本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种mwt太阳能电池及其制备方法。
背景技术
对于目前常规太阳能电池，其负电极接触电极和正电极接触电极分别位于电池片的正反两面。电池的正面为受光面，正面金属电极主栅线以及细栅线的覆盖必将导致一部分入射的太阳光被金属电极所反射，造成一部分光学损失。普通晶硅太阳能电池的正面金属电极的覆盖面积在7％左右，减少金属电极的正面覆盖可以直接提高的电池的能量转化效率。
常规mwt电池在电池片上制作16-25个上下贯穿的小孔，通过这些小孔将正面细栅线的电流汇集到背面，而不是通过正面主栅线汇集电流。通过mwt这种设计，主栅线对光线的遮挡大大减小，从而提高了电池片的电流和光电转化效率。
另外，高效太阳能电池必须具有良好的表面钝化，较低的表面复合速率，进而可以获得较高的开路电压、短路电流和转化效率。目前，表面钝化主要是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等单层或多层介质膜结构。但是在做好表面钝化之后，需要做金属化，此时在印刷金属下方的钝化膜不可以避免地被破坏，造成金属接触区域的复合比较大，进而降低电池的开路电压等性能。而采用点接触电极或类似方法只能在一定程度上缓解但无法根除这一问题。
而近几年，钝化接触在晶体硅太阳电池领域备受关注，各研究机构也开发出了更为高效的钝化接触太阳电池，其主要是采用超薄的氧化层，并在氧化层上生长的一层掺杂的多晶硅薄膜。将结构利用在n型mwt电池上，可以解决背面n+面钝化难的问题；但其中多晶硅薄膜是整面掺杂，直接使用在mwt电池上会存在漏电短路问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种mwt太阳能电池，其优化了背面钝化结构，采用了选择性掺杂多晶硅薄膜，掺杂多晶硅薄膜能提供优越的场钝化和表面钝化，载流子可以被选择性地隧穿过氧化层达到金属电极，而非掺杂多晶硅薄膜能有效解决漏电和短路问题。
本发明的目的还在于提供上述mwt太阳能电池的制备方法，该制备方法能与现有工艺兼容，成本低。
本发明的上述第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种mwt太阳能电池，包括n型硅基体，在所述n型硅基体中设有将正面电极引至背面的通孔，在所述n型硅基体背面设有介质膜，在所述介质膜上设有选择性掺杂多晶硅薄膜，所述选择性掺杂多晶硅薄膜包括非掺杂多晶硅薄膜和掺杂多晶硅薄膜，所述非掺杂多晶硅薄膜包围所述通孔，剩余区域则为掺杂多晶硅薄膜。
优选地，所述的非掺杂多晶硅薄膜包围所述通孔且横截面积略大于所述通孔的横截面积。
上述非掺杂多晶硅薄膜，主要用于灌孔浆料从而实现将正面接触电极中的电流引导至背面形成正面电极。
上述掺杂多晶硅薄膜，主要是可以实现良好的隧穿氧化钝化接触性能。
优选地，所述的掺杂多晶硅薄膜为掺磷多晶硅薄膜，其掺杂浓度为1.0e19atoms/cm3～2.0e21atoms/cm3，厚度为5nm～500nm。
优选的，所述的n型硅基体为n型单晶硅衬底，其电阻率为0.1～30ω·cm，厚度为50～300μm。
优选地，所述n型硅基体的正面为制绒面，所述制绒面上设有掺杂硼的p+发射结emitter，其方块电阻为40～300ohm/sq。
进一步地，在所述p+发射结上设有正面钝化膜和正面钝化减反膜，在所述正面钝化减反膜上设有正面接触电极。
