切片硅异质结太阳能电池及制备方法、太阳能电池组件与流程

1.本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及切片硅异质结太阳能电池、切片硅异质结太阳能电池的制备方法及太阳能电池组件。


背景技术：

2.异质结太阳能电池具有清洁无污染、可再生、工作性能稳定等优点。异质结太阳能电池也称光伏电池，其利用半导体的光生伏特效应，将太阳光的能量直接转换为电能。在转换过程中，通过吸收光产生电子空穴对，电子空穴对分离或扩散，实现发电电流的传输。根据结构和制备工艺的不同，异质结太阳能电池划分为不同的类型。以晶硅为基底的异质结太阳能电池，在基底的一侧或两侧制备半导体层、电极形成电池片，接着将多个电池片进行焊接以进行串联或并联，然后封装形成组件，组件发电后通过逆变器回馈电网。
3.随着电站投资商平价上网压力的增大，对度电成本的诉求越来越高。实践证明，半片技术是降低电池组件封装损失、提高电池组件功率的有效途径。半片技术，即采用激光切割法沿着垂直于电池片的主栅电极的方向将标准规格电池片切成相同的两个半片电池片后再进行焊接串联。半片组件与整片组件相比，内部的短路电流减半，而电压增加一倍，因此在同样功率情况下内部损耗有效降低，外部输出功率得到提升。
4.在激光切割过程中，激光将硅片沿设定路径局部融化，再通过机械力量将电池片沿设定路径分为两半。从而，在电池片的切割边缘形成激光损伤区和机械断裂区，导致电池片中硅原子无法保持原本的有序排列状态，形成悬挂键，降低电池片的效率，导致半片电池组件的外部输出功率有所折损。
5.如何保持切割后的异质结太阳能电池的效率，或减小因切割造成的效率降低，成为目前异质结太阳能电池领域亟待解决的技术问题之一。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种切片硅异质结太阳能电池、切片硅异质结太阳能电池的制备方法及太阳能电池组件，通过至少在被切割的侧表面形成一层侧接触含硅薄膜，从而钝化切片硅异质结太阳能电池主体的侧表面的缺陷，减少载流子的复合损失，同时还可以在切片硅异质结太阳能电池主体的上表面和/或下表面即透明导电层的外侧形成含硅薄膜，进一步起到减反射的作用。
7.解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供如下方案：
8.一种切片硅异质结太阳能电池的制备方法，其包括：
9.对整片硅异质结太阳能电池切割形成切片硅异质结太阳能电池主体；
10.还包括：
11.在所述切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面形成侧接触含硅薄膜，所述侧接触含硅薄膜的介电常数范围为1－10；
12.其中，所述切片硅异质结太阳能电池主体至少包括晶硅基底、本征非晶硅层、掺杂
非晶硅层和透明导电层。
13.优选的是，在所述切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面形成所述侧接触含硅薄膜的同时，还包括：
14.在所述切片硅异质结太阳能电池主体的上表面、下表面至少一表面形成面覆盖含硅薄膜，所述面覆盖含硅薄膜的折射率范围为1.4－2.5。
15.优选的是，对所述整片硅异质结太阳能电池进行切割的步骤为：采用激光或无损切割机将所述整片硅异质结太阳能电池切割成所需要的形状，得到所述切片硅异质结太阳能电池主体。
16.优选的是，所述侧接触含硅薄膜的厚度范围为20－110nm，所述面覆盖含硅薄膜的厚度范围为10－55nm。
17.优选的是，形成所述侧接触含硅薄膜、所述面覆盖含硅薄膜的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅及碳化硅中的任一种。
18.优选的是，所述侧接触含硅薄膜、所述面覆盖含硅薄膜的制备方法包括等离子体化学气相沉积法，所述等离子体化学气相沉积法的工艺气体至少包括sih4。
19.优选的是，所述等离子体化学气相沉积法制备氮氧化硅薄膜的工艺气体至少包括n2o、sih4、h2、nh3，沉积温度范围为30－300℃，压强范围为0.5－3.5torr；
20.所述等离子体化学气相沉积法制备氧化硅薄膜的工艺气体包括co2、sih4、 h2，沉积温度范围为60－300℃，压强范围为0.5－3.5torr。
21.优选的是，所述透明导电层的表面为所述切片硅异质结太阳能电池主体的正表面或背表面，在形成所述侧接触含硅薄膜之前，还包括：
22.在所述透明导电层的表面形成电极掩膜层，所述掩膜层的材料为有机光刻胶类；
23.烘干所述电极掩膜层；
24.相应的，在形成所述侧接触含硅薄膜之后，还包括：
25.采用有机溶剂去除所述电极掩膜层。
26.优选的是，采用丝网印刷方式形成电极掩膜层，所述电极掩膜层与所述预设电极的位置对应，且所述电极掩膜层的宽度大于或等于所述预设电极的宽度。
27.优选的是，所述有机光刻胶类耐受温度范围为100－220℃，且能溶于所述有机溶剂。
28.优选的是，所述有机溶剂包括丙酮、乙醇或二甲苯中的至少一种。
29.优选的是，烘干温度范围为100－150℃。
30.优选的是，在形成所述侧接触含硅薄膜之后还包括：在对应着所述电极掩膜层的区域形成电极，所述电极包括主栅电极以及多条与所述主栅电极连接、且互相平行间隔排列的细栅电极。
