背接触电池的制作方法

本申请涉及太阳能发电技术领域，特别涉及一种背接触电池。

背景技术：

随着光伏产业的迅速发展，国内外市场对太阳能电池的转换效率也提出越来越高的需求，这也推动众多厂商积极进行新型电池结构及生产工艺的研究，以期取得行业优势。

背接触(interdigitatedbackcontact，ibc)电池是指在电池背面制备交叉排布的p区和n区的太阳能电池，其最大的优势在于彻底避免电池正面电极对入射光的遮挡，最大限度地利用入射光，提高短路电流。上述p区与n区导通时，相应位置会出现pn结漏电及复合增大；现已公开有将电池背面的发射极(p区)与背场(n区)进行分隔设置的方案，但相应的掺杂层在制备过程中会沿横向渗透扩张，难以有效控制隔离效果，使得前述p区与n区出现异常导通，进而导致填充因子降低，电池效率与性能下降。因此，有必要对背接触电池的结构进行优化设计。

技术实现要素：

本申请目的在于提供一种背接触电池，结构简洁，并能有效克服不同类型的掺杂层间的漏电异常，提高电池性能。

为实现上述目的，本申请提供一种背接触电池，包括硅基底、设置在所述硅基底背面的金属电极，所述硅基底的背面形成有间隔排布的第一掺杂层与第二掺杂层，所述第一掺杂层与第二掺杂层的掺杂类型相反，且所述第一掺杂层的厚度小于第二掺杂层的厚度；所述硅基底的背面还凹陷形成有位于相邻所述第一掺杂层与第二掺杂层之间的沟槽。

作为本申请实施例的进一步改进，所述沟槽的宽度设置为30～200μm。

作为本申请实施例的进一步改进，所述沟槽的深度设置为1～10μm；且所述沟槽的深度大于第二掺杂层的厚度。

作为本申请实施例的进一步改进，所述第一掺杂层的厚度设置为0.1～1μm；所述第二掺杂层的厚度设置为0.5～2μm。

作为本申请实施例的进一步改进，所述硅基底为n型硅片，且所述硅基底的电阻率设置为0.3～7ω·cm；所述第二掺杂层为p型掺杂层。

作为本申请实施例的进一步改进，所述第一掺杂层为磷掺杂层；所述第二掺杂层为硼掺杂层。

作为本申请实施例的进一步改进，所述第一掺杂层具有若干第一条形区，所述第二掺杂层具有若干第二条形区，所述第一条形区与第二条形区依次交替排布，所述第一条形区的宽度小于所述第二条形区的宽度。

作为本申请实施例的进一步改进，所述背接触电池还包括设置在所述硅基底背面的背钝化层，所述金属电极穿过所述背钝化层并与所述硅基底相接触，部分所述背钝化层填设于所述沟槽内；所述背钝化层包括氧化铝膜、氧化硅膜、氮化硅膜、碳化硅膜中的至少一种。

本申请的有益效果是：采用本申请背接触电池，通过对掺杂类型不同第一掺杂层与第二掺杂层的厚度进行区分设计，并在相邻的第一掺杂层与第二掺杂层之间设置沟槽进行电性隔离，有效避免第二掺杂层与第一掺杂层之间产生漏电异常，提高电池性能。

附图说明

图1是本申请背接触电池一较佳实施例的结构示意图；

图2是本申请背接触电池的背面结构示意图；

图3是本申请背接触电池另一较佳实施例的结构示意图。

100-背接触电池；1-硅基底；11-第一掺杂层；110-第一条形区；12-第二掺杂层；120-第二条形区；13-沟槽；14-前表面场层；2-背钝化层；3-减反射层；41-第一电极；42-第二电极。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本申请进行详细描述。但该实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

参图1与图2所示，本申请提供的背接触电池100包括硅基底1，所述硅基底1的背面形成有间隔排布的第一掺杂层11与第二掺杂层12，所述第一掺杂层11与第二掺杂层12的掺杂类型相反。

所述第一掺杂层11的厚度小于第二掺杂层12的厚度；所述硅基底1的背面还凹陷形成有位于相邻所述第一掺杂层11与第二掺杂层12之间的沟槽13，所述沟槽13的深度大于所述第二掺杂层12的厚度，以实现两者的有效电性隔离。

本实施例中，所述硅基底1为n型硅片，且所述硅基底1的电阻率设置为0.3～7ω·cm，所述硅片的厚度为50～300μm；所述第一掺杂层11为n型掺杂层，所述第二掺杂层12为p型掺杂层，所述第一掺杂层11、第二掺杂层12分别作为场钝化区、发射区。并且，所述硅基底1的正面还形成有前表面场层14，所述前表面场层14用以提高正面钝化性能。此处，所述第一掺杂层11、前表面场层14均为磷掺杂层，且所述前表面场层14的掺杂浓度小于所述第一掺杂层11的掺杂浓度，所述第一掺杂层11的掺杂浓度优选为1e21～3e21cm^-3；所述第二掺杂层12为硼掺杂层，所述第二掺杂层12的掺杂浓度优选为1e19～3e19cm^-3。