优选地，所述正面钝化膜为siox、tiox、al2o3、sio1-xnx中的一种单层膜或几种的叠层膜，其厚度为1～20nm。
优选地，所述正面钝化减反膜(7)为sinx、sicx、siox、tiox和mgfx中的一种单层膜或几种的叠层膜，其厚度为65～100nm。
优选地，所述n型硅基体的背面为制绒面、蚀刻面或抛光面。
优选地，所述介质膜为氧化硅、氧化铝、氧化钛和氮氧化硅中的一种单层膜或几种的叠层膜，其厚度为0.5nm～2.5nm。
进一步地，在所述选择性掺杂多晶硅薄膜上还设有背面钝化减反膜。
优选地，所述背面钝化减反膜为sinx、sicx、siox、al2o3、tiox和mgfx中的一种单层膜或几种的叠层膜，其厚度为30～200nm。
进一步地，在所述背面钝化减反膜上设有连接正面接触电极的正面电极和背面接触电极，其中所述背面接触电极为栅线电极或全背面电极，所述栅线电极和全背面电极均不包括正面电极。
优选地，所述的通孔呈阵列排布在所述n型硅基体中。
本发明的上述第二个目的是通过以下技术方案来实现的：上述的mwt太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取n型硅基体；
(2)在n型硅基体中形成通孔；
(3)在n型硅基体背面制备介质膜；
(4)在介质膜表面设置多晶硅薄膜；
(5)在多晶硅薄膜表面进行选择性掺杂，退火，形成非掺杂多晶硅薄膜和掺杂多晶硅薄膜。
进一步地，上述mwt太阳能电池的其中一种优选的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取n型硅基体，正面制绒后扩散形成p+发射结；
(2)将n型硅基体进行激光打孔，在n型硅基体中形成通孔；
(3)将n型硅基体进行背面制绒、蚀刻或抛光；
(4)在n型硅基体背面制备介质膜；
(5)在介质膜表面设置多晶硅薄膜；
(6)在多晶硅薄膜表面进行选择性掺杂，高温退火，形成非掺杂多晶硅薄膜和掺杂多晶硅薄膜；
(7)设置正面钝化膜；
(8)在正面钝化膜上设置正面钝化减反膜，同时在选择性掺杂多晶硅薄膜上设置背面钝化减反膜；
(9)在通孔中灌入浆料，在硅基体背面形成与正面接触电极相连通的正面电极，再印刷正面接触电极和背面接触电极，烧结制得n型钝化接触mwt太阳能电池。
上述n型钝化接触mwt太阳能电池的另外一种优选的制备方法，包括以下步骤：
s1、选取n型硅基体，进行双面制绒；
s2、接着进行背面抛光；
s3、在背面抛光面上制备介质膜；
s4、在介质膜表面设置多晶硅薄膜；
s5、在步骤(s1)的正面绒面进行硼离子注入掺杂，在步骤(s4)的多晶硅薄膜上进行选择性磷离子注入掺杂，高温退火，在正面形成p+发射结，在背面形成非掺杂多晶硅薄膜和掺杂多晶硅薄膜；
s6、激光开孔：将n型硅基体进行激光打孔，在n型硅基体中形成通孔；
s7、设置正面钝化膜；
s8、在正面钝化膜上设置正面钝化减反膜，同时在选择性掺杂多晶硅薄膜上设置背面钝化减反膜；
s9、在通孔中灌入浆料，在硅基体背面形成与正面接触电极相连通的正面电极，再印刷正面接触电极和背面接触电极，烧结制得n型钝化接触mwt太阳能电池。
采用步骤s5这种方法可以实现一步正面掺杂和背面选择性掺杂。
优选的，步骤(4)或步骤s3中采用低温炉管氧化工艺、硝酸氧化工艺、臭氧氧化工艺、ald、cvd(如pecvd、lpcvd)、pvd(如溅射、蒸发)等在清洗后硅片的表面上制备介质膜。
