶硅掺杂层沉积：利用PECVD在第二隧穿氧化层23表面沉积50nm-220nm厚度的N型多晶硅，形成N型多晶硅掺杂层24。N型多晶硅掺杂层24和第二隧穿氧化层23共同作为第二导电层。
5、氧化铝层沉积：利用ALD在P型多晶硅掺杂层25表面沉积铝的氧化物，形成厚度在50nm以下的氧化铝层。
6、第一氮化硅层和第二氮化硅层沉积：利用PECVD分别在氧化铝层表面和N型多晶硅掺杂层24表面沉积氮化硅SiNx，形成厚度在50nm以上的第一氮化硅层和第二氮化硅层27，得到中间基板；其中，第一氮化硅层与 氧化铝层作为第一功能层26，第二氮化硅层27作为第二功能层。该中间基板的结构如图6所示。
在另一些具体实施方案中，还可以以单一的氮化硅层代替上述氮化硅层和氧化铝层的叠层作为第一功能层26。
7、制作图案化高分子掩膜：
选取一种高分子掩膜，其包括叠层设置的高分子膜层和粘性膜层。其中，高分子膜层的材质为PET，厚度为8μm，可见光透过≤68％，525nm绿光波长能量吸收系数≥56％。粘性膜层的材质为硅胶粘接剂，厚度为6μm，可见光透过≤41％，525nm绿光波长能量吸收系数≥38％。在20℃，粘性膜层的剥离强度为13-18gf/cm。
以皮秒级的525nm绿光作为激光光源，利用激光按照设计图案刻划上述高分子掩膜，形成电极栅线图案，得到图案化高分子掩膜28(又称图案化薄膜掩膜)。
如图2所示，电极栅线图案在相互垂直的x方向和y方向(x、y相互垂直)设有槽状开口，该开口贯穿高分子掩膜的厚度方向。在后续制作加强层和电极的过程中，这些开口的位置对应中间基板上形成的第一加强层和第二电极层，进而将电流由第一加强层和第二电极层导出。
8、固定图案化高分子掩膜：
将图案化高分子掩膜28设有粘性膜层的一面与中间基板的第一功能层26表面黏贴、将另一个图案化高分子掩膜28设有粘性膜层的一面与第二氮化硅层27表面黏贴。
9、沉积第一电极层和第二电极层：
1)如图7所示，对固定有图案化高分子掩膜28的中间基板进行等离子刻蚀，使第一功能层26(氧化铝层及第一氮化硅层的叠层，或第一氮化硅层)、第二功能层(第二氮化硅层27)对应图案化高分子掩膜28开口处的位置被刻蚀去除，分别形成第一镂空区和第二镂空区；或者，对固定有图案化高分子掩膜28的中间基板进行激光去除，使第一功能层、第二功能层对应图案化高分子掩膜28开口处的位置被激光去除，激光在去除时对准图案化高分子掩膜28的开口处，直接作用在中间基板上。在这一过程中，被刻蚀的位置是用于后续形成与第一导电层、第二导电层接触的第一加强层和第二电极层，以便将第一导电层和第二导电层的电流导出；中间基板上被掩膜覆盖的其他区域不会被刻蚀掉，保证中间基板结构的完整性。
当然，当第一功能层26和第二功能层在固定图案化高分子掩膜28之前，已经去除部分，形成了第一镂空区和第二镂空区，则可以不进行步骤1)。例如，在一些示例中，获得中间基板之后，在第一功能层26的表面固定图案化高分子掩膜之前，上述制备方法还包括：去除部分第一功能层26，使第一功能层26上形成第一镂空区，使第一导电层在第一镂空区处露出。此处，示例性地，可以利用激光去除部分第一功能层26。
2)利用PECVD工艺在中间基板的第一面沉积P型导电薄膜层91，再利用溅射工艺在第一面继续沉积透明金属氧化物TCO层92(又称TCO薄膜层)，P型导电薄膜层91与透明金属氧化物TCO层92形成第一加强层9；最后在中间基板的第一面和第二面分别沉积形成金属材料，形成第一电极层93和第二电极层10，去除图案化高分子掩膜28，得到太阳能电池，该太阳能电池结构如图8所示。
当然，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，在第一面的第一功能层的开口处顺序形成第一加强层9和第一电极层93之外，还可以在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，如图25所示，第一加强层9和第二加强层20的形成过程和材料相同。当然，第一加强层9和第二加强层20的材料也可以不同。
或者，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，只在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，而第一面的第一功能层的开口处不形成第一加强层9，只形成第一电极层93。
其中，第一加强层9和第二加强层20均还可以包括TCO薄膜层、氮化硅薄膜层、二氧化硅薄膜层或氧化铝薄膜层中的一种，第一加强层9和第二加强层20的材料相同或不同。当第一加强层9和第二加强层20为TCO薄膜层时，除了具有促进电流从导电层导出的作用外，还可以具有缓冲载流子复合的作用。
实施例3
本实施例提供了一种太阳能电池，其制备方法包括：
1、硅片制绒：选用硅片作为衬底31，利用碱性溶液湿法刻蚀硅片表面，在硅片表面形成金字塔状线面结构、使入射光产生更多折射。
2、隧穿氧化层沉积：利用热氧化工艺在衬底的第一面及第二面形成厚度为1nm-3nm的二氧化硅层、即第一隧穿氧化层32和第二隧穿氧化层33。 其中，热氧化工艺的温度控制在700-1000℃。
3、P型多晶硅掺杂层沉积：利用PECVD在第一隧穿氧化层32表面沉积50nm-220nm厚度的P型多晶硅，形成P型多晶硅掺杂层35。P型多晶硅掺杂层35和第一隧穿氧化层32共同作为第一导电层。
在另一些具体的实施方案中，还可以以单一掺杂层代替上述P型多晶硅掺杂层和第一隧穿氧化层32的叠层作为第一导电层。单一掺杂层可以为P型掺杂层。
4、N型多晶硅掺杂层沉积：利用PECVD在第二隧穿氧化层33表面沉积50nm-220nm厚度的N型多晶硅，形成N型多晶硅掺杂层34。N型多晶硅掺杂层34和第二隧穿氧化层33共同作为第二导电层。
