一种背接触电池及光伏组件的制作方法

本技术涉及太阳能电池，特别是涉及一种背接触电池及光伏组件。

背景技术：

1、背接触电池指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太阳能电池。与正面有遮挡的太阳能电池相比，背接触电池具有更高的短路电流和光电转换效率，是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。

2、但是，在制造形成现有的背接触电池后，背接触电池通常会存在边缘pn结，从而容易引起漏电，导致背接触电池的电学性能降低。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种背接触电池及光伏组件，用于防止边缘pn结的形成，抑制第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层中的一者与半导体基底的侧面之间产生漏电，提升背接触电池的电学性能。

2、第一方面，本实用新型提供了一种背接触电池，该背接触电池包括：半导体基底、第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层。

3、上述半导体基底具有相对的第一面和第二面。第二面具有中间区域、以及自中间区域向外延伸的边缘隔离区域。沿着平行于第二面的方向，中间区域分为交替设置的第一区域和第二区域。边缘隔离区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入。上述第一掺杂半导体层形成在第一区域上。上述第二掺杂半导体层形成在第二区域内或形成在第二区域上。第二掺杂半导体层与第一掺杂半导体层的导电类型相反。

4、采用上述技术方案的情况下，在半导体基底的第二面具有的第一区域上形成第一掺杂半导体层、以及在第二区域内(或在第二区域上)形成第二掺杂半导体层的过程中，第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层中的一者的掺杂元素也会因绕镀而掺杂至半导体基底的侧面，从而形成半导体基底的侧面形成相应导电类型的重掺杂层。在上述情况下，因第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的导电类型相反，故第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层中的另一者与上述形成在半导体基底侧面的重掺杂层的导电类型相反。基于此，当边缘隔离区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入时，边缘隔离区域可以将第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层中的另一者与形成在半导体基底侧面的重掺杂层隔离开，防止第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层中的另一者与该重掺杂层之间形成边缘pn结，进而抑制第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层中的另一者与半导体基底的侧面产生漏电，提高背接触电池的光电转换效率，提升背接触电池的电学性能。

5、此外，在第二掺杂半导体层形成在第二区域上时，边缘隔离区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入，还可以解决现有技术中采用单面湿化学处理的方式对制造形成第二掺杂半导体层的第二掺杂半导体材料层进行图案化处理过程中，因喷射水膜中的水沿着半导体基底的侧面流淌至第二面边缘区域导致第一掺杂半导体层靠近边缘区域的部分上还残留有部分第二掺杂半导体材料层而出现边缘pn结漏电的问题，提高背接触电池的光电转换效率，提升背接触电池的电学性能。

6、在一种可能的实现方式中，在第二掺杂半导体层形成在第二区域内的情况下，第二掺杂半导体层与半导体基底的导电类型相同。

7、采用上述技术方案的情况下，在实际的制造过程中，通常会采用等离子体注入、扩散或掺杂源涂布等掺杂工艺将相应的掺杂源中的掺杂元素掺杂至第二区域内，以在第二区域内形成具有一定掺杂浓度的第二掺杂半导体层。基于此，在第二掺杂半导体层的掺杂浓度一定的情况下，与第二掺杂半导体层的导电类型不同于半导体基底的导电类型相比，第二掺杂半导体层与半导体基底的导电类型相同时，可以通过上述掺杂工艺直接向导电类型相同的第二区域内掺杂相应种类的掺杂元素就可以获得第二掺杂半导体层，无须先对半导体基底位于第二区域的部分进行补偿之后再形成导电类型相反的第二掺杂半导体层，从而可以降低相应类型导电粒子的掺杂浓度和掺杂难度，利于获得本实用新型提供的背接触电池。