优选的，步骤(5)或步骤s4中采用低压化学气相沉积法(lpcvd)或者等离子增强化学气相沉积法(pecvd)沉积多晶硅薄膜。
优选的，步骤(6)中或步骤s5中在多晶硅薄膜表面进行选择性掺杂，可以利用离子注入机本身自带的掩膜板(mask)可以一次进行注入，实现两种非注入区域和注入区域，再通过退火的方式可以将掺杂进的杂质进行激活，从而真正实现对多晶硅的区域选择性掺杂，同时对多晶硅薄膜进行了晶化热处理，可以进一步提升该薄膜的性能。
优选的，步骤(7)或步骤s7中先通过hf等化学溶液将退火后在多晶硅薄膜表面生长的氧化除去，然后通过原子沉积(ald)等设备在正面p+面上生长正面钝化膜。
优选的，步骤(8)或步骤s8中可以通过管式或板式等离子增强化学气相沉积法(pecvd)等在背面多晶硅薄膜上再生长一层背面钝化膜，优选氮化硅薄膜，同时也可以在正面钝化膜上增设正面钝化减反膜，优选氮化硅薄膜。
优选的，步骤(9)或步骤s9中可以采用丝网印刷等的方式实现正反金属接触以及灌孔，再通过烧结工艺，实现正负电极。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)掺杂多晶硅薄膜是隧穿氧化钝化接触结构，能够提供优越的场钝化及表面钝化，而且载流子可以被选择性地隧穿过氧化层达到金属电极，因而具有较高的开路电压、填充因子和转换效率；
(2)在正面电极下方的多晶硅薄膜区域没有掺杂，其能够有效解决mwt电池中存在的短路和漏电问题；
(3)相比常规n型双面电池结构，该mwt电池正面无主栅，具有更小的遮光面积，可以进一步提高短路电流；
(4)该电池可以为双面电池结构，背面也可以发电，做成双波组件可以获得额外收益；
(5)背面电极也可以采用除通孔区域以外的整面电极，一方面可以通过背面电极的反射，进行光的二次利用，提高电池的短路电流；另一方面，由于掺杂多晶硅薄膜都有印刷金属电极，极大缩短了电流传输路径，可以进一步提高填充因子。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是实施例1中的太阳能电池的结构示意图；
图2是实施例1-2中的多步高温热处理的mwt太阳能电池的流程图；
图3是实施例1中的背面金属接触电极图形；
图4是实施例1中的带有掩膜的离子注入示意图；
图5是实施例2-3中的单面mwt太阳能电池示意图；
图6是实施例2-3中的背面金属接触电极图形；
图7是实施例3中的一步高温热处理的mwt太阳能电池流程图；
图中的附图标记分别表示：
1为n型硅基体，
2为通孔，
3为介质膜，
4为选择性掺杂多晶硅薄膜，
41为非掺杂多晶硅薄膜，
42为掺杂多晶硅薄膜；
5为掺杂硼的p+发射结，
6为正面钝化膜，
7为正面钝化减反膜，
8为正面接触电极，
9为背面钝化减反膜，
10为连接正面接触电极的正面电极，
11为背面接触电极。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施提供的mwt太阳能电池，包括n型硅基体1，在n型硅基体1中设有将正面电极引至背面的通孔2，在n型硅基体1背面设有介质膜3，在介质膜3上设有选择性掺杂多晶硅薄膜4，选择性掺杂多晶硅薄膜4包括非掺杂多晶硅薄膜41和掺杂多晶硅薄膜42，非掺杂多晶硅薄膜41包围通孔2，剩余区域则为掺杂多晶硅薄膜42。
从图1的太阳能电池的结构可知，通过非掺杂多晶硅薄膜41包围通孔2，可以对通孔2中的用于将正面电极连接至背面的引线进行电绝缘隔离，从而减少或避免漏电和短路现象。