5、TCO层沉积：利用溅射工艺在P型多晶硅掺杂层35表面沉积第一TCO层36，利用溅射工艺在N型多晶硅掺杂层34表面沉积第二TCO层37，最终形成的结构为中间基板；其中，第一TCO层36作为第一功能层，第二TCO层37作为第二功能层。该中间基板的结构如图9所示。
6、制作图案化高分子掩膜：
选取一种高分子掩膜，其包括叠层设置的高分子膜层和粘性膜层。其中，高分子膜层的材质为PET，厚度为10μm，可见光透过≤45％，1047nm红外光波长能量吸收系数≥28％。粘性膜层的材质为硅胶粘接剂，厚度为7μm，可见光透过≤67％，1047nm红外光波长能量吸收系数≥21％。在30℃，粘性膜层的剥离强度为17-23gf/cm。
以皮秒级的1047nm红外光作为激光光源，利用激光按照设计图案刻划上述高分子掩膜，形成电极栅线图案，得到图案化高分子掩膜38(又称图案化薄膜掩膜)。
如图2所示，电极栅线图案在相互垂直的x方向和y方向(x、y相互垂直)设有槽状开口，该开口贯穿高分子掩膜的厚度方向。在后续制作第一加强层和电极的过程中，这些开口的位置对应中间基板上形成的第一加强层和第二电极层，进而将电流由第一加强层和第二电极层导出。
7、固定图案化高分子掩膜：
将图案化高分子掩膜38设有粘性膜层的一面与中间基板的第一TCO层36的表面黏贴、将另一个图案化高分子掩膜38设有粘性膜层的一面与第二TCO层37的表面黏贴。
8、沉积第一电极层和第二电极层：
1)如图10所示，对固定有图案化高分子掩膜38的中间基板进行等离子刻蚀，使第一功能层(第一TCO层36)、第二功能层(第二TCO层37)对应图案化高分子掩膜38开口处的位置被刻蚀去除，分别形成第一镂空区和第二镂空区；或者，对固定有图案化高分子掩膜38的中间基板进行激光去除，使第一功能层、第二功能层对应图案化高分子掩膜38开口处的位置被激光去除，激光在去除时对准图案化高分子掩膜38的开口处，直接作用在中间基板上。在这一过程中，被刻蚀的位置是用于后续形成与第一导电层、第二导电层接触的第一加强层和第二电极层，以便将第一导电层和第二导电层的电流导出；中间基板上被掩膜覆盖的其他区域不会被刻蚀掉，保证中间基板结构的完整性。
当然，当第一功能层和第二功能层在固定图案化高分子掩膜38之前，已经去除部分，形成了第一镂空区和第二镂空区，则可以不进行步骤1)。例如，在一些示例中，获得中间基板之后，在第一功能层的表面固定图案化高分子掩膜38之前，上述制备方法还包括：去除部分第一功能层，使第一功能层上形成第一镂空区，使第一导电层在第一镂空区处露出。此处，示例性地，可以利用激光去除部分第一功能层。
2)利用PECVD工艺在中间基板的第一面沉积P型导电薄膜层91，再利用溅射工艺在第一面继续沉积透明金属氧化物TCO层92(又称TCO薄膜层)，P型导电薄膜层91与透明金属氧化物TCO层92形成第一加强层9；最后在中间基板的第一面和第二面分别沉积形成金属材料，形成第一电极层93和第二电极层10，去除图案化高分子掩膜38，得到太阳能电池，该太阳能电池的结构如图11所示。
当然，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，在第一面的第一功能层的开口处顺序形成第一加强层9和第一电极层93之外，还可以在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，如图25所示，第一加强层9和第二加强层20的形成过程和材料相同，当然，第一加强层9和第二加强层20的材料也可以不同。
或者，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，只在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，而第一面的第一功能层的开口处不形成第一加强层9，只形成第一电极层93。
其中，第一加强层9和第二加强层20均还可以包括TCO薄膜层、氮化硅薄膜层、二氧化硅薄膜层或氧化铝薄膜层中的一种，第一加强层9和第二 加强层20的材料相同或不同。当第一加强层9和第二加强层20为TCO薄膜层时，除了具有促进电流从导电层导出的作用外，还可以具有缓冲载流子复合的作用。
实施例4
本实施例提供了一种太阳能电池，其与实施例1的不同之处在于，第一功能层为TCO层45，本实施例仅描述其与实施例1中不同的步骤，其余步骤相同，该制备方法包括：
在实施例1的步骤5中的N型多晶硅掺杂层44沉积之后，进行后续步骤：
6、TCO层沉积：利用溅射工艺在P型掺杂层42表面沉积TCO层45，TCO层45作为第一功能层；
7、氮化硅层沉积：利用PECVD在N型多晶硅掺杂层44表面沉积氮化硅SiNx，形成厚度在50nm以上的氮化硅层46，氮化硅层46作为第二功能层，得到中间基板。该中间基板的结构如图12所示。
之后，在实施例1的步骤9中固定图案化高分子掩膜为：
如图13所示，将图案化高分子掩膜48设有粘性膜层的一面与中间基板的TCO层45表面黏贴、将另一个图案化高分子掩膜48设有粘性膜层的一面与氮化硅层46表面黏贴。
本实施例制备的太阳能电池的结构如图14所示。该太阳能电池包括中间基板、第一加强层9、第一电极层93和第二电极层10。其中，中间基板包括衬底41，第一导电层，第一功能层，第二导电层，第二功能层。其中，第一导电层包括P型掺杂层42，第二导电层包括隧穿氧化层43和N型多晶硅掺杂层44，第一功能层包括TCO层45，第二功能层包括氮化硅层46。本实施例中，衬底41为N型硅片。
P型掺杂层42、TCO层45由下至上依次叠层设置衬底41的第一面。
TCO层45设有贯通的开槽，第一加强层9竖直填充于TCO层45的开槽处，第一加强层9位于第一电极层93的下方并且第一加强层9的下端与所述P型掺杂层42相接。第一加强层9具体包括由下至上依次叠层设置的P型导电薄膜层91和透明金属氧化物TCO层92。
隧穿氧化层43、N型多晶硅掺杂层44、氮化硅层46由上至下依次叠层设于衬底41的第二面。
氮化硅层46设有贯通的开槽，第二电极层10填充氮化硅层46的开槽处，并且第二电极层10的上端与N型多晶硅掺杂层44相接。第二电极层10为金属电极。
