本发明属于太阳电池领域，也属于半导体器件领域，涉及硅太阳电池的结构设计。
背景技术：
晶体硅太阳电池占据了当前全球太阳电池产量的大部分份额，其光电转换效率较高、性能稳定、结构简单、易于生产。在过去的十几年内，晶体硅太阳电池的成本不断降低，效率不断提高。目前高效率晶体硅太阳电池组件的效率已经超越20%，未来晶体硅太阳电池将向着更高效率发展。背面接触太阳电池（简称ibc电池）是高效晶体硅太阳电池中的一种。ibc电池通常采用n型硅为光吸收材料，将p型发射区和和n型的扩散接触区放置在电池背面。电池的正面由于无金属栅线，更多太阳光可以进入太阳电池内部。另外电池背面的p型区和n型区可以进行重掺杂，从而提高电池开路电压。目前基于同质结的晶体硅ibc电池最高转换效率达到25.2%。基于ibc电池的高效率，我国《能源技术创新“十三五”规划》明确将ibc电池国产化定为目标，预计在5年内将建成ibc电池25mw示范生产线。
由于半导体的光吸收特性，ibc太阳电池中大部分光生载流子产生于电池正面表面附近。相比于常规结构的太阳电池，ibc电池中少数载流子需要传输较长的距离才能被收集。因此，ibc电池对硅材料的少子寿命要求更高。另外ibc电池在正面也会制备表面电场，辅助少数载流子空穴的输运。除此之外，ibc电池的正面还需制备减反射层以及钝化层，以减少入射光的损失以及抑制表面复合。这使得ibc电池正面结构及制备工艺非常复杂。
技术实现要素：
本发明的目的是为了简化ibc电池正面的结构及其制备工艺，提出一种可应用于ibc电池正面的双层tiox（x≈2）结构，该结构可同时起到钝化硅片正表面、形成表面电场、增强空穴传输以及减反射层等作用，而且该结构可在低温下（不超过300°c）制备。采用这种结构可简化ibc电池的制备工艺及减少制备过程中能源的消耗。
本发明提出一种可应用于ibc电池正面的双层tiox结构（结构示意图见附图1），可简化ibc电池的结构及制备工艺。该结构中，靠近ibc电池正面硅表面的内层tiox主要起钝化硅表面的作用。该tiox层可采用原子层外延等工艺制备，经tiox钝化的硅片表面复合速率可低于10cm/s。外层的tiox层为掺杂浓度较高的n型半导体，可与n型硅形成方向指向电池内部的表面内建电场，该电场可增强n型硅中少数载流子空穴的输运。另外，由于tiox的价带要远低于硅的价带，所形成的价带阶可对硅材料内部空穴形成势垒，阻碍空穴靠近表面，从而减少表面复合。tiox材料的光学带隙较宽，对太阳光的吸收有限，不会对电池的短路电路产生较大影响。而且tiox本身就是一种减反射材料，通过控制tiox层的厚度，即可降低太阳光的反射损失。
本发明是通过以下技术方案实现。
本发明所述的一种应用于背面接触太阳电池的双层tiox结构，其特征是在ibc电池正面硅材料表面形成一层对硅表面具有良好钝化效果的钝化tiox层，在钝化tiox层之上再形成一层n型掺杂且掺杂浓度较高的n-tiox层。形成ibc电池正面硅表面-钝化tiox层-n-tiox层结构。
本发明所述的结构的形成过程是：首先对ibc电池正面进行处理使得新鲜的硅表面裸露出来；使用原子层沉积工艺等制备一层钝化tiox层，该tiox层对硅片表面提供良好钝化；在钝化tiox层之上使用蒸发或溅射等工艺沉积一层n型掺杂的tiox层，沉积过程中通过调整制备参数调节所制备tiox的掺杂浓度等，使得表面形成合适强度的内建电场。另外，控制外层tiox至合适厚度，形成减反射层以减少入射光的反射损失。
本发明所述的对硅片形成具有良好钝化的tiox层（钝化tiox层）为非晶态半导体，导电类型为本征型或弱n型。
本发明所述的n型掺杂的tiox层（n-tiox层）为结晶态半导体，其掺杂浓度为1×1016-1×1020cm-3。
本发明所提出的可应用于ibc电池正面的双层tiox结构，结构简单且可同时起到钝化硅片正表面、形成表面电场、增强空穴传输以及减反射层等作用，可简化ibc电池的结构及制备工艺。另外，本发明所提出的结构可在低温下（不超过300°c）制备，这将使ibc电池整个制备工艺更具弹性。例如：制备ibc电池时可在不做正面保护的情况下先制备背面结构，等背面结构做好后用干法或湿法刻蚀去掉正面形成的扩散层，随后制备双层tiox结构，这也会简化ibc电池的制备工艺。
附图说明
附图1为本发明所提及的双层tiox结构示意图。图中，1为ibc电池，其包含了电池背面的器件结构；2为钝化tiox层，其对ibc电池正面硅材料表面提供良好钝化作用；3为n-tiox层，其为n型掺杂且具有一定掺杂浓度。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
（1）对背面结构已制备好的ibc电池正面进行清洗、刻蚀，使得新鲜的硅表面裸露出来。
（2）在ibc电池正面裸露的硅表面上沉积一层非晶态的tiox层，该tiox层为硅表面提供良好的钝化。钝化tiox层的制备使用原子层沉积工艺，其厚度控制在1nm。
（3）在非晶态的钝化tiox层上沉积一层结晶态tiox层，其掺杂类型为n型。该n型tiox层的制备使用溅射工艺，其厚度为100nm，掺杂浓度控制在1×1018cm-3。
实施例2。
（1）对背面结构已制备好的ibc电池正面进行清洗、刻蚀，使得新鲜的硅表面裸露出来。
（2）在ibc电池正面裸露的硅表面上沉积一层非晶态的tiox层，该tiox层为硅表面提供良好的钝化。钝化tiox层的制备使用化学气相沉积工艺，其厚度控制在3nm。
（3）在非晶态的钝化tiox层上沉积一层结晶态tiox层，其掺杂类型为n型。该n型tiox层的制备使用蒸发工艺，其厚度为50nm，掺杂浓度控制在5×1017cm-3。