其中非掺杂多晶硅薄膜41区域包围通孔2且横截面积略大于通孔2的横截面积。通过使所述非掺杂多晶硅薄膜41的横截面积略大于通孔2的横截面积，可以在进一步提升上述减少或避免漏电和短路现象的技术效果。在不影响太阳能电池的其他性能的前提下，可以进一步增大非掺杂多晶硅薄膜41的面积，以实现更良好的电绝缘效果。此处的表达方式“非掺杂多晶硅薄膜41横截面积略大于通孔2的横截面积”，是指非掺杂多晶硅薄膜41横截面积略大于通孔2的横截面积的1～20％。需要说明的是，所述非掺杂多晶硅薄膜41的横截面积和通孔2的横截面积是指，以平行于太阳能电池的表面(正面或背面)的平面将所述非掺杂多晶硅薄膜41和通孔2截断而得到的图形的面积。
上述非掺杂多晶硅薄膜区域，主要用于灌孔浆料从而实现将正面接触电极中的电流引导至背面形成正面电极。
上述掺杂多晶硅薄膜，主要是可以实现良好的隧穿氧化钝化接触性能。
该n型硅基体为n型单晶硅衬底，其电阻率为0.1～30ω·cm，厚度为50～300μm。
该n型硅基体的正面为制绒面，制绒面上设有掺杂硼的p+发射结5(emitter)，其方块电阻为40～300ohm/sq。
该掺杂硼的p+发射结5上设有正面钝化膜6，钝化膜为siox、tiox、al2o3、sio1-xnx中的一种单层膜或几种的叠层膜，其厚度为1～20nm。
正面钝化膜6上设有正面钝化减反膜7(正面钝化减反膜为sinx、sicx、siox、tiox及mgfx中的一种单层膜或几种的叠层膜，其厚度为65～100nm)。
正面钝化减反膜上设有正面接触电极8。其中正面接触电极8是在整个前面设置的细栅线的，没有主栅线。
n型硅基体1的背面为抛光面。
掺杂多晶硅薄膜为掺磷多晶硅薄膜，其掺杂浓度为1.0e19atoms/cm3-2.0e21atoms/cm3，厚度为120nm。
介质膜3为二氧化硅和氧化钛的叠层膜，其厚度为1.0nm。介质膜3由于其厚度通常很薄，因此也经常被称为超薄介质层。一般而言，介质膜3的厚度为100nm以下，优选为80、70、60、50、40、30、20、10、9、8、7、6、5、4、3、2nm等。
选择性掺杂多晶硅薄膜4上还设有背面钝化减反膜9(背面钝化减反膜可以为sinx、sicx、siox、al2o3、tiox及mgfx中的一种单层膜或几种的叠层膜，其厚度为30～200nm)，背面钝化膜9上设有连接正面接触电极的正面电极10和背面接触电极11；其中背面接触电极11为栅线电极。
通孔2呈阵列排布在n型硅基体1中。
该mwt太阳能电池的制备方法，该方法是基于硼扩散实现硼掺杂，原子沉积(ald)制备一层二氧化硅(sio2)和氧化钛(tio2)叠层的超薄介质膜，在其上面的多晶硅薄膜进行局部离子注入实现局部区域选择性的磷(p)掺杂，在n+掺杂的多晶硅薄膜上印刷栅线，形成具有常规性的双面性的n型mwt电池，其结构如图1，整个工艺流程图如图2。
具体步骤如下：
a、制绒：选取电阻率在0.1～20ω·cm、厚度为50～300μm的n型单晶硅片，将其置于制绒槽中进行表面织构化形成绒面结构；
b、硼扩散：将清洗后的制绒片，置于硼(b)扩散炉管中进行硼扩散以制备p+发射结；
c、激光开孔：将扩散后的太阳能电池片进行激光开孔，数目为16个，通孔呈阵列排布在n型硅基体中；
d、背面抛光：将激光后的太阳能电池片置于碱抛光机中去除背结和磷硅玻璃；
e、介质层制备：采用原子沉积(ald)设备中原位生长一层1.0nm的二氧化硅(sio2)和氧化钛(tio2)叠层的介质层；