31.优选的是，制备所述整片硅异质结太阳能电池的制备方法，至少包括以下步骤：
32.提供晶硅基底；
33.在所述晶硅基底的表面依次形成本征非晶硅层、掺杂非晶硅层；
34.在所述掺杂非晶硅层的表面形成透明导电层；
35.其中，所述晶硅基底包括单晶硅片、微晶硅片或多晶硅片中的任一种。
36.优选的是，所述电极的表面为所述切片硅异质结太阳能电池主体的正表面或背表
面，在形成所述侧接触含硅薄膜之后，还包括去除位于电极上方对应着的所述面接触含硅薄膜的步骤：
37.在所述电极上方对应着的所述面接触含硅薄膜的表面形成腐蚀剂层，所述腐蚀剂层的材料至少包括hf的溶胶物质；
38.通过水洗方式去除所述电极上方对应着的所述面接触含硅薄膜的表面的所述面覆盖含硅薄膜。
39.优选的是，采用丝网印刷方式形成所述腐蚀剂层，所述腐蚀剂层与所述电极的位置对应，所述腐蚀剂层的宽度大于或等于所述电极的宽度。
40.优选的是，所述腐蚀剂层的材料为含有hf、固化剂以及有机溶剂的溶胶物质。
41.优选的是，所述有机溶剂包括丙酮、乙醇或二甲苯中的至少一种。
42.优选的是，所述有机溶剂包括所述腐蚀剂层的腐蚀时间范围为10s－1min。
43.优选的是，制备所述整片硅异质结太阳能电池的制备方法，至少包括以下步骤：
44.提供晶硅基底；
45.在所述晶硅基底的表面依次形成本征非晶硅层、掺杂非晶硅层；
46.在所述掺杂非晶硅层的表面形成透明导电层；
47.在所述透明导电层的表面形成电极，所述电极包括主栅电极以及多条与所述主栅电极连接、且互相平行间隔排列的细栅电极；
48.其中，所述晶硅基底包括单晶硅片或多晶硅片中的任一种。
49.优选的是，所述侧接触含硅薄膜的制备方法包括热丝化学气相沉积法，包括：
50.将多块所述切片硅异质结太阳能电池主体堆叠整齐；
51.采用所述热丝化学气相沉积法对多块所述切片硅异质结太阳能电池主体的侧表面进行镀膜；
52.并对多块所述切片硅异质结太阳能电池主体进行辐照退火。
53.优选的是，镀膜温度范围为180－220℃，镀膜时间范围为10s－2mins。
54.一种切片硅异质结太阳能电池，其包括切片硅异质结太阳能电池主体，以及在所述切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面设置的侧接触含硅薄膜，所述侧接触含硅薄膜的介电常数范围为1－10；
55.其中，所述切片硅异质结太阳能电池主体至少包括晶硅基底、本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和透明导电层。
56.优选的是，在所述切片硅异质结太阳能电池主体的上表面、下表面至少一表面还设置面接触含硅薄膜，所述面接触含硅薄膜的折射率范围为1.4－2.5。
57.优选的是，所述切片硅异质结太阳能电池主体包括：晶硅基底、以及在所述晶硅基底的表面依次设置的本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和透明导电层，所述面覆盖含硅薄膜位于所述透明导电层的表面；
58.或者，所述切片硅异质结太阳能电池主体包括：晶硅基底、以及在所述晶硅基底的表面依次设置的本征非晶硅层、掺杂非晶硅层、透明导电层和电极，所述面覆盖含硅薄膜位于所述透明导电层未设置所述电极的表面。
59.一种太阳能电池组件，其包括上述的切片硅异质结太阳能电池。
60.本发明的有益效果是：
61.1)本发明在硅异质结太阳能电池被切割后，可以在切片硅异质结太阳能电池片的侧表面沉积含硅薄膜，含硅薄膜可以对侧表面的缺陷和悬挂键进行钝化，提高硅异质结太阳能电池的开路电压和填充因子，减少硅异质结太阳能电池效率的切割损失。
62.2)同时，还可以在切片硅异质结太阳能电池片的上表面和/或下表面沉积含硅薄膜，上表面和/或下表面的含硅薄膜位于透明导电层的外侧，含硅薄膜可以对透明导电层的表面钝化，同时降低光的反射，增大硅异质结太阳能电池的短路电流，从而提高硅异质结太阳能电池的效率。上表面和/或下表面的含硅薄膜层相当于盖帽层，多晶硅层的氢原子会部分进入透明导电层，盖帽层会避免透明导电层中氢原子的流失，比如进入空气，含硅薄膜本身的氢原子也会部分进入到透明导电层中，从而提高透明导电层的氢原子浓度、电子迁移率和载流子浓度，提高切片硅异质结太阳能电池的效率。而且，沉积含硅薄膜后，可以减薄透明导电层的厚度，常用的透明导电层的材料为ito(锡掺杂in2o3)，用sio2或sinx或其他含硅薄膜取代一定厚度的透明导电层，减少使用ito的总量，对生产成本下降有明显的积极作用。
63.3)侧表面、上表面和/或下表面镀含硅薄膜之后，硅异质结太阳能电池的效率至少可以提高0.2％，总成本有所下降。
附图说明
64.图1为本发明实施例中切片硅异质结太阳能电池的制备方法的流程图；
65.图2为本发明实施例1中切片硅异质结太阳能电池的制备方法的流程图；
66.图3和图4为本发明实施例1中切片硅异质结太阳能电池的制备方法的细化流程图；
67.图5为图3中整片硅异质结太阳能电池的制备方法的流程图；
68.图6为图3中含硅薄膜的制备方法的流程图；
69.图7为图3中电极的制备方法的流程图；
70.图8a和图8b为本发明实施例1中切片硅异质结太阳能电池的结构示意图；
71.图9和图10为本发明实施例2中切片硅异质结太阳能电池的制备的细化流程图；
72.图11为图9中整片硅异质结太阳能电池的制备方法的流程图；