第一电极层93和第二电极层10的材质是铝、铜、金、银、镍中的一种或两种以上的组合。
当然，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，在第一面的第一功能层的开口处顺序形成第一加强层9和第一电极层93之外，还可以在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，如图25所示，第一加强层9和第二加强层20的形成过程和材料相同，当然，第一加强层9和第二加强层20的材料也可以不同。
或者，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，只在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，而第一面的第一功能层的开口处不形成第一加强层9，只形成第一电极层93。
其中，第一加强层9和第二加强层20均还可以包括TCO薄膜层、氮化硅薄膜层、二氧化硅薄膜层或氧化铝薄膜层中的一种，第一加强层9和第二加强层20的材料相同或不同。当第一加强层9和第二加强层20为TCO薄膜层时，除了具有促进电流从导电层导出的作用外，还可以具有缓冲载流子复合的作用。
实施例5
本实施例提供了一种太阳能电池，其与实施例1的不同之处在于，第二功能层为TCO层56，本实施例仅描述其与实施例1中不同的步骤，其余步骤相同，该制备方法包括：
在实施例1的步骤5中的N型多晶硅掺杂层54沉积之后，进行后续步骤：
6、氮化硅层沉积：利用PECVD在P型掺杂层52表面沉积氮化硅SiNx，形成厚度在50nm以上的氮化硅层55，氮化硅层55作为第一功能层；
7、TCO层沉积：利用溅射工艺在N型多晶硅掺杂层54表面沉积TCO层56，TCO层56作为第二功能层；得到中间基板。该中间基板的结构如图15所示。
之后，在实施例1的步骤9中固定图案化高分子掩膜为：
如图16所示，将图案化高分子掩膜58设有粘性膜层的一面与中间基板 的氮化硅层55表面黏贴、将另一个图案化高分子掩膜58设有粘性膜层的一面与TCO层56表面黏贴。
本实施例制备的太阳能电池的结构如图17所示。该太阳能电池包括中间基板、第一加强层9、第一电极层93和第二电极层10。其中，中间基板包括衬底51，第一导电层，第一功能层，第二导电层，第二功能层。其中，第一导电层包括P型掺杂层52，第二导电层包括隧穿氧化层53和N型多晶硅掺杂层54，第一功能层包括氮化硅层55，第二功能层包括TCO层56。本实施例中，衬底51为N型硅片。
P型掺杂层52、氮化硅层55由下至上依次叠层设置衬底51的第一面。
氮化硅层55设有贯通的开槽，第一加强层9竖直填充于氮化硅层55的开槽处，第一加强层9位于第一电极层93的下方并且第一加强层9的下端与所述P型掺杂层52相接。第一加强层9具体包括由下至上依次叠层设置的P型导电薄膜层91和透明金属氧化物TCO层92。
隧穿氧化层53、N型多晶硅掺杂层54、TCO层56由上至下依次叠层设于衬底51的第二面。
TCO层56设有贯通的开槽，第二电极层10填充TCO层56的开槽处，并且第二电极层10的上端与N型多晶硅掺杂层54相接。第二电极层10为金属电极。
第一电极层93和第二电极层10的材质是铝、铜、金、银、镍中的一种或两种以上的组合。
当然，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，在第一面的第一功能层的开口处顺序形成第一加强层9和第一电极层93之外，还可以在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，如图25所示，第一加强层9和第二加强层20的形成过程和材料相同。
或者，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，只在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，而第一面的第一功能层的开口处不形成第一加强层9，只形成第一电极层93。
其中，第一加强层9和第二加强层20均还可以包括TCO薄膜层、氮化硅薄膜层、二氧化硅薄膜层或氧化铝薄膜层中的一种。当第一加强层9和第二加强层20为TCO薄膜层时，除了具有促进电流从导电层导出的作用外，还可以具有缓冲载流子复合的作用。
实施例6
本实施例提供了一种太阳能电池，其与实施例2的不同之处在于第一功能层为TCO层66，本实施例仅描述其与实施例2中不同的步骤，其余步骤相同，该制备方法包括：
在实施例2的步骤4中的N型多晶硅掺杂层64沉积之后，进行后续步骤：
5、TCO层沉积：利用溅射工艺在P型多晶硅掺杂层65表面沉积TCO层66，TCO层66作为第一功能层；
6、氮化硅层沉积：利用PECVD在N型多晶硅掺杂层64表面沉积氮化硅SiNx，形成厚度在50nm以上的氮化硅层67，氮化硅层67作为第二功能层，得到中间基板。该中间基板的结构如图18所示。
之后，如图19所示，进行实施例2的步骤8中的固定图案化高分子掩膜为：
将图案化高分子掩膜68设有粘性膜层的一面与中间基板的TCO层66表面黏贴、将另一个图案化高分子掩膜68设有粘性膜层的一面与氮化硅层67表面黏贴。
本实施例制备的太阳能电池的结构如图20所示。该太阳能电池包括中间基板、第一加强层9、第一电极层93和第二电极层10。其中，中间基板包括衬底11，第一导电层，第一功能层，第二导电层，第二功能层。其中，第一导电层包括P型多晶硅掺杂层65和第一隧穿氧化层62，第二导电层包括第二隧穿氧化层63和N型多晶硅掺杂层64，第一功能层包括TCO层66，第二功能层包括氮化硅层67。本实施例中，衬底11为N型硅片。
第一隧穿氧化层62、P型多晶硅掺杂层65和TCO层66由下至上依次叠层设置衬底61的第一面。