8、在一种可能的实现方式中，上述边缘隔离区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入0.5μm至8μm。在此情况下，边缘隔离区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入的深度较为适中，从而能够在确保通过边缘隔离区域将第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层中的另一者与上述重掺杂层隔离开的同时，还可以防止因边缘隔离区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入的深度较大，而导致需要对半导体基底位于边缘隔离区域的部分减薄过大，降低半导体基底减薄后出现隐裂的风险，还可以增大光线入射至半导体基底对应边缘隔离区域的部分后被吸收的概率，进一步提高背接触电池的光电转换效率。

9、在一种可能的实现方式中，上述第二区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入。

10、采用上述技术方案的情况下，在第二掺杂半导体层形成在第二区域的情况下，当第二区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入时，第一掺杂半导体层可以至少与部分第二掺杂半导体层错开，利于防止导电类型相反的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层之间产生漏电。而在第二掺杂半导体层形成在第二区域内的情况下，因向第一掺杂半导体层内掺杂相应类型的导电粒子时，导电粒子可能扩散至第一区域靠近第一掺杂半导体层的部分内，故当第二区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入时，第二掺杂半导体层可以分别与第一掺杂半导体层、以及与第一区域靠近第一掺杂半导体层的部分错开，利于防止第二掺杂半导体层分别与第一掺杂半导体层和第一区域靠近第一掺杂半导体层的部分之间产生漏电，进一步提高背接触电池的光电转换效率。

11、在一种可能的实现方式中，上述第二区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入0.5μm至8μm。在此情况下，第二区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入的深度适中，从而能够在确保第二掺杂半导体层可以与第一区域靠近第一掺杂半导体层的部分错开的同时，还可以防止因第二区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入的深度较大，而导致需要对半导体基底位于第二区域的部分减薄过大，降低半导体基底减薄后出现隐裂的风险，还可以增大光线入射至半导体基底对应第二区域的部分后被吸收的概率，进一步提高背接触电池的光电转换效率。

12、在一种可能的实现方式中，上述边缘隔离区域的表面与第二区域的表面平齐。在此情况下，可以在同一操作步骤中同时对半导体基底位于边缘隔离区域和第二区域的部分进行处理，使得这两个区域的表面均可以向内凹入，以提高背接触电池制造效率。并且，在边缘隔离区域的表面与第二区域的表面平齐的情况下，边缘隔离区域和第二区域的交界处表面较为平整，可以至少提高表面钝化层在边缘隔离区域和第二区域的交界处的致密性，从而可以至少提高该表面钝化层对上述交界处的钝化效果，进一步提高背接触电池的光电转换效率。

13、在一种可能的实现方式中，上述边缘隔离区域的宽度为0.1mm至0.5mm。在此情况下，边缘隔离区域的宽度适中，可以防止因边缘隔离区域的宽度较小而难以防止边缘pn结漏电，还可以防止因边缘隔离区域的宽度较大而导致第一区域和第二区域的范围较小，进而确保形成在第一区域上的第一掺杂半导体层、以及形成在第二区域内或第二区域上的第二掺杂半导体层具有较大的形成范围，利于第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层将半导体基底各区域内产生的电子和空穴及时导出，降低载流子复合速率，进一步提高背接触电池的光电转换效率。

14、在一种可能的实现方式中，上述背接触电池还包括形成在第一掺杂半导体层与半导体基底之间的第一隧穿钝化层。

15、采用上述技术方案的情况下，第一掺杂半导体层和第一隧穿钝化层可以构成隧穿钝化接触结构。该隧穿钝化接触结构中的第一隧穿钝化层允许多数载流子隧穿进入第一掺杂半导体层同时阻挡少数载流子通过，进而多数载流子经由第一掺杂半导体层传输并被相应电极收集，降低不同导电类型的载流子在第一区域表面处的复合速率，实现了优异的界面钝化和载流子的选择性收集，进一步提高背接触电池的光电转换效率。

16、在一种可能的实现方式中，在第二掺杂半导体层形成在第二区域上的情况下，背接触电池还包括至少形成在第二掺杂半导体层与半导体基底之间的第二隧穿钝化层。该情况下具有的有益效果，可以参考前文对背接触电池还包括第一隧穿钝化层的有益效果分析，此处不再赘述。