73.图12为图9中含硅薄膜的制备方法的流程图；
74.图13a－图14b为本发明实施例2中切片硅异质结太阳能电池的结构示意图；
75.图15和图16为本发明实施例3中切片硅异质结太阳能电池的制备的细化流程图；
76.图17为图15中含硅薄膜的制备方法的流程图；
77.图18a和图18b为本发明实施例3中切片硅异质结太阳能电池的结构示意图；
78.图19为本发明实施例4中含硅薄膜的制备方法的流程图；
79.附图标识中：
80.1－n型单晶硅片；21－第一本征非晶硅层；22－第二本征非晶硅层；31－n型非晶硅层；32－p型非晶硅层；41－第一透明导电层；42－第二透明导电层；50－侧接触含硅薄膜；51－第一面覆盖含硅薄膜；52－第二面覆盖含硅薄膜；61－第一电极；62－第二电极。
具体实施方式
81.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明的技术方案，并不用于限制本发明。
82.显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
83.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
84.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
85.本发明的技术构思在于：
86.硅异质结太阳能电池的电压与电池的面积无关，电流却与电池的面积成正比，当把整片硅异质结太阳能电池切割成切片异质结太阳能电池时，切片异质结太阳能电池的面积减小，电流下降，因此在同样的内部电子情况下内部损耗有效降低，外部输出功率得到提升。然而，事实是，整片硅异质结太阳能电池经过切割后，通常硅异质结太阳能电池效率会产生明显的损失，原因为经过切割的异质结太阳能电池侧表面存在大量的缺陷和悬挂键，导致大量的载流子复合，造成载流子的大量损失，显著降低电池的效率。
87.基于上述原因，一方面，本发明在对整片硅异质结太阳能电池进行切割的步骤之后，在切片硅异质结太阳能电池的侧表面形成一层含硅薄膜，对侧表面的缺陷和悬挂键进行钝化，降低少数载流子的大量复合，减少硅异质结太阳能电池效率的切割损失。
88.另一方面，本发明中硅异质结太阳能电池使用晶体硅和非晶硅两种不同的材料构成pn结，位于外侧的非晶硅层导电性较差，载流子的横向传输能力较弱，需要在非晶硅层外沉积透明导电层，使非晶硅层的载流子纵向传输到透明导电层，然后在透明导电层横向传输到栅电极。一般硅异质结太阳能电池最常采用的透明导电层的材料为ito(锡掺杂in2o3)，铟(in)是一种相对昂贵的金属材料，价格比较昂贵，ito是硅异质结太阳能电池主要的成本耗材，较高的成本不利于硅异质结太阳能电池的大量生产。
89.在切片硅异质结太阳能电池的表面沉积含硅薄膜不仅可以减薄ito层的厚度，降低硅异质结太阳能电池的成本，还可以通过折射率匹配获得更低的硅异质结太阳能电池表面反射率，提高硅异质结太阳能电池的效率。以下将针对本发明的技术构思对具体实施方式进行详细说明。
90.作为本发明的一方面，如图1所示，本发明提供一种切片硅异质结太阳能电池的制备方法，包括：对整片硅异质结太阳能电池切割形成切片硅异质结太阳能电池主体；
91.还包括：在切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面形成侧接触含硅薄膜，侧接触含硅薄膜的介电常数范围为1－10；
92.其中，切片硅异质结太阳能电池主体至少包括晶硅基底、本征非晶硅层、掺杂非晶
硅层和透明导电层。
93.作为本发明的另一方面，本发明提供一种切片硅异质结太阳能电池，其包括切片硅异质结太阳能电池主体，以及在切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面设置的侧接触含硅薄膜，侧接触含硅薄膜的介电常数范围为1－10；
94.其中，切片硅异质结太阳能电池主体至少包括晶硅基底、本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和透明导电层。
95.作为本发明的另一方面，本发明提供一种太阳能电池组件，其包括上述的切片硅异质结太阳能电池。
96.实施例1：
97.本实施例提供一种切片硅异质结太阳能电池的制备方法，包括对整片硅异质结太阳能电池进行切割的步骤，在对整片硅异质结太阳能电池进行切割形成切片硅异质结太阳能电池主体之后，至少还包括：在切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面形成侧接触含硅薄膜，侧接触含硅薄膜的介电常数范围为1－10。
98.介电常数与薄膜沉积速率、薄膜致密性、化学键的类型、电子迁移率和氢原子的含量有关。在1－10范围的介电常数薄膜，具有良好的致密性，合适的氢原子含量，能够对界面的缺陷形成良好的钝化作用，且具有相应的绝缘性能，能有效避免产生漏电流。
99.如图2所示，本实施例提供一种切片硅异质结太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
100.对整片硅异质结太阳能电池切割形成切片硅异质结太阳能电池主体；