TCO层66设有贯通的开槽，第一加强层9竖直填充于TCO层66的开槽处，第一加强层9位于第一电极层93的下方并且第一加强层9的下端与所述P型多晶硅掺杂层65相接。第一加强层9具体包括由下至上依次叠层设置的P型导电薄膜层91和透明金属氧化物TCO层92。
第二隧穿氧化层63、N型多晶硅掺杂层64、氮化硅层67由上至下依次叠层设于衬底61的第二面。
氮化硅层67设有贯通的开槽，第二电极层10填充第二氮化硅层67的开槽处，并且第二电极层10的上端与N型多晶硅掺杂层64相接。第二电极 层10为金属电极。
第一电极层93和第二电极层10的材质是铝、铜、金、银、镍中的一种或两种以上的组合。
当然，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，在第一面的第一功能层的开口处顺序形成第一加强层9和第一电极层93之外，还可以在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，如图25所示，第一加强层9和第二加强层20的形成过程和材料相同，当然，第一加强层9和第二加强层20的材料也可以不同。
或者，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，只在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，而第一面的第一功能层的开口处不形成第一加强层9，只形成第一电极层93。
其中，第一加强层9和第二加强层20均还可以包括TCO薄膜层、氮化硅薄膜层、二氧化硅薄膜层或氧化铝薄膜层中的一种，第一加强层9和第二加强层20的材料相同或不同。当第一加强层9和第二加强层20为TCO薄膜层时，除了具有促进电流从导电层导出的作用外，还可以具有缓冲载流子复合的作用。
实施例7
本实施例提供了一种太阳能电池，其与实施例2的不同之处在于第二功能层为TCO层77，本实施例仅描述其与实施例2中不同的步骤，其余步骤相同，该制备方法包括：
在实施例2的步骤4中的在N型多晶硅掺杂层74沉积之后，进行后续操作：
5、氮化硅层沉积：利用PECVD在P型多晶硅掺杂层75表面沉积氮化硅SiNx，形成厚度在50nm以上的氮化硅层76，氮化硅层76作为第一功能层；
6、TCO层沉积：利用溅射工艺在N型多晶硅掺杂层74表面沉积TCO层77，TCO层77作为第二功能层，得到中间基板。该中间基板的结构如图21所示。
之后，如图22所示，进行实施例2的步骤8中的固定图案化高分子掩膜为：
将图案化高分子掩膜78设有粘性膜层的一面与中间基板的氮化硅层76 表面黏贴、将另一个图案化高分子掩膜78设有粘性膜层的一面与TCO层77表面黏贴。
本实施例制备的太阳能电池的结构如图23所示。该太阳能电池包括中间基板、第一加强层9、第一电极层93和第二电极层10。其中，中间基板包括衬底71，第一导电层，第一功能层，第二导电层，第二功能层。其中，第一导电层包括P型多晶硅掺杂层75和第一隧穿氧化层72，第二导电层包括第二隧穿氧化层73和N型多晶硅掺杂层74，第一功能层包括氮化硅层76，第二功能层包括TCO层77。本实施例中，衬底71为N型硅片。
第一隧穿氧化层72、P型多晶硅掺杂层75和氮化硅层76由下至上依次叠层设置衬底71的第一面。
氮化硅层76设有贯通的开槽，第一加强层9竖直填充于氮化硅层76的开槽处，第一加强层9位于第一电极层93的下方并且第一加强层9的下端与P型多晶硅掺杂层75相接。第一加强层9具体包括由下至上依次叠层设置的P型导电薄膜层91和透明金属氧化物TCO层92。
第二隧穿氧化层73、N型多晶硅掺杂层74、TCO层77由上至下依次叠层设于衬底71的第二面。
TCO层77设有贯通的开槽，第二电极层10填充第TCO层77的开槽处，并且第二电极层10的上端与N型多晶硅掺杂层74相接。第二电极层10为金属电极。
第一电极层93和第二电极层10的材质是铝、铜、金、银、镍中的一种或两种以上的组合。
当然，在沉积第一电极层和第二电极层10时，在第一面的第一功能层的开口处顺序形成第一加强层9和第一电极层93之外，还可以在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，如图25所示，第一加强层9和第二加强层20的形成过程和材料相同，当然，第一加强层9和第二加强层20的材料也可以不同。
或者，在沉积第一电极层93和第二电极层10时，只在第二面的第二功能层的开口处顺序形成第二加强层20和第二电极层10，而第一面的第一功能层的开口处不形成第一加强层9，只形成第一电极层93。
其中，第一加强层9和第二加强层20均还可以包括TCO薄膜层、氮化硅薄膜层、二氧化硅薄膜层或氧化铝薄膜层中的一种，第一加强层9和第二加强层20的材料相同或不同。当第一加强层9和第二加强层20为TCO薄 膜层时，除了具有促进电流从导电层导出的作用外，还可以具有缓冲载流子复合的作用。
以上实施例1-实施例7中明提供的太阳能电池制备方法无需使用金属浆料烧穿钝化层和减反层，不会对周围区域造成污染和破坏；在电极与导电层之间设置加强层，也可以促进电流从导电层的流出，并有效提高电池的稳定性。通过本发明的制备方法获得的太阳能电池，电流导电效率明显提升、光电转换效率有效提高。
实施例8
本实施例提供了一种太阳能电池，其与实施例1的不同之处在于在步骤10中的沉积第一电极层93和第二电极层10时，不形成加强层，只形成第一电极层93和第二电极层10，本实施例仅描述其与实施例1中不同的步骤，其余步骤相同，该制备方法包括：
10、沉积第一电极层93和第二电极层10：
