本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种p型背接触太阳电池及其制备方法。
背景技术：
目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。
背接触电池，即backcontact电池，其中p型背接触太阳电池又称为ibc电池。ibc全称为interdigitatedbackcontact，指状交叉背接触。ibc电池最大的特点是发射极和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响，因此具有更高的短路电流jsc，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻rs从而提高填充因子ff；并且这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高，而且看上去更美观，同时，全背电极的组件更易于装配。ibc电池是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。
目前使用的背接触太阳电池通常使用n型片作为基底材料，并且在背面通常使用银浆，因此在制备ibc电池时，需要对发射极和背面场的区域均进行较高浓度的掺杂，才能使得在后续的电极制备工艺过程中较好的形成电极接触，成本较高。并且由于需要进行至少两次的不同掺杂类型的掺杂工艺过程，工艺流程较长，尤其是在硅片在进行p型掺杂时，需要更高的温度和时间，额外带来边缘pn结难以去除，增加工艺的复杂性，延长了工艺流程。
技术实现要素：
针对以上问题，本发明提供了一种p型背接触太阳电池及其制备方法，可以较好的解决上述问题。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种p型背接触太阳电池，自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜、p型硅基底、钝化隧穿层、间隔排列的第一膜层区域和第二膜层区域、背面钝化膜和电池电极；
所述第一膜层区域包括：钝化隧穿层上远离p型硅基底一侧的n型掺杂膜层；
所述第二膜层区域未进行额外掺杂，第二膜层区域包括：钝化隧穿层上远离p型硅基底一侧的本征膜层；
所述的电池电极包括正极和负极，所述正极包括正极细栅线和正极连接电极，所述负极包括负极细栅线和负极连接电极；所述正极细栅线置于第二膜层区域范围内，且穿过背面钝化膜、第二膜层区域及钝化隧穿层后与p型硅基底形成接触；所述负极细栅线置于第一膜层区域范围内，并穿过背面钝化膜与第一膜层区域形成接触；所述正极细栅线与正极连接电极连接，并通过正极连接电极导出电流，所述负极细栅线与负极连接电极连接，并通过负极连接电极导出电流。
所述第一膜层区域由多晶硅、非晶硅、微晶硅中的一种或多种组成，并掺杂有v族元素；所述第二膜层区域由多晶硅、非晶硅、微晶硅中的一种或多种组成。
所述钝化隧穿层为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅及非晶硅中的一种。
所述第一膜层区域的宽度为0.08～3mm，所述第二膜层区域的宽度为0.05～1mm。
所述正面钝化及减反射膜，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成；所述背面的钝化膜，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成。
所述的正极细栅线和p型硅基底之间的局部接触区域内设置有一层掺杂成分为iii族元素的空穴掺杂层，空穴掺杂层的厚度为1～15um。
所述的空穴掺杂层和正极细栅线之间还包括一层铝硅合金层，铝硅合金层厚度为1～5um。
所述正极细栅线为含铝的电极，所述正极细栅线的宽度为20um～200um。
所述负极细栅线包含银的电极，所述负极细栅线的宽度为10um～100um。