f、制备多晶硅薄膜：在低压化学沉积(lpcvd)生长介质层之后，在同一设备中，在温度为610℃生长一层120nm多晶硅薄膜；
g、区域选择性掺杂：利用离子注入机本身自带的掩膜板(mask)进行局部离子注入，如图4所示，实现仅在非正面电极区域下方的多晶硅进行局部注入，再通过870℃温度对进行激活，实现该区域的局部掺杂，同时此高温也实现了对lpcvd生长的多晶硅薄膜进行了晶化热处理，进一步提升该薄膜的性能；
h、制备钝化减反膜：先用hf化学溶液将硅基体表面的氧化层除去；然后，在正面通过原子沉积(ald)制备厚度为5nm的al2o3，再在上面利用管式等离子增强化学气相沉积法(pecvd)一层75nm氮化硅层；最后，通过管式等离子增强化学气相沉积法(pecvd)在多晶硅薄膜上再生长一层80nm氮化硅层；
i、孔洞填充：通过灌孔浆料将激光开的16个孔填充好，同时形成可供焊接用的正面电极；
j、正面接触电极印刷：在硅片硼扩散面(发射极面)上采用丝网印刷方法印刷正面金属接触电极，在p+发射结上形成欧姆接触；
k、背面接触电极印刷：在n+掺杂的多晶硅薄膜上印刷栅线接触电极，一个可以在n+多晶硅面上形成欧姆接触，二个可用于组件焊接；
背面金属接触电极图形如图3所示，整个背面主要是细栅线，即为双面电池结构，背面也可以发电，做成双波组件可以获得额外收益。
实施例2
与实施例1不同的是，该mwt太阳能电池，背面接触电极11为除了正面电极之外的整面金属电极。
介质膜3为二氧化硅单层膜，其厚度为1.5nm。
掺杂多晶硅薄膜为掺磷多晶硅薄膜，其掺杂浓度为1.0e19atoms/cm3-2.0e21atoms/cm3，厚度为80nm。
该mwt太阳能电池的制备方法，该方法是基于硼扩散实现硼掺杂，低压化学沉积(lpcvd)制备一层二氧化硅(sio2)超薄介质膜，在其上面的多晶硅薄膜进行局部离子注入实现局部区域选择性的磷(p)掺杂，在n+掺杂的多晶硅印刷整面金属电极，其图形如图6，形成具有独特的单面型的n型mwt电池，不仅可以对背面光的二次利用，提升短路电流，还可以极大缩短了电流传输路径，有利用提高填充因子，其结构如图5，整个工艺流程图如图2。
具体步骤如下：
a、制绒：选取电阻率在0.1～20ω·cm的n型单晶硅片，将其置于制绒槽中进行表面织构化形成绒面结构；
b、硼扩散：将清洗后的制绒片，置于硼(b)扩散炉管中制备p+发射结；
c、激光开孔：将扩散后的片子进行激光开孔，数目为16个；
d、背面抛光：将激光后的片子置于碱抛光机中去除背结和磷硅玻璃；
e、介质层制备：采用低压化学沉积(lpcvd)设备中原位生长一层1.5nm的二氧化硅(sio2)介质层；
f、制备多晶硅薄膜：在低压化学沉积(lpcvd)生长介质层之后，在同一设备中，在温度为620℃生长一层80nm多晶硅薄膜；
g、区域选择性掺杂：利用离子注入机本身自带的掩膜板(mask)进行局部离子注入，实现仅在非正面电极区域下方的多晶硅进行局部注入，再通过870℃温度对进行激活，实现该区域的局部掺杂，同时次高温也实现了对lpcvd生长的多晶硅薄膜进行了晶化热处理，进一步提升该薄膜的性能；
h、制备钝化减反膜：先用hf化学溶液将硅基体表面的氧化层除去；然后，在正面通过原子沉积(ald)制备4nmal2o3，再在上面利用管式等离子增强化学气相沉积法(pecvd)一层76nm氮化硅层；最后，通过管式等离子增强化学气相沉积法(pecvd)在多晶硅薄膜上再生长一层40nm氮化硅层。