1)如图24所示，对固定有图案化高分子掩膜18的中间基板进行等离子刻蚀，使第一功能层(氧化铝层15、第一氮化硅层16)、第二功能层(第二氮化硅层17)对应图案化高分子掩膜18开口处的位置被刻蚀去除，分别形成第一镂空区和第二镂空区；或者，对固定有图案化高分子掩膜18的中间基板进行激光去除，使第一功能层、第二功能层对应图案化高分子掩膜18开口处的位置被激光去除，激光在去除时对准图案化高分子掩膜18的开口处，直接作用在中间基板上。在这一过程中，被刻蚀的位置是用于后续形成与第一导电层、第二导电层接触的第一电极层93和第二电极层10，以便将第一导电层和第二导电层的电流导出；中间基板上被掩膜覆盖的其他区域不会被刻蚀掉，保证中间基板结构的完整性。
当然，当第一功能层和第二功能层在固定图案化高分子掩膜18之前，已经去除部分，形成了第一镂空区和第二镂空区，则可以不进行步骤1)。例如，在一些示例中，获得中间基板之后，在第一功能层的表面固定图案化高分子掩膜之前，上述制备方法还包括：去除部分第一功能层，使第一功能层上形成第一镂空区，使第一导电层在第一镂空区处露出。此处，示例性地，可以利用激光去除部分第一功能层。
2)在中间基板的第一面和第二面分别沉积形成金属材料，形成第一电极层93和第二电极层10，去除图案化高分子掩膜18，得到太阳能电池。
需要说明的是，在本实施例8中，第一导电层还可以替换为P型多晶硅掺杂层和第一隧穿氧化层共同作为第一导电层。
另外，实施例8中的第一功能层和第二功能层还可以替换为第一TCO层作为第一功能层，第二TCO层作为第二功能层；或者，第一功能层为TCO层，第二功能层为氧化硅层。
本实施例制备的太阳能电池的结构如图24所示。该太阳能电池包括中间基板、第一电极层93和第二电极层10。其中，中间基板包括衬底11，第一导电层，第一功能层，第二导电层，第二功能层。其中，第一导电层包括P型掺杂层12，第二导电层包括隧穿氧化层13和N型多晶硅掺杂层14，第一功能层包括氧化铝层15和第一氮化硅层16，第二功能层包括第二氮化硅层17。本实施例中，衬底11为N型硅片。
P型掺杂层12、氧化铝层15、第一氮化硅层16由下至上依次叠层设置衬底11的第一面。
氧化铝层15和第一氮化硅层16设有贯通的开槽，第一电极层93竖直填充于氧化铝层15和第一氮化硅层16的开槽处。
隧穿氧化层13、N型多晶硅掺杂层14、第二氮化硅层17由上至下依次叠层设于衬底11的第二面。
第二氮化硅层17设有贯通的开槽，第二电极层10填充第二氮化硅层17的开槽处，并且第二电极层10的上端与N型多晶硅掺杂层14相接。第二电极层10为金属电极。
第一电极层93和第二电极层10的材质是铝、铜、金、银、镍中的一种或两种以上的组合。
本发明提供的上述太阳能电池制备方法无需使用金属浆料烧穿钝化层和减反层，不会对周围区域造成污染和破坏。通过本发明的制备方法获得的太阳能电池，电流导电效率明显提升、光电转换效率有效提高。

Claims (33)

  1. 一种太阳能电池的制备方法，包括：
    获得中间基板：所述中间基板包括衬底、第一导电层、第一功能层、第二导电层及第二功能层，所述中间基板具有第一面和第二面；所述中间基板的第一面由下至上依次设置第一导电层和第一功能层，所述第一导电层与所述第一面接触；所述中间基板的第二面由上至下依次设置第二导电层和第二功能层，所述第二导电层与所述第二面接触；
    在所述第一功能层的表面固定图案化高分子掩膜，所述图案化高分子掩膜具有开槽；
    在所述图案化高分子掩膜的开槽处依次制作第一加强层及第一电极层，所述第一加强层与所述第一导电层接触，其中，所述第一功能层包括镂空区，所述镂空区用于使所述第一导电层在所述图案化高分子掩膜的开槽处露出；
    去除所述图案化高分子掩膜，得到所述太阳能电池。
  2. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述第一功能层的表面固定图案化高分子掩膜之后，在所述图案化高分子掩膜的开槽处依次制作第一加强层及第一电极层之前，所述制备方法还包括：
    在所述图案化高分子掩膜的开槽处去除所述第一功能层，使所述第一功能层上形成所述镂空区，使所述第一导电层在所述镂空区处露出；
    或者，获得中间基板之后，在所述第一功能层的表面固定图案化高分子掩膜之前，所述制备方法还包括：
    去除部分所述第一功能层，使所述第一功能层上形成所述镂空区，使所述第一导电层在所述镂空区处露出。
  3. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述图案化高分子掩膜的开槽处依次制作第一加强层及第一电极层的过程包括：
    利用沉积工艺制作第一加强层；
    利用沉积工艺或电镀工艺制作第一电极层。
  4. 根据权利要求1所述的制备方法，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同；
    或，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反。
  5. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一功能层包括第一 钝化层；优选地，所述第一功能层包括氧化铝层和氮化硅层的叠层、氮化硅层、或TCO层，该TCO层的厚度优选为20nm-100nm；
    所述第二功能层包括第二钝化层；优选地，所述第二功能层包括氮化硅层，或所述第二功能层包括TCO层，该TCO层的厚度优选为20nm-100nm；
    所述第一导电层包括掺杂层或隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层；优选地，当所述第一导电层包括隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层时，所述隧穿氧化层与所述衬底接触；
    所述第二导电层包括隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层，所述隧穿氧化层与所述衬底接触。