所述正极连接电极包含银、铜、铝、镍中的一种或多种，所述负极连接电极包含银、铜、铝、镍中的一种或多种。
所述负极细栅线在正极连接电极处分段断开，避免与正极连接电极连通；正极细栅线在负极连接电极处分段断开，避免与负极连接电极连通；正极和负极隔离，互不交叉。
所述正极连接电极和负极细栅线交叉设置，交叉处设置有绝缘体互相隔离，所述负极连接电极和正极细栅线交叉处可进一步包含一层绝缘体互相隔离。
一种p型背接触太阳电池的制备方法，包括如下步骤，
1)对p型硅基底进行正面表面织构化处理；
2)在p型硅基底背面制备钝化隧穿层和第二膜层区域，并形成间隔排列的第一膜层区域和第二膜层区域；
3)在p型硅基底正面进行正面钝化及减反射膜制备，在p型硅基底背面进行背面钝化膜制备；
4)电池电极制备；正极细栅线和p型硅基底形成接触，负极细栅线和第一膜层区域形成接触。
负极细栅线和第一膜层区域的接触及负极细栅线和第一膜层区域的接触为电极浆料烧穿背面钝化膜形成，或者是电极浆料在预开膜区域形成直接接触。
所述电极制备步骤中，负极细栅线和n型掺杂膜层的接触为电极浆料烧穿背面钝化膜形成，或者是电极浆料在预开膜区域形成直接接触。
进一步地，所述硅基底背面的本征膜层的制备方法是气相沉积方法。
进一步地，所述第一区域的形成方法，可以使用外掺杂源局域涂布协同加热推进方法，局域离子注入方法，或局域掩膜协同气体携源热扩散，局域掩膜协同离子注入方法。
进一步地，所述电极制备步骤中，正极细栅线和硅基底形成接触，负极细栅线和背面n型掺杂膜层形成接触；所述电极和掺杂层的接触可以为电极浆料烧穿背面钝化膜形成，也可以是电极浆料在预开膜区域形成直接接触。另外，背面使用开孔方式进行正极和负极的接触孔的制备，可以优化孔的排列方式和形状，使得在背面正极上形成更为优化的局部接触，降低金属复合面积，提高电池性能。
进一步地，所述电极制备步骤中，还可包括正极和负极间绝缘体的制备过程。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
目前使用的背接触太阳电池通常使用n型片作为基底材料，并且在背面通常使用银浆，需要对发射极和背面场的区域均进行较高浓度的掺杂，才能使得在后续的电极制备工艺过程中较好的形成电极接触，成本较高。并且由于需要进行至少两次的不同掺杂类型的掺杂工艺过程，工艺流程较长，尤其是在硅片在进行p型掺杂时，需要更高的温度和时间，增加工艺的周期。而本发明中，我们使用了p型片作为电池基底，并且在工艺流程中取消了掺杂p型背面场的过程，从而极大的减少了工艺流程的复杂性，避免了p型背面场掺杂需要的高温复杂处理过程。另外，电池流程中背面使用铝栅线作为电池正极电极，相比银浆作为电池正极电极，极大的降低了成本，还可以在没有额外掺杂的p型基底上形成更好的接触。另外，电池背面的n型发射极和p型的区域，使用了本征膜层进行了隔离，在空间的横向和纵向方向上都没有接触，大大较少了漏电流的产生，提高了可靠性和电池性能表现。
附图说明
图1为实施例1的电池结构示意图；
图2为实施例2的电池结构示意图；
图3为实施例1的电极示意图；
图4为实施例中2的电极示意图；
其中1为p型硅基底，2为正面钝化减反射膜，3为钝化隧穿层，4为本征膜层，5为n型掺杂膜层，6为背面钝化膜，7为背面钝化膜开膜区域，8为正极细栅线，9为负极细栅线，10为正极连接电极，11为负极连接电极，12为绝缘体，13为空穴掺杂层，14为铝硅合金层。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种p型背接触太阳电池，自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜2、p型硅基底1、钝化隧穿层3、间隔排列的第一膜层区域和第二膜层区域、背面钝化膜6和电池电极；
所述第一膜层区域包括：钝化隧穿层3上远离p型硅基底1一侧的n型掺杂膜层5；
所述第二膜层区域未进行额外掺杂，第二膜层区域包括：钝化隧穿层3上远离p型硅基底1一侧的本征膜层4；