17、在一种可能的实现方式中，上述背接触电池还包括覆盖在边缘隔离区域、第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层上的表面钝化层。

18、采用上述技术方案的情况下，表面钝化层可以对边缘隔离区域、第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层背离半导体基底的一侧进行钝化，降低边缘隔离区域、第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层背离半导体基底的一侧的载流子复合速率，进一步提高背接触电池的光电转换效率。此外，因空气的介电常数小于表面钝化层的介电常数，故在表面钝化层还覆盖在边缘隔离区域上时，第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层中的另一者与半导体基底之间的绝缘效果更好，更有利于防止边缘pn结漏电。

19、在一种可能的实现方式中，上述第一面为正金字塔绒面或倒金字塔绒面。

20、采用上述技术方案的情况下，因绒面结构具有陷光作用，故表面为正金字塔绒面或倒金字塔型绒面的第一面可以将更多的光线折射至半导体基底内，从而可以进一步提高背接触电池的光电转换效率。

21、在一种可能的实现方式中，上述第二区域和边缘隔离区域的表面为抛光面、正金字塔绒面或倒金字塔绒面。

22、采用上述技术方案的情况下，因半导体基底的第二面对应背接触电池的背光面，并且抛光面具有相对良好的反射特性，故在第二区域和边缘隔离区域的表面为抛光面的情况下，光线在到达第二区域和边缘隔离区域表面后可以至少部分被反射回半导体基底内，被半导体基底重新利用，进一步提高背接触电池的光电转换效率。而当第二区域和边缘隔离区域的表面为正金字塔绒面或倒金字塔绒面时，可以使得更多的光线由背接触电池的背光面折射至半导体基底内，同样也可以进一步提高背接触电池的光电转换效率。由此可见，本实用新型提供的背接触电池中第二区域和边缘隔离区域的表面形貌具有多种可选方案，可以提高本实用新型提供的背接触电池在不同应用场景下的适用性。

23、在一种可能的实现方式中，上述中间区域还具有介于每个第一区域与相邻第二区域之间的中部隔离区域。

24、采用上述技术方案的情况下，因形成在第一区域上的第一掺杂半导体层与形成在第二区域内或第二区域上的第二掺杂半导体层的导电类型相反，故在第二面还具有介于每个第一区域和第二区域之间的中部隔离区域的情况下，中部隔离区域可以将相邻的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层横向分隔开，抑制导电类型不同的载流子在第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的横向交界面处发生复合，利于防止二者的横向界面处产生漏电，进一步提高背接触电池的光电转换效率。

25、在一种可能的实现方式中，上述中部隔离区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入。在此情况下，导电类型相反的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层还可以通过位于中部隔离区域向内凹入部分处的空气间隔或表面钝化层等物理绝缘隔离开，进一步抑制导电类型不同的载流子在第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的横向交界面处发生复合。

26、在一种可能的实现方式中，在第二掺杂半导体层形成在第二区域内的情况下，背接触电池还包括：形成在第二掺杂半导体层上的第一电极。第一电极的材料包括第二掺杂半导体层内掺杂的掺杂元素。

27、采用上述技术方案的情况下，因第一电极的材料包括第二掺杂半导体层内掺杂的掺杂元素，故在实际制造本实用新型提供的背接触电池的过程中，可以以第一电极为掺杂源仅在第二区域与第一电极相接触的一定范围内形成第二掺杂半导体层，防止第二掺杂半导体层和第一掺杂半导体层接触而出现漏电。同时，还可以节省为仅在第二区域内形成第二掺杂半导体层而形成掩膜层的工序，简化背接触电池的制造过程。

28、第二方面，本实用新型还提供了一种光伏组件，该光伏组件包括第一方面及其各种实现方式提供的背接触电池。

29、本实用新型中第二方面及其各种实现方式的有益效果，可以参考第一方面及其各种实现方式中的有益效果分析，此处不再赘述。