101.在切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面形成侧接触含硅薄膜，以及，切片硅异质结太阳能电池主体的上表面、下表面至少一表面形成面覆盖含硅薄膜；
102.其中，侧接触含硅薄膜的介电常数范围为1－10，面覆盖含硅薄膜的折射率范围为1.4－2.5。晶硅的折射率为3.87左右，空气的折射率为1，面覆盖含硅薄膜的折射率范围为1.4－2.5，三者的匹配能实现更好的减反射效果。
103.该切片硅异质结太阳能电池主体至少包括晶硅基底、本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和透明导电层。在实施过程中，在切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面形成侧接触含硅薄膜的基础上，可以在切片硅异质结太阳能电池主体的上表面、下表面任一表面仅单独形成面覆盖含硅薄膜，还可以在切片硅异质结太阳能电池主体的上表面、下表面两个表面均形成面覆盖含硅薄膜。
104.对该切片硅异质结太阳能电池的制备方法，详细的实施步骤参考图3和图4，并同时参考图8a、图8b的结构，进行如下具体说明。
105.步骤s1)：制备整片硅异质结太阳能电池。
106.在该步骤中，如图5所示，具体包括如下子步骤：
107.步骤s11)提供晶硅基底。
108.在该步骤中，晶硅基底以n型单晶硅片1(c－si(n))作为示例，当然p型单晶硅片也完全能满足制备需求。容易理解的是，晶硅基底除了可以是单晶硅片，还可以是多晶硅片，这里不做限定。
109.步骤s12)在晶硅基底的表面依次形成本征非晶硅层、掺杂非晶硅层。
110.本实施例以双面发电的硅异质结太阳能电池作为示例。该步骤中，在n型单晶硅片
1(c－si(n))的一侧(正表面)依次形成第一本征非晶硅层21(a－si(i)，即正表面i层)、n型非晶硅层31(a－si(n)，即n层)；在n型单晶硅片1(c－si(n)) 的另外一侧(背表面)依次形成第二本征非晶硅层22(a－si(i)，即背表面i层)、 p型非晶硅层32(a－si(p)，即p层)。在非晶硅层的形成过程中，硅片的翻片采用常规技术即可，这里不做限定。
111.步骤s13)在掺杂非晶硅层的表面形成透明导电层。
112.在该步骤中，在n型非晶硅层31(a－si(n))上通过沉积(采用磁控溅射/pvd 或反应等离子体沉积/rpd)方式形成一定厚度(例如30－50nm)的第一透明导电层41(即正表面透明导电层)，在p型非晶硅层32(a－si(p))上通过沉积(采用磁控溅射/pvd或反应等离子体沉积/rpd)方式形成一定厚度(例如30－50nm)的第二透明导电层42(即背表面透明导电层)。
113.步骤s2)：对整片硅异质结太阳能电池切割形成切片硅异质结太阳能电池主体。
114.在该步骤中，采用激光切片或无损切割机切片，按照设计，将整片硅异质结太阳能电池切割成所需要的形状，得到切片硅异质结太阳能电池主体。
115.步骤s3)：在切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面形成侧接触含硅薄膜，同时在切片硅异质结太阳能电池主体的上表面、下表面至少一表面形成面覆盖含硅薄膜。
116.其中，形成侧接触含硅薄膜50、面覆盖含硅薄膜(包括第一面覆盖含硅薄膜 51和第二面覆盖含硅薄膜52)的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅及碳化硅中的任一种。介电常数在1－10之间。侧接触含硅薄膜50、面覆盖含硅薄膜的制备方法包括等离子体化学气相沉积法，等离子体化学气相沉积法的工艺气体至少包括 sih4。
117.在该步骤中，用等离子体化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition，简称pecvd)在硅异质结太阳能电池被切割的侧表面或上表面、下表面同时沉积含硅薄膜。本实施例采用掩膜法制备，即先沉积含硅薄膜再丝网印刷电极的方式，在沉积含硅薄膜之前把透明导电层上方电极的位置用掩膜材料遮住。
118.优选的是，在形成侧接触含硅薄膜50之前，还包括：在透明导电层的表面形成电极掩膜层(仅在工艺过程中出现，图8a、图8b中未示出)，并烘干电极掩膜层。相应的，在形成侧接触含硅薄膜50之后，还包括：采用有机溶剂去除电极掩膜层。如图6所示，具体包括如下子步骤：
119.步骤s31)在切片硅异质结太阳能电池主体的正表面形成电极掩膜层。
120.在该步骤中，在切片硅异质结太阳能电池主体的正表面即第一透明导电层41 的外侧丝网印刷电极掩膜层，电极掩膜层的位置与将要丝网印刷方式的第一电极 61的位置对应，电极掩膜层的宽度大于或等于将要丝网印刷方式的第一电极61的宽度。电极掩膜层的材料可以采用有机光刻胶类，采用丝网印刷方式印刷到透明导电层上。有机光刻胶类耐受温度范围为100－220℃，优选可耐受120℃的温度，且溶于丙酮、乙醇或二甲苯等有机溶剂。
121.步骤s32)烘干电极掩膜层。
122.在该步骤中，烘干上一步骤丝网印刷的掩膜材料。烘干温度范围为100－150℃，优选为120℃。
123.步骤s33)在切片硅异质结太阳能电池主体的正表面和侧表面形成含硅薄膜。
124.在该步骤中，采用等离子体化学气相沉积法(pecvd)在切片硅异质结太阳能电池