  6. 根据权利要求5所述的制备方法，其中，当所述衬底为硅片时，所述第一导电层为掺杂层，所述第一功能层为氧化铝层和氮化硅层的叠层、所述氧化铝层与所述掺杂层接触，所述第二导电层为隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层、所述隧穿氧化层与所述衬底接触，所述第二功能层为氮化硅层；
    或，当所述衬底为硅片时，所述第一导电层为隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层，所述第一功能层为氧化铝层和氮化硅层的叠层，所述氧化铝层与所述多晶硅掺杂层接触，所述第二导电层为隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层、该隧穿氧化层与所述衬底接触，所述第二功能层为氮化硅层；
    或，当所述衬底为硅片时，所述第一导电层为隧穿氧化层和多晶硅掺杂层，所述第一功能层为TCO层，所述TCO层与所述多晶硅掺杂层接触，所述第二导电层为隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层、该隧穿氧化层与所述衬底接触，所述第二功能层为TCO层。
  7. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一加强层包括由下至上设置的导电薄膜层和透明导电氧化物TCO层，所述导电薄膜层与所述第一导电层接触；所述导电薄膜层的导电类型与所述第一导电层的导电类型相同；优选地，所述导电薄膜层包括掺杂非晶层、掺杂多晶层或掺杂微晶层中的一种；
    或，所述第一加强层包括TCO薄膜层、氮化硅薄膜层、二氧化硅薄膜层或氧化铝薄膜层中的一种。
  8. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一电极层的材质包括导电金属，优选地，所述第一电极层的材质包括铝、铜、金、银、镍中的一种或两种以上的组合。
  9. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述制备方法还包括：
    在获得中间基板之后，在所述第二功能层上设置另一图案化高分子掩膜，该图案化高分子掩膜具有开槽；
    在该图案化高分子掩膜的开槽处制作第二电极层，以使所述第二电极层与所述第二导电层接触，其中，所述第二功能层包括第二镂空区，所述第二镂空区用于使所述第二导电层在该图案化高分子掩膜的开槽处露出；
    优选地，所述第二电极层的材质包括导电金属，优选地，所述第二电极层的材质包括铝、铜、金、银、镍中的一种或两种以上的组合。
  10. 根据权利要求9所述的制备方法，其中，在所述第二功能层的表面固定另一图案化高分子掩膜之后，在该图案化高分子掩膜的开槽处制作第二电极层之前，所述制备方法还包括：
    在该图案化高分子掩膜的开槽处去除所述第二功能层，使所述第二功能层上形成所述第二镂空区，使所述第二导电层在所述第二镂空区处露出；
    或者，获得中间基板之后，在所述第二功能层的表面固定该图案化高分子掩膜之前，所述制备方法还包括：
    去除部分所述第二功能层，使所述第二功能层上形成所述第二镂空区，使所述第二导电层在所述第二镂空区处露出。
  11. 根据权利要求9所述的制备方法，其中，在另一图案化高分子掩膜的开槽处制作第二电极层之前，所述制备方法还包括；
    在该图案化高分子掩膜的开槽处制作第二加强层，所述第二加强层与所述第二导电层接触；所述第二电极层与所述第二加强层接触。
  12. 根据权利要求11所述的制备方法，其中，所述第二加强层包括由上至下设置的导电薄膜层和透明导电氧化物TCO层，所述导电薄膜层与所述第二导电层接触；所述导电薄膜层的导电类型与所述第二导电层的导电类型相同；优选地，所述导电薄膜层包括掺杂非晶层、掺杂多晶层或掺杂微晶层中的一种；
    或，所述第二加强层包括TCO薄膜层、氮化硅薄膜层、二氧化硅薄膜层或氧化铝薄膜层中的一种。
  13. 根据权利要求1-12任一项所述的制备方法，其中，所述图案化高分子掩膜包括叠层设置的第一层和第二层，所述第一层包括高分子膜层，所述第二层包括粘性膜层；
    优选地，所述第一层的厚度为1μm-100μm、更优选为5μm-40μm、进一步优选为10μm-25μm；
    所述第一层的可见光透过率≤90％；
    优选地，所述第二层的厚度为1μm-30μm、更优选为2μm-15μm、进一步优选为3μm-10μm；
    优选地，所高分子膜层的材质包括高分子聚合物，优选包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃、聚酰亚胺、中的一种或两种以上的组合；更优选地，所述聚烯烃包括聚氯乙烯和/或双向拉伸聚丙烯；
    优选地，所述粘性膜层的材质包括硅胶、亚克力胶、聚氨酯、橡胶、聚异丁烯中的一种或两种以上的组合；
    优选地，所述第一层具有与所述第一电极层和/或所述第二电极层对应的开口，所述开口贯穿第一层的厚度方向；所述开口为一个或两个以上；所述开口之间的间距为50μm-5mm、优选为500μm-2mm；
    更优选地，当所述第一电极层和/或所述第二电极层为太阳能电池的收集电极时，所述开口的宽度为1μm-100μm，更优选为1μm-20μm，进一步优选为1μm-10μm；
    更优选地，当所述第一电极层和/或所述第二电极层为太阳能电池的汇流电极时，所述开口的宽度为100μm-500μm。
  14. 根据权利要求13所述的制备方法，其中，所述第一层是依据所需电极形状通过激光加工掩膜后得到的；当所述第一层包括高分子膜层时，所述掩膜包括高分子掩膜；
    优选地，所述掩膜的厚度为1μm-100μm、更优选为5μm-30μm；
    优选地，所述激光为超快激光。