所述的电池电极包括正极和负极，所述正极包括正极细栅线8和正极连接电极10，所述负极包括负极细栅线9和负极连接电极11；所述正极细栅线8置于第二膜层区域范围内，且穿过背面钝化膜6、第二膜层区域及钝化隧穿层3后与p型硅基底1形成接触；所述负极细栅线9置于第一膜层区域范围内，并穿过背面钝化膜6与第一膜层区域形成接触；所述正极细栅线8与正极连接电极10连接，并通过正极连接电极10导出电流，所述负极细栅线9与负极连接电极11连接，并通过负极连接电极11导出电流。
如图2所示，正极细栅线8和p型硅基底1之间的局部接触区域内设置有一层掺杂成分为iii族元素的空穴掺杂层13，空穴掺杂层13的厚度为1～15um。
如图2所示，空穴掺杂层13和正极细栅线8之间还包括一层铝硅合金层14，铝硅合金层14厚度为1～5um。
如图3所示，负极细栅线9在正极连接电极10处分段断开，避免与正极连接电极10连通；正极细栅线8在负极连接电极11处分段断开，避免与负极连接电极11连通；正极和负极隔离，互不交叉。
如图4所示，正极连接电极10和负极细栅线9交叉设置，交叉处设置有绝缘体12互相隔离，所述负极连接电极11和正极细栅线8交叉处可进一步包含一层绝缘体12互相隔离。
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例1：
以下举例一种使用上述结构和方法的背接触太阳电池的制备方法，为如图1所示结构。此背接触太阳电池的制备方法具体如下：
1)对p型硅基底1进行正面表面织构化处理。对硅基底进行去损伤处理，表面织构化处理和清洗过程。以p型单晶硅作为电池基底，使用含有koh的60℃溶液进行去损伤处理，并在80℃条件下使用含有koh的溶液进行表面织构化处理，形成金字塔绒面，金字塔尺度2-5um，并使用还有氢氟酸和盐酸的混合溶液进行清洗，去离子水清洗和烘干。
2)在硅基底背面进行钝化隧穿层3和本征膜层4的制备。在此实施例中背面进行氧化钝化隧穿层3和本征多晶硅层的制备。使用低压化学气相沉积(lpcvd)进行隧穿氧化层的沉积，以及本征多晶硅(polysilicon)沉积，其中隧穿氧化层厚度2nm，本征掺杂多晶硅厚度100nm。
3)将本征膜层4进行n型的区域掺杂，形成发射极区域，局域掺杂使得n型掺杂区域和未掺杂区域交错排列。在此实施例中在本征多晶硅层上局域形成n型掺杂。我们使用印刷掺杂浆料的方法在本征多晶硅层上局域图形化涂布含有磷元素的掺杂浆料，掺杂区域呈平行线梳状分布，线宽800um，线间距100um，然后经过200℃的烘干，在840℃有氧条件20分钟条件下，完成对本征多晶硅上的局域n型掺杂。掺杂区域的方块电阻为80-90ohm/sq，在完成n型局域掺杂后，使用含有hf的溶液进行清洗，水洗和烘干。
4)在硅基底正面进行钝化及减反射膜制备，在硅基底背面进行钝化膜制备。使用增强型等离子化学气相沉积(pecvd)在电池背面沉积15nm的氧化铝层，在其上再沉积氮化硅，厚度为80nm，折射率2.10，完成背面钝化膜的制备。
使用增强型等离子化学气相沉积(pecvd)在电池正面沉积5-10nm的氧化铝层，在其上再沉积氮化硅，厚度为80nm，折射率2.03，完成正面钝化及减反射膜2的制备。
5)电池电极制备。在电池背面未掺杂磷的本征多晶硅区域使用激光进行开膜，开孔区域呈直线状分布在本征未掺杂多晶硅上方区域，激光线宽为60nm。扫描方向沿着掺杂的平行线方向，其中开膜激光的波长为532nm，扫描速度为10000mm/s，频率为170khz，即在条状本征型区域上制备了线宽为60um条形区域的预留接触孔。背面的钝化膜在激光的光斑辐照的区域形成开孔，未辐照的区域则没有形成接触孔，此接触孔区域上进过激光开孔后，没有背面钝化层。使得本征多晶硅图1中标注4成为p区和n型区域的隔离区域，从而预防漏电流。