主体的正表面和侧表面沉积一定厚度的含硅薄膜。
125.含硅薄膜比如氮氧化硅薄膜，沉积工艺条件为工艺气体至少包括n2o、sih4、 h2、nh3。沉积温度范围为30－300℃，压强范围为0.5－3.5torr。通过调节n2o中n 与o的含量，可得到氮化硅薄膜。
126.或者，含硅薄膜比如氧化硅层，沉积工艺条件为工艺气体包括co2、sih4、 h2等，沉积温度范围为60－300℃，压强范围为0.5－3.5torr。
127.步骤s34)在切片硅异质结太阳能电池主体的背表面形成电极掩膜层。
128.在该步骤中，在切片硅异质结太阳能电池主体的背表面即第二透明导电层42 的外侧丝网印刷电极掩膜层，电极掩膜层的位置与将要丝网印刷方式的第二电极 62的位置对应，且电极掩膜层的宽度大于或等于将要丝网印刷方式的第二电极62 的宽度。电极掩膜层的材料可以采用有机光刻胶类，采用丝网印刷方式印刷到透明导电层上。有机光刻胶类耐受温度范围为100－220℃，优选可耐受120℃的温度，且溶于丙酮、乙醇、二甲苯等有机溶剂。
129.步骤s35)烘干电极掩膜层。
130.在该步骤中，烘干上一步骤丝网印刷的掩膜材料。烘干温度范围为100－150℃，优选为120℃。
131.步骤s36)在切片硅异质结太阳能电池主体的背表面和侧表面形成含硅薄膜。
132.在该步骤中，在切片硅异质结太阳能电池主体的背表面和侧表面沉积一定厚度的含硅薄膜，分别形成侧接触含硅薄膜50、第一面覆盖含硅薄膜51和第二面覆盖含硅薄膜52。具体的是，采用等离子体化学气相沉积法(pecvd)在切片硅异质结太阳能电池主体的背表面和侧表面沉积一定厚度的含硅薄膜。
133.含硅薄膜比如氮氧化硅薄膜的工艺气体包括h2、n2o、sih4、nh3，沉积温度范围为30－300℃，压强范围为0.5－3.5torr。
134.或者，含硅薄膜比如氧化硅层，沉积工艺条件为工艺气体至少包括n2o、sih4、 h2、nh3。沉积温度范围为60－300℃，压强范围为0.5－3.5torr。
135.采用等离子体化学气相沉积法，在沉积正表面含硅薄膜和背表面含硅薄膜的过程中，同时都可以绕镀到侧表面，因此在正表面和背表面镀膜过程中侧表面相当于镀膜了两次。经过上述步骤，侧接触含硅薄膜50的厚度范围为20－110nm，第一面覆盖含硅薄膜51和第二面覆盖含硅薄膜52的厚度范围为10－55nm。
136.侧接触含硅薄膜50的介电常数范围为1－10，第一面覆盖含硅薄膜51和第二面覆盖含硅薄膜52的折射率范围为1.4－2.5。
137.步骤s33)和步骤s36)中，切片硅异质结太阳能电池主体的表面形成面覆盖含硅薄膜+透明导电层的双层结构，可以更好实现减反射效果，具有比单独的透明导电层更好的减反射效果。而且，形成的第一面覆盖含硅薄膜51和第二含硅薄膜 52可以减少切片硅异质结太阳能电池主体表面透明导电层的厚度，尤其是可以减少正表面形成透明导电层的ito用量，大幅降低成本。
138.步骤s37)采用有机溶剂去除电极掩膜层。
139.在该步骤中，采用湿法清洗方式去除电极掩膜层。有机溶剂可以包括丙酮、乙醇、二甲苯中的至少一种。在具体的实施过程中，由于不同的掩膜材料可能会溶于不同的溶剂，
采用上述有机溶剂中的任一种或多种都可以，这里不做限定。
140.步骤s4)：在对应着电极掩膜层的区域形成电极。
141.这里的电极包括主栅电极以及多条与主栅电极连接、且互相平行间隔排列的细栅电极。这里的电极通常为金属电极，可以是银(ag)电极，也可以是铜包银浆电极，这里不做限定。针对双面发电的硅异质结太阳能电池，如图7所示，具体包括如下子步骤：
142.步骤s41)在切片硅异质结太阳能电池主体的正表面对应着电极掩膜层的区域形成第一电极。
143.在该步骤中，在切片硅异质结太阳能电池主体的正表面即第一透明导电层41 上掩膜的位置丝网印刷形成第一电极61，第一电极61例如为ag电极。
144.步骤s42)烘干第一电极。
145.在该步骤中，烘干上一步骤丝网印刷的第一电极61。
146.步骤s43)在切片硅异质结太阳能电池主体的背表面对应着电极掩膜层的区域形成第二电极。
147.在该步骤中，在切片硅异质结太阳能电池主体的背表面即第二透明导电层42 上掩膜的位置丝网印刷形成第二电极62，第二电极62例如为ag电极。
148.步骤s44)烘干第二电极。
149.在该步骤中，烘干上一步骤丝网印刷的第二电极62。
150.步骤s45)烧结切片硅异质结太阳能电池主体的电极。
151.在该步骤中，烧结切片硅异质结太阳能电池主体正表面的第一电极61和背表面的第二电极62。
152.步骤s5)：将切片硅异质结太阳能电池主体放进退火炉中进行辐照退火。
153.切片硅异质结太阳能电池主体放进退火炉中进行辐照退火，至此，完成切片硅异质结太阳能电池的制备。通过辐照退火，可以提高非晶硅层的晶化率，降低缺陷陷阱密度，减少载流子的复合损失，提高硅异质结太阳能电池效率；还可以提高含硅薄膜的质量，增强侧接触含硅薄膜和上表面、下表面覆盖含硅薄膜的界面钝化特性，使非晶硅层和含硅薄膜层的氢原子进入透明导电层，提高透明导电层的氢原子浓度、电子迁移率和载流子浓度。
154.采用上述切片硅异质结太阳能电池的制备方法，经测试发现，使得硅异质结太阳能电池的效率至少可以提高0.2％，总成本也有所下降。