  15. 根据权利要求13所述的制备方法，其中，当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在紫外光光源照射条件下的吸收系数≥20％、优选≥50％、更优选≥80％，其中，所述紫外光光源的波长为355±15nm；
    当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在绿光光源照射条件下的吸收系数≥20％、优选≥50％、更优选≥80％，其中，所述绿光光源的波长为530±15nm；
    当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在红外光光源照射条件下的吸收系数≥20％、优选≥50％、更优选≥80％，其中，所述红外光光源的波长为1045±20nm。
  16. 根据权利要求13所述的制备方法，其中，当所述第二层的厚度在200μm以下时，所述第二层在紫外光光源照射条件下的吸收系数≥5％、优 选≥50％、更优选≥80％，其中，所述紫外光光源的波长为355±15nm；
    或者，当所述第二层的厚度在200μm以下时，所述第二层在绿光光源照射条件下的吸收系数≥5％、优选≥50％、更优选≥80％，其中，所述绿光光源的波长为530±15nm；
    或者，当所述第二层的厚度在200μm以下时，所述第二层在红外光光源照射条件下的吸收系数≥5％、优选≥50％、更优选≥80％，其中，所述红外光光源的波长为1045±20nm。
  17. 根据权利要求13所述的制备方法，其中，所述第二层在第一温度区间的剥离强度为1-50gf/cm，优选为5-30gf/cm，进一步优选为6-15gf/cm；其中，所述第一温度区间为15-30℃，优选为20-30℃，进一步优选为20-25℃。
  18. 一种太阳能电池，其是由权利要求1-17任一项所述的太阳能电池的制备方法制备得到的；
    优选地，所述太阳能电池的类型包括晶硅太阳能电池；
    优选地，所述太阳能电池包括：中间基板、第一加强层及第一电极层；
    所述中间基板包括：衬底、第一导电层、第一功能层、第二导电层及第二功能层；所述中间基板具有第一面和第二面，所述中间基板的第一面由下至上依次设置第一导电层和第一功能层，所述第一导电层与所述第一面接触，所述中间基板的第二面由上至下依次设置第二导电层和第二功能层，所述第二导电层与所述第二面接触；
    所述第一功能层具有镂空区，所述第一加强层填充所述第一功能层的镂空区、并与所述第一导电层接触；
    所述第一电极层设置在所述第一加强层的上方、并与所述第一加强层接触。
  19. 根据权利要求18所述的太阳能电池，其中，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同；
    或，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反。
  20. 一种太阳能电池的制备方法，包括：
    获得中间基板：所述中间基板包括衬底、第一导电层、第一功能层、第二导电层及第二功能层，所述中间基板具有第一面和第二面；所述中间基板的第一面由下至上依次设置第一导电层和第一功能层，所述第一导电层与所 述第一面接触；所述中间基板的第二面由上至下依次设置第二导电层和第二功能层，所述第二导电层与所述第二面接触；
    在所述第一功能层的表面固定图案化高分子掩膜，所述图案化高分子掩膜具有开槽；
    在所述图案化高分子掩膜的开槽处去除所述第一功能层，使所述第一导电层露出；
    在所述图案化高分子掩膜的开槽处制作第一电极层，所述第一电极层与所述第一导电层接触；
    去除所述图案化高分子掩膜，得到所述太阳能电池。
  21. 根据权利要求20所述的制备方法，其中，在所述图案化高分子掩膜的开槽处制作第一电极层的过程包括：
    利用沉积工艺或电镀工艺制作第一电极层。
  22. 根据权利要求20所述的太阳能电池的制备方法，其中，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同；
    或，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反。
  23. 根据权利要求20所述的制备方法，其中，所述第一功能层包括第一钝化层；优选地，所述第一功能层包括氧化铝层和氮化硅层的叠层、氮化硅层、或TCO层，该TCO层的厚度优选为20nm-100nm；
    所述第二功能层包括第二钝化层；优选地，所述第二功能层包括氮化硅层，或所述第二功能层包括TCO层，该TCO层的厚度优选为20nm-100nm；
    所述第一导电层包括掺杂层或隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层；优选地，当所述第一导电层包括隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层时，所述隧穿氧化层与所述衬底接触；
    所述第二导电层包括隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层，所述隧穿氧化层与所述衬底接触。
  24. 根据权利要求23所述的制备方法，其中，当所述衬底为硅片时，所述第一导电层为掺杂层，所述第一功能层为氧化铝层和氮化硅层的叠层、所述氧化铝层与所述掺杂层接触，所述第二导电层为隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层、所述隧穿氧化层与所述衬底接触，所述第二功能层为氮化硅层；
    或，当所述衬底为硅片时，所述第一导电层为隧穿氧化层和多晶硅掺杂 层的叠层，所述第一功能层为氧化铝层和氮化硅层的叠层，所述氧化铝层与所述多晶硅掺杂层接触，所述第二导电层为隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层、该隧穿氧化层与所述衬底接触，所述第二功能层为氮化硅层；