所述沟槽13的深度设置为1～10μm；所述第一掺杂层11的厚度设置为0.1～1μm，所述第二掺杂层12的厚度则设置为0.5～2μm。所述第一掺杂层11、第二掺杂层12的厚度即结深可通过掺杂源浓度、反应温度及时间的工艺参数进行调整，还可以在掺杂完成后进行刻蚀减薄。作为示例地，所述第一掺杂层11的厚度设置为0.1μm、0.3μm、0.5μm、0.8μm或1μm；所述第二掺杂层12的厚度设置为0.5μm、1μm、1.5μm或2μm。

所述沟槽13的宽度太小会影响相邻所述第一掺杂层11与第二掺杂层12的电性隔离效果，也增大沟槽13的加工难度，还使得所述沟槽13位置后续膜层沉积困难，钝化效果差；另一方面，所述沟槽13的宽度太大会影响发射区的面积占比，降低载流子收集效率。在此，所述沟槽13的宽度d优选设置为30～200μm，如将上述沟槽13的宽度设置为30μm、50μm、80μm或150μm。

所述第一掺杂层11包括若干第一条形区110，所述第二掺杂层12包括若干第二条形区120，所述第一条形区110与第二条形区120依次交替排布。通常地，所述第一条形区110的宽度设置小于所述第二条形区120的宽度。还需要说明的是，图2示出的第一条形区110、第二条形区120与沟槽13并不直接表明三者间的比例关系，而仅仅是为更清楚描述相关结构。

所述背接触电池100还包括设置在所述硅基底1背面的背钝化层2、设置在所述前表面场层14上的减反射层3以及穿过所述背钝化层3并与所述硅基底1相接触的金属电极。

所述背钝化层2包括氧化铝膜、氧化硅膜、氮化硅膜、碳化硅膜中的至少一种。所述减反射层3通常可采用氮化硅膜，厚度设置为70～100nm，且可通过气体流量、反应时间、温度等工艺参数的调节，提高所述减反射层3的膜层性能与减反射效果。所述背钝化层2与减反射层3均可根据实际产品需求设置为复合膜或渐变膜。所述金属电极包括与所述第一掺杂层11相接触的第一电极41、与所述第二掺杂层12相接触的第二电极42，所述第一电极41、第二电极42分别采用既定的导电浆料经丝网印刷、烧结得到，两者具体所采用的导电浆料可以相同或不同。

参图3所示为本申请实施例的另一实施方式，其区别于前述实施例的特征在于：所述沟槽13的设置呈梯形。通过上述设计，能在所述沟槽13加工过程中进行更有效的清洗，还能在后续背钝化层2沉积过程中，保证介质材料能够顺利沉积在所述沟槽13内，保证所述沟槽13位置的钝化性能与电性隔离效果。

所述背接触电池100的制备过程主要包括：先对硅基底1进行表面处理，再对所述硅基底1进行正面扩散形成前表面场层14；在所述硅基底1的背面局部印刷磷浆，再进行硼扩散，印刷有磷浆的区域形成磷掺杂层，未印刷前述磷浆的区域则形成硼扩散层；再于所述硅基底1的背面进行激光开槽，并刻蚀形成前述沟槽13，所述沟槽13的两侧形成前述第一掺杂层11与第二掺杂层12。最后，依次对所述硅基底1进行表面清洗、镀膜与金属化，得到相应的背接触电池100。当然，根据产品需求，还可以对完成金属化制程的背接触电池100进行测试、分档；还可以对所述背接触电池100进行光、电注入处理，减少内部缺陷，降低后续衰减，此处不再一一赘述。

所述硅基底1在进行激光开槽前，通过需要在所述硅基底1的背面制备一层保护层，避免所述第一掺杂层11与第二掺杂层12在后续刻蚀过程中受损。作为示例地，所述保护层可采用氧化硅膜，且所述氧化硅膜的厚度设置为10～200μm；所述激光的波长可设置为280～1000nm，如采用355nm、515nm、532nm等波长的激光束进行前述开槽加工；前述刻蚀是使用koh或naoh溶液对激光开槽位置进行湿法刻蚀，形成相应的沟槽13。

综上所述，本申请背接触电池100通过对硅基底1背面的第一掺杂层11与第二掺杂层12进行区分设计，且相邻的第一掺杂层11与第二掺杂层12之间设置沟槽13进行电性隔离，结构设计更为简洁合理，并能有效避免第二掺杂层12与第一掺杂层11之间产生漏电异常，提高电池性能。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。