155.如图8a和图8b所示为采用上述切片硅异质结太阳能电池的制掩膜法制备得到的切片硅异质结太阳能电池的结构图。其中，图8a为平行于主栅电极方向的视图，即视角与主栅电极的延伸方向相同的视图；图8b为视角垂直于主栅电极方向的视图，即视角与主栅电极的延伸方向垂直(与细栅电极的延伸方向平行)的视图。
156.该切片硅异质结太阳能电池包括切片硅异质结太阳能电池主体，以及在切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面设置的侧接触含硅薄膜50，侧接触含硅薄膜50的介电常数范围为1－10；其中，切片硅异质结太阳能电池主体至少包括晶硅基底、本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和透明导电层。并且，在切片硅异质结太阳能电池主体的上表面、下表面至少一表面还设置面接触含硅薄膜，侧接触含硅薄膜50的折射率范围为1.4－2.5。在图8a和图8b中，在切片硅异质结太阳能电池主体的上表面、下表面的两表面均设置面接触含硅薄膜。
157.切片硅异质结太阳能电池主体包括：晶硅基底、以及在晶硅基底的表面依次设置
的本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和透明导电层，面覆盖含硅薄膜位于透明导电层的表面。
158.本实施例中切片硅异质结太阳能电池的性能实验数据如下表所示，其中的“切片”指的是本实施例中“切片硅异质结太阳能电池”的略写，表格中的实验数据以半片硅异质结太阳能电池作为测试对象。从表中可见，在切片硅异质结太阳能电池主体增加侧接触含硅薄膜、上表面和/或下表面覆盖含硅薄膜后，电池效率、短路电流、开路电压、填充因子、组件功率等重要参数均得到不同程度的提高，而成本下降幅度增加。
[0159][0160]
可见，该实施例中切片硅异质结太阳能电池具有如下技术效果：
[0161]
(1)通过至少钝化侧表面，减小切割损伤，从而提高切片硅异质结太阳能电池的性能；
[0162]
(2)减少正表面透明导电层的ito用量，大幅降低成本；
[0163]
(3)提高切片硅异质结太阳能的硅异质结太阳能电池效率。
[0164]
相应的，本实施例还提供一种太阳能电池组件，采用上述的切片硅异质结太阳能电池构成太阳能电池组件，能大大提高电池组件效率。
[0165]
实施例2：
[0166]
本实施例提供一种切片硅异质结太阳能电池的制备方法，相比实施例1的不同之处在于，采用直接在电极上镀膜的方法，即先丝网印刷电极再沉积含硅薄膜。
[0167]
如图9和图10所示，该切片硅异质结太阳能电池的制备方法具体包括以下步骤：
[0168]
步骤s1)：制备整片硅异质结太阳能电池。
[0169]
在该步骤中，具体如图11所示，包括流程：
[0170]
步骤s11)提供晶硅基底。
[0171]
在该步骤中，晶硅基底例如可以为n型单晶硅片1(c－si(n))。当然，晶硅基底可以包括单晶硅片或多晶硅片中的任一种。
[0172]
步骤s12)在晶硅基底的表面依次形成本征非晶硅层、掺杂非晶硅层。
[0173]
在该步骤中，在n型单晶硅片1(c－si(n))的一侧(正表面)依次形成第一本征非晶硅层21(a－si(i))、n型非晶硅层31(a－si(n))；在n型单晶硅片1(c－si(n)) 的另外一侧(背表面)依次形成第二本征非晶硅层22(a－si(i))、p型非晶硅层32 (a－si(p))。
[0174]
步骤s13)在掺杂非晶硅层的表面形成透明导电层。
[0175]
在该步骤中，在n型非晶硅层31(a－si(n))上形成一定厚度的第一透明导电层41，在p型非晶硅层32(a－si(p))上形成一定厚度的第二透明导电层42。
[0176]
步骤s14)在透明导电层的表面形成电极。
[0177]
在该步骤中，电极包括主栅电极以及多条与主栅电极连接、且互相平行间隔排列的细栅电极。在电池正表面即第一透明导电层41上丝网印刷形成第一电极61，比如ag电极；在电池背表面即第二透明导电层42上丝网印刷形成第二电极62，比如ag电极。图13a－图14b中示出的主要为主栅电极，细栅电极因方向原因或剖面位置原因未示出。
[0178]
步骤s15)进行烧结。
[0179]
在该步骤中，烧结电池正表面和背表面的电极，得到整片硅异质结太阳能电池。
[0180]
步骤s2)：对整片硅异质结太阳能电池切割形成切片硅异质结太阳能电池主体。
[0181]
在该步骤中，采用激光或无损切割机，按照设计，将整片硅异质结太阳能电池切割成所需要的形状，得到切片硅异质结太阳能电池主体。
[0182]
步骤s3)：在切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面形成侧接触含硅薄膜，同时，在切片硅异质结太阳能电池主体的上表面、下表面至少一表面形成面覆盖含硅薄膜。
[0183]
在该步骤中，具体如图12所示，包括流程：
[0184]
步骤s31)在切片硅异质结太阳能电池主体的正表面和侧表面形成含硅薄膜。
[0185]
在该步骤中，采用等离子体化学气相沉积法(pecvd)在切片硅异质结太阳能电池主体的正表面和侧表面沉积一定厚度的含硅薄膜，比如氧化硅层，沉积工艺条件为工艺气体包括co2、sih4、h2等，沉积温度范围为60－300℃，压强范围为 0.5－3.5torr。
[0186]
步骤s32)在切片硅异质结太阳能电池主体的背表面和侧表面形成含硅薄膜。