i、孔洞填充：通过灌孔浆料将激光开的16个孔填充好，同时形成可供焊接用的正面电极；
j、正面接触电极印刷：在硅片硼扩散面(发射极面)上采用丝网印刷方法印刷正面金属接触电极，在p+发射结上形成欧姆接触；
k、背面接触电极印刷：在n+掺杂的多晶硅上印刷整面接触电极，如图6所示，一个可以在n+多晶硅薄膜表面上形成欧姆接触，二个可用于组件焊接，第三还在掺杂多晶硅薄膜区域上面都有金属电极可以起到良好的反射效率，可以提升短路电流；同时，极大缩短了电流传输路径，有利用提高填充因子。
实施例3
与实施例1不同的是，该mwt太阳能电池，背面接触电极11为除了正面电极之外的整面金属电极。
介质膜3为氮氧化硅(sioxn1-x)超薄介质膜，其厚度为0.5nm。
掺杂多晶硅薄膜为掺磷多晶硅薄膜，其掺杂浓度为1.0e19atoms/cm3-2.0e21atoms/cm3，厚度为60nm。
该mwt太阳能电池的制备方法，该方法是基于低压化学沉积(lpcvd)制备一层氮氧化硅(sioxn1-x)超薄介质膜，在其上面的多晶硅层进行局部离子注入，以及在正面硼离子注入，通过一步退火工艺实现局部区域选择性的磷(p)掺杂和硼(b)掺杂，在n+掺杂的多晶硅印刷整面金属电极，形成具有独特的单面型的n型mwt电池，如图6所示，不仅可以对背面光的二次利用，提升短路电流，还可以极大缩短了电流传输路径，有利用提高填充因子，其结构如图5，整个工艺流程图如图7。
具体步骤如下：
a、制绒：选取电阻率在0.1～20ω·cm的n型单晶硅片，将其置于制绒槽中进行表面织构化形成绒面结构；
b、背面抛光：将子置于碱抛光机中进行背面抛光；
c、超薄介质层制备：采用低压化学沉积(lpcvd)设备中原位生长一层0.5nm的氮氧化硅(sioxn1-x)介质层；
d、制备多晶硅薄膜：在低压化学沉积(lpcvd)生长介质层之后，在同一设备中，在温度为620℃生长一层60nm多晶硅薄膜；
e、离子注入：在硅基体正面绒面进行硼注入，在背面抛光面进行磷注入，即利用离子注入机本身自带的掩膜板(mask)进行局部离子注入，实现仅在非正面电极区域下方的多晶硅薄膜进行局部注入；
f、退火处理：首先进行清洗，然后通过980℃温度对进行激活，实现该背面的局部磷掺杂及正面发射结硼掺杂，同时此高温也实现了对lpcvd生长的多晶硅薄膜进行了晶化热处理，进一步提升该薄膜的性能；
g、激光开孔：将退火后的片子进行激光开孔；
h、制备钝化减反膜：先用hf化学溶液将硅基体表面的氧化层除去；然后，在正面通过原子沉积(ald)制备3nmal2o3，再在上面利用管式等离子增强化学气相沉积法(pecvd)一层77nm氮化硅层；最后，通过管式等离子增强化学气相沉积法(pecvd)在多晶硅薄膜上再生长一层120nm氮化硅层。
i、孔洞填充：通过灌孔浆料将激光开孔填充好，同时形成可供焊接用的正面电极。
j、正面接触电极印刷：在硅片硼扩散面(发射极面)上采用丝网印刷方法印刷正面金属接触电极，在p+发射结上形成欧姆接触；
k、背面接触电极印刷：在n+掺杂的多晶硅上印刷整面接触电极，一个可以在n+多晶硅薄膜表面上形成欧姆接触，二个可用于组件焊接，第三还在掺杂多晶硅薄膜上面都有金属电极可以起到良好的反射效率，可以提升短路电流；同时，极大缩短了电流传输路径，有利用提高填充因子。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。