采用丝网印刷方式在电池背面n区域和背面p型区域上方形成包含导电成分的电极浆料层。首先将正极细栅线8和负极细栅线9的浆料依次涂布，然后涂布绝缘体(绝缘胶)材料，然后涂布正极连接电极10浆料和负极连接电极11浆料。正极细栅线8由铝组成，负极细栅由银组成，正极和负极的栅线互不相连；正极细栅和正极的连接电极相互连接，负极的连接电极和负极的细栅相互连接；所述正极细栅线8和所述负极细栅线9均为分段式排布；正极连接电极10设置于负极细栅线9分段处，负极连接电极11设置于正极细栅线8分段处；正极和负极互相绝缘。正极细栅宽度为80um，完全覆盖上述背面钝化膜上所设置的开孔区域，负极细，宽度50um，正极连接电极10为4根，负极连接电极11为4根。形成电极如图3所示。
烧结炉中完成加热烧结处理。加热峰值温度600-800℃。本实施例中优选的加热处理峰值温度为700℃。经过此步骤，完成电池制备。烧结过程中，负极细栅线9烧穿背面的氮化硅和n型掺杂多晶硅层发射极形成直接接触；正极使用的铝浆细栅会在开膜的区域烧穿本征多晶硅层和隧穿氧化层，并和硅基底形成直接接触。
实施例2：
以下举例一种使用上述结构和方法的背接触太阳电池的制备方法，为如图1所示结构。此背接触太阳电池的制备方法具体如下：
1)对p型硅基底1进行正面表面织构化处理。对硅基底进行去损伤处理，表面织构化处理和清洗过程。以p型单晶硅作为电池基底，使用含有koh的60℃溶液进行去损伤处理，并在80℃条件下使用含有koh的溶液进行表面织构化处理，形成金字塔绒面，金字塔尺度2-5um，并使用还有氢氟酸和盐酸的混合溶液进行清洗，去离子水清洗和烘干。
2)在硅基底背面进行钝化隧穿层3和本征膜层4的制备。在此实施例中背面进行氧化钝化隧穿层3和本征多晶硅层的制备。使用低压化学气相沉积(lpcvd)进行隧穿氧化层的沉积，以及本征多晶硅(polysilicon)沉积，其中隧穿氧化层厚度2nm，本征多晶硅厚度100nm。
3)将本征膜层4进行n型的区域掺杂，形成发射极区域，局域掺杂使得n型掺杂区域和未掺杂区域交错排列。在此实施例中在本征多晶硅层上局域形成n型掺杂。我们使用印刷掺杂浆料的方法在本征多晶硅层上局域图形化涂布含有磷元素的掺杂浆料，掺杂区域呈平行线梳状分布，线宽800um，线间距100um，然后经过200℃的烘干，在840℃有氧条件20分钟条件下，完成对本征多晶硅上的局域n型掺杂。掺杂区域的方块电阻为80-90ω/□，在完成n型局域掺杂后，使用含有hf的溶液进行清洗，水洗和烘干。
4)在硅基底正面进行钝化及减反射膜制备，在硅基底背面进行钝化膜制备。使用增强型等离子化学气相沉积(pecvd)在电池背面沉积15nm的氧化铝层，在其上再沉积氮化硅，厚度为80nm，折射率2.10，完成背面钝化膜的制备。使用增强型等离子化学气相沉积(pecvd)在电池正面沉积5-10nm的氧化铝层，在其上再沉积氮化硅，厚度为80nm，折射率2.03，完成正面钝化及减反射膜2的制备。
5)电池电极制备。在电池背面未掺杂磷的本征多晶硅区域使用激光进行开膜，开孔区域呈直线状分布在本征未掺杂多晶硅上方区域，激光线宽为60nm。扫描方向沿着掺杂的平行线方向，其中开膜激光的波长为532nm，扫描速度为10000mm/s，频率为170khz，即在条状本征型区域上制备了线宽为60um条形区域的预留接触孔。背面的钝化膜在激光的光斑辐照的区域形成开孔，未辐照的区域则没有形成接触孔，此接触孔区域上进过激光开孔后，没有背面钝化层。使得本征多晶硅图1中标注4成为p区和n型区域的隔离区域，从而预防漏电流。
采用丝网印刷方式在电池背面n区域和背面p型区域上方形成包含导电成分的电极浆料层。首先将正极细栅线8和负极细栅线9的浆料依次涂布，然后涂布绝缘体材料，然后涂布正极连接电极10浆料和负极连接电极11浆料。正极细栅线8由铝组成，负极细栅由银组成，正极和负极的栅线互不相连；正极细栅和正极的连接电极相互连接，负极的连接电极和负极的细栅相互连接；正极的连接电极和负极的细栅之间印刷有绝缘体进行隔绝，负极的连接电极和正极的细栅之间印刷有绝缘体进行隔绝。正极细栅宽度为120um，完全覆盖上述在背面钝化膜上所设置的开孔区域，负极细，宽度50um，正极连接电极10为4根，负极连接电极11为4根。