[0187]
在该步骤中，采用等离子体化学气相沉积法(pecvd)在切片硅异质结太阳能电池主体的背表面和侧表面沉积一定厚度的含硅薄膜，比如氧化硅层，沉积工艺条件为工艺气体包括co2、sih4、h2等，沉积温度范围为60－300℃，压强范围为 0.5－3.5torr。
[0188]
步骤s4)：将切片硅异质结太阳能电池主体放进退火炉中进行辐照退火。
[0189]
如图13a－图14b所示为采用上述切片硅异质结太阳能电池的制掩膜法制备得到的切片硅异质结太阳能电池的结构图。其中，图13a为平行于主栅电极方向的正视图，即视角与主栅电极的延伸方向相同的视图；图13b为视角垂直于主栅电极方向的侧视图，即视角与主栅电极的延伸方向垂直(与细栅电极的延伸方向平行) 的视图。图14a为平行于主栅电极方向、在主栅电极处的正剖视图，即视角与主栅电极的延伸方向相同的剖视图；图14b为视角垂直于主栅电极方向、在主栅电极处的侧剖视图，即视角与主栅电极的延伸方向垂直(与细栅电极的延伸方向平行) 的剖视图。
[0190]
该切片硅异质结太阳能电池包括切片硅异质结太阳能电池主体，以及在切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面设置的侧接触含硅薄膜50，侧接触含硅薄膜50的介电常数范围为1－10；其中，切片硅异质结太阳能电池主体至少包括晶硅基底、本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和透明导电层。其中，在切片硅异质结太阳能电池主体的上表面、下表面至少一侧表面还设置面接触含硅薄膜，侧接触含硅薄膜50的折射率范围为1.4－2.5。
[0191]
在图13a－图14b中，切片硅异质结太阳能电池主体包括：晶硅基底、以及在晶硅基底的表面依次设置的本征非晶硅层、掺杂非晶硅层、透明导电层和电极，面覆盖含硅薄膜位于透明导电层未设置电极的表面。
[0192]
该切片硅异质结太阳能电池的制备方法简单便捷，先丝网印刷金属电极再沉积含硅薄膜，能与现有技术的硅异质结太阳能电池的生产方式进行无缝衔接。但由于在形成含
硅薄膜时已经形成金属电极，因此含硅薄膜可能会沉积到金属电极的表面，可能会对异质结太阳能电池构成电池组件时的串焊工艺的接触性造成一定影响。
[0193]
本实施例中切片硅异质结太阳能电池的性能实验数据如下表所示。
[0194][0195]
相应的，本实施例还提供一种采用上述的切片硅异质结太阳能电池构成太阳能电池组件。
[0196]
实施例3：
[0197]
为了解决实施例2中存在的问题，即金属电极外侧的含硅薄膜可能会影响电池组件段中的串焊工艺的接触性，本实施例提供一种切片硅异质结太阳能电池的制备方法，相比实施例2的不同之处在于，在实施例2的基础上，还通过后处理工艺去除金属电极上表面的含硅薄膜，保证异质结太阳能电池构成电池组件时的串焊工艺的接触性。
[0198]
如图15所示的切片硅异质结太阳能电池的制备方法，相对于实施例2还包括后处理电极上方对应着的含硅薄膜，即丝网印刷电极
→
沉积整面的含硅薄膜
→
去除电极上方对应着的含硅薄膜。
[0199]
如图15和图16所示，该切片硅异质结太阳能电池的制备方法具体包括以下步骤：
[0200]
步骤s1)：制备整片硅异质结太阳能电池。
[0201]
类同上述实施例，该步骤具体包括：
[0202]
步骤s11)提供晶硅基底。
[0203]
在该步骤中，晶硅基底例如可以为n型单晶硅片1(c－si(n))。当然，晶硅基底还可以包括单晶硅片或多晶硅片中的任一种。
[0204]
步骤s12)在晶硅基底的表面依次形成本征非晶硅层、掺杂非晶硅层。
[0205]
在该步骤中，在n型单晶硅片1(c－si(n))的一侧依次形成第一本征非晶硅层21(a－si(i))、n型非晶硅层31(a－si(n))，在n型单晶硅片1(c－si(n))的另外一侧依次形成第二本征非晶硅层22(a－si(i))、p型非晶硅层32(a－si(p))。
[0206]
步骤s13)在掺杂非晶硅层的表面形成透明导电层。
[0207]
在该步骤中，在n型非晶硅层31(a－si(n))上形成一定厚度的第一透明导电层41，在p型非晶硅层32(a－si(p))上形成一定厚度的第二透明导电层42。
[0208]
步骤s14)在透明导电层的表面形成电极。
[0209]
在该步骤中，电极包括主栅电极以及多条与主栅电极连接、且互相平行间隔排列的细栅电极。在电池正表面即第一透明导电层41上丝网印刷形成第一电极61，比如ag电极；
在电池背表面即第二透明导电层42上丝网印刷形成第二电极62，比如ag电极。
[0210]
步骤s15)进行烧结。
[0211]
在该步骤中，烧结电池正表面和背表面的电极，得到整片硅异质结太阳能电池。
[0212]
步骤s2)：对整片硅异质结太阳能电池切割形成切片硅异质结太阳能电池主体。
[0213]
在该步骤中，采用激光或无损切割机，按照设计，将整片硅异质结太阳能电池切割成所需要的形状，得到切片硅异质结太阳能电池主体。
[0214]
步骤s3)：在切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面形成侧接触含硅薄膜，同时，在切片硅异质结太阳能电池主体的上表面、下表面至少一表面形成面覆盖含硅薄膜。
[0215]