    或，当所述衬底为硅片时，所述第一导电层为隧穿氧化层和多晶硅掺杂层，所述第一功能层为TCO层，所述TCO层与所述多晶硅掺杂层接触，所述第二导电层为隧穿氧化层和多晶硅掺杂层的叠层、该隧穿氧化层与所述衬底接触，所述第二功能层为TCO层。
  25. 根据权利要求20所述的制备方法，其中，所述第一电极层的材质包括导电金属，优选地，所述第一电极层的材质包括铝、铜、金、银、镍中的一种或两种以上的组合。
  26. 根据权利要求20所述的制备方法，其中，所述制备方法还包括：
    在获得中间基板之后，在所述第二功能层上设置另一图案化高分子掩膜，该图案化高分子掩膜具有开槽；
    在该图案化高分子掩膜的开槽处去除所述第二功能层，使所述第二导电层露出；
    在该图案化高分子掩膜的开槽处制作第二电极层，以使所述第二电极层与所述第二导电层接触；
    优选地，所述第二电极层的材质包括导电金属，优选地，所述第二电极层的材质包括铝、铜、金、银、镍中的一种或两种以上的组合。
  27. 根据权利要求20-26任一项所述的制备方法，其中，所述图案化高分子掩膜包括叠层设置的第一层和第二层，所述第一层包括高分子膜层，所述第二层包括粘性膜层；
    优选地，所述第一层的厚度为1μm-100μm、更优选为5μm-40μm、进一步优选为10μm-25μm；
    所述第一层的可见光透过率≤90％；
    优选地，所述第二层的厚度为1μm-30μm、更优选为2μm-15μm、进一步优选为3μm-10μm；
    优选地，所高分子膜层的材质包括高分子聚合物，优选包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃、聚酰亚胺、中的一种或两种以上的组合；更优选地，所述聚烯烃包括聚氯乙烯和/或双向拉伸聚丙烯；
    优选地，所述粘性膜层的材质包括硅胶、亚克力胶、聚氨酯、橡胶、聚异丁烯中的一种或两种以上的组合；
    优选地，所述第一层具有与所述第一电极层和/或所述第二电极层对应的开口，所述开口贯穿第一层的厚度方向；所述开口为一个或两个以上；所述开口之间的间距为50μm-5mm、优选为500μm-2mm；
    更优选地，当所述第一电极层和/或第二电极层为太阳能电池的收集电极时，所述开口的宽度为1μm-100μm，更优选为1μm-20μm，进一步优选为1μm-10μm；
    更优选地，当所述第一电极层和/或第二电极层为太阳能电池的汇流电极时，所述开口的宽度为100μm-500μm。
  28. 根据权利要求27所述的制备方法，其中，所述第一层是依据所需电极形状通过激光加工掩膜后得到的；当所述第一层包括高分子膜层时，所述掩膜包括高分子掩膜；
    优选地，所述掩膜的厚度为1μm-100μm、更优选为5μm-30μm；
    优选地，所述激光为超快激光。
  29. 根据权利要求27所述的制备方法，其中，当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在紫外光光源照射条件下的吸收系数≥20％、优选≥50％、更优选≥80％，其中，所述紫外光光源的波长为355±15nm；
    当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在绿光光源照射条件下的吸收系数≥20％、优选≥50％、更优选≥80％，其中，所述绿光光源的波长为530±15nm；
    当所述第一层的厚度在200μm以下时，所述第一层在红外光光源照射条件下的吸收系数≥20％、优选≥50％、更优选≥80％，其中，所述红外光光源的波长为1045±20nm。
  30. 根据权利要求27所述的制备方法，其中，当所述第二层的厚度在200μm以下时，所述第二层在紫外光光源照射条件下的吸收系数≥5％、优选≥50％、更优选≥80％，其中，所述紫外光光源的波长为355±15nm；
    或者，当所述第二层的厚度在200μm以下时，所述第二层在绿光光源照射条件下的吸收系数≥5％、优选≥50％、更优选≥80％，其中，所述绿光光源的波长为530±15nm；
    或者，当所述第二层的厚度在200μm以下时，所述第二层在红外光光源照射条件下的吸收系数≥5％、优选≥50％、更优选≥80％，其中，所述红外光光源的波长为1045±20nm。
  31. 根据权利要求27所述的制备方法，其中，所述第二层在第一温度 区间的剥离强度为1-50gf/cm，优选为5-30gf/cm，进一步优选为6-15gf/cm；其中，所述第一温度区间为15-30℃，优选为20-30℃，进一步优选为20-25℃。
  32. 一种太阳能电池，其是由权利要求20-31任一项所述的太阳能电池的制备方法制备得到的；
    优选地，所述太阳能电池的类型包括晶硅太阳能电池；
    优选地，所述太阳能电池包括：中间基板及第一电极层；
    所述中间基板包括：衬底、第一导电层、第一功能层、第二导电层及第二功能层；所述中间基板具有第一面和第二面，所述中间基板的第一面由下至上依次设置第一导电层和第一功能层，所述第一导电层与所述第一面接触，所述中间基板的第二面由上至下依次设置第二导电层和第二功能层，所述第二导电层与所述第二面接触；
    所述第一功能层具有开槽，所述第一电极层填充所述第一功能层的开槽、并与所述第一导电层接触。
  33. 根据权利要求32所述的太阳能电池，其中，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同；
    或，所述第一导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相同，所述第二导电层的导电类型与所述衬底的导电类型相反。
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