烧结炉中完成加热烧结处理。加热峰值温度600-800℃。本实施例中优选的加热处理峰值温度为700℃。经过此步骤，完成电池制备。烧结过程中，负极细栅线9烧穿背面的氮化硅和n型掺杂多晶硅层发射极形成直接接触；正极使用的铝浆细栅会在开膜的区域烧穿本征多晶硅层和隧穿氧化层，并和硅基底形成直接接触。形成如图4所示意的电极。电池结构如图1所示。
实施例3：
以下举例一种使用上述结构和方法的背接触太阳电池的制备方法，为如图2所示结构。此背接触太阳电池的制备方法具体如下：
1)对p型硅基底1进行正面表面织构化处理。对硅基底进行去损伤处理，表面织构化处理和清洗过程。以p型单晶硅作为电池基底，使用含有koh的60℃溶液进行去损伤处理，并在80℃条件下使用含有koh的溶液进行表面织构化处理，形成金字塔绒面，金字塔尺度2-5um，并使用还有氢氟酸和盐酸的混合溶液进行清洗，去离子水清洗和烘干。
2)在硅基底背面进行钝化隧穿层3和本征膜层4的制备。在此实施例中背面进行氧化钝化隧穿层3和本征多晶硅层的制备。使用低压化学气相沉积(lpcvd)进行隧穿氧化层的沉积，以及本征多晶硅(polysilicon)沉积，其中隧穿氧化层厚度2nm，本征掺杂多晶硅厚度100nm。
3)将本征膜层4进行n型的区域掺杂，形成发射极区域，局域掺杂使得n型掺杂区域和未掺杂区域交错排列。在此实施例中在本征多晶硅层上局域形成n型掺杂。我们使用印刷掺杂浆料的方法在本征多晶硅层上局域图形化涂布含有磷元素的掺杂浆料，掺杂区域呈平行线梳状分布，线宽800um，线间距100um，然后经过200℃的烘干，在840℃有氧条件20分钟条件下，完成对本征多晶硅上的局域n型掺杂。掺杂区域的方块电阻为80-90ohm/sq，在完成n型局域掺杂后，使用含有hf的溶液进行清洗，水洗和烘干。
4)在硅基底正面进行钝化及减反射膜制备，在硅基底背面进行钝化膜制备。使用增强型等离子化学气相沉积(pecvd)在电池背面沉积15nm的氧化铝层，在其上再沉积氮化硅，厚度为80nm，折射率2.10，完成背面钝化膜的制备。
使用增强型等离子化学气相沉积(pecvd)在电池正面沉积5-10nm的氧化铝层，在其上再沉积氮化硅，厚度为80nm，折射率2.03，完成正面钝化及减反射膜2的制备。
5)电池电极制备。在电池背面未掺杂磷的本征多晶硅区域使用激光进行开膜，开孔区域呈直线状分布在本征未掺杂多晶硅上方区域，激光线宽为60nm。扫描方向沿着掺杂的平行线方向，其中开膜激光的波长为532nm，扫描速度为10000mm/s，频率为170khz，即在条状本征型区域上制备了线宽为60um条形区域的预留接触孔。背面的钝化膜在激光的光斑辐照的区域形成开孔，未辐照的区域则没有形成接触孔，此接触孔区域上进过激光开孔后，没有背面钝化层。使得本征多晶硅图1中标注4成为p区和n型区域的隔离区域，从而预防漏电流。
采用丝网印刷方式在电池背面n区域和背面p型区域上方形成包含导电成分的电极浆料层。首先将正极细栅线8和负极细栅线9的浆料依次涂布，然后涂布绝缘体材料，然后涂布正极连接电极10浆料和负极连接电极11浆料。正极细栅线8由铝组成，负极细栅由银组成，正极和负极的栅线互不相连；正极细栅和正极的连接电极相互连接，负极的连接电极和负极的细栅相互连接；所述正极细栅线8和所述负极细栅线9均为分段式排布；正极连接电极10设置于负极细栅线9分段处，负极连接电极11设置于正极细栅线8分段处；正极和负极互相绝缘。正极细栅宽度为80um，完全覆盖上述背面钝化膜上所设置的开孔区域，负极细，宽度50um，正极连接电极10为4根，负极连接电极11为4根。形成电极如图2所示。
烧结炉中完成加热烧结处理。加热峰值温度600-800℃。本实施例中优选的加热处理峰值温度为700℃。经过此步骤，完成电池制备。烧结过程中，负极细栅线9烧穿背面的氮化硅和n型掺杂多晶硅层发射极形成直接接触；正极使用的铝浆细栅会在开膜的区域烧穿本征多晶硅层和隧穿氧化层，并和硅基底形成直接接触。最后形成的太阳电池中，正极细栅线8和硅基底之间形成有掺铝的空穴层13和铝硅合金层14。形成的电池结构如图3所示。
另外，本发明的上述实施方式为示例，具有与本发明的权利要求书所述的技术思想使之相同的方法并发挥相同作用效果的技术方案，均包含在本发明内。