类同上述实施例，该步骤具体包括：
[0216]
步骤s31)在切片硅异质结太阳能电池主体的正表面和侧表面形成含硅薄膜。
[0217]
在该步骤中，采等离子体化学气相沉积法(pecvd)在切片硅异质结太阳能电池主体的正表面和侧表面沉积一定厚度的含硅薄膜，比如氧化硅层，沉积工艺条件为工艺气体包括co2、sih4、h2等，沉积温度范围为60－300℃，压强范围为 0.5－3.5torr。
[0218]
步骤s32)在切片硅异质结太阳能电池主体的背表面和侧表面形成含硅薄膜。
[0219]
在该步骤中，采用等离子体化学气相沉积法(pecvd)在切片硅异质结太阳能电池主体的背表面和侧表面沉积一定厚度的含硅薄膜，比如氧化硅层，沉积工艺条件为工艺气体包括co2、sih4、h2等，沉积温度范围为60－300℃，压强范围为 0.5－3.5torr。
[0220]
步骤s4)：将切片硅异质结太阳能电池主体放进退火炉中进行辐照退火。
[0221]
步骤s5)：去除位于电极上方对应着的面接触含硅薄膜。
[0222]
在该步骤中，具体如图17所示，包括流程：
[0223]
步骤s51)在电极上方对应着的所述面接触含硅薄膜的表面形成腐蚀剂层。
[0224]
在该步骤中，腐蚀剂层的材料至少包括hf的溶胶物质。具体的，在切片硅异质结太阳能电池主体正表面的第一电极61上采用丝网印刷方式叠印腐蚀剂层，腐蚀剂层与第一电极61的位置对应。丝网印刷的腐蚀剂层的宽度应大于等于第一电极61的宽度。
[0225]
接着，在切片硅异质结太阳能电池主体正表面的第二电极62上用丝网印刷方式叠印腐蚀剂层，腐蚀剂层与第二电极62的位置对应。丝网印刷的腐蚀剂层的宽度应大于或等于第二电极62的宽度。
[0226]
其中，腐蚀剂层的材料为含有hf、固化剂以及有机溶剂的溶胶物质。有机溶剂包括丙酮、乙醇或二甲苯中的至少一种。根据需要，可灵活选用丙酮、乙醇或二甲苯获得较好的去除效果。
[0227]
腐蚀剂层的腐蚀时间范围为10s－1min。
[0228]
优选的是，在第一电极61上方的腐蚀剂层完成后、形成在第二电极62上方的腐蚀剂层之前，先进行烘干操作，以避免腐蚀剂粘在其他区域。
[0229]
步骤s52)通过水洗方式去除电极上方对应着的面接触含硅薄膜。
[0230]
在该步骤中，用水洗法去除电池金属电极上方的含硅薄膜和腐蚀材料。
[0231]
图18a－图18b所示为掩膜法制备的异质结太阳能电池结构图。与图13a－图 14b相比，正视图、侧视图、正剖视图和侧剖视图均明显可见电极上方无含硅薄膜。
[0232]
本实施例的切片硅异质结太阳能电池的制备方法通过在电池工艺之后，在电极的上方用丝网印刷叠印一层腐蚀剂层，最后水洗去除金属电极上方的含硅薄膜，从而保证切
片硅异质结太阳能电池构成电池组件时的串焊工艺的接触性。
[0233]
本实施例中切片硅异质结太阳能电池的性能实验数据如下表所示。
[0234][0235]
相应的，本实施例还提供一种采用上述的切片硅异质结太阳能电池构成太阳能电池组件。
[0236]
实施例4：
[0237]
本实施例提供一种切片硅异质结太阳能电池的制备方法，包括对整片硅异质结太阳能电池进行切割的步骤，在对整片硅异质结太阳能电池进行切割形成切片硅异质结太阳能电池主体之后，至少还包括：在切片硅异质结太阳能电池主体的被切割侧表面形成侧接触含硅薄膜，侧接触含硅薄膜的介电常数范围为1－10。
[0238]
本实施例与实施例1－实施例3的区别主要在于，仅对被切割后的硅异质结太阳能电池的侧表面形成含硅薄膜，且，本实施例的侧接触含硅薄膜的制备方法为热丝化学气相沉积法。至于在形成切片硅异质结太阳能电池的其他结构的方法，可以为实施例1－实施例3的任一种方式，或者其他可行的制备方法，这里不做限定。
[0239]
如图19所示，采用热丝化学气相沉积法制备侧接触含硅薄膜的方法包括：
[0240]
步骤s31)将多块切片硅异质结太阳能电池主体堆叠整齐。
[0241]
步骤s32)采用热丝化学气相沉积法对多块切片硅异质结太阳能电池主体的侧表面进行镀膜，形成侧接触含硅薄膜50。
[0242]
在该步骤中，镀膜温度范围为180－220℃，优选镀膜温度为200℃；镀膜时间范围为10s－2mins，优选镀膜时间为1min。在实际工艺中，可以通过镀膜时间、镀膜温度以及镀膜速率、工作功率的调整，确保侧接触含硅薄膜50的膜厚满足要求。
[0243]
步骤s33)对多块切片硅异质结太阳能电池主体进行辐照退火。
[0244]
采用本实施例的切片硅异质结太阳能电池的制备方法，可同时完成多块切片硅异质结太阳能电池主体的侧接触含硅薄膜制备，大大提高制备效率。
[0245]
本实施例中切片硅异质结太阳能电池的性能实验数据如下表所示。
[0246][0247]
相应的，本实施例还提供一种采用上述的切片硅异质结太阳能电池构成太阳能电池组件。
[0248]
需要理解的是，本发明中使用的术语仅仅处于描述特定实施例的目的，而非旨在限定本发明。具体实施方式是实施发明技术方案的具体实例。同时，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件或组件的存在，但并不排除一个或更多个其他特征、整件或组件的存在或附加。
[0249]
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。