太阳电池及其制备方法、光伏组件与流程

本发明涉及太阳电池，尤其涉及一种太阳电池及其制备方法、光伏组件。

背景技术：

1、钝化接触太阳电池是一种使用超薄氧化层和掺杂多晶硅层作为钝化接触结构的太阳电池。但钝化接触太阳电池的光电转换效率水平目前已达到瓶颈阶段，较难有进一步的提升。导致该问题的原因主要是太阳电池正面和背面存在的复合损失、传输损失等影响因素。

2、目前对钝化接触太阳电池进行性能改性的研究时，要么需要复杂的工艺流程来改进一部分功能膜层结构，这不仅会增加生产成本，而且使工艺流程的产业化难度较大；要么需要使用激光掺杂等技术手段，容易对相关的膜层结构造成损伤、加重金属复合等现象，反而不利于提高太阳电池的电化学性能。

技术实现思路

1、本技术实施例公开了一种太阳电池及其制备方法、光伏组件，以解决现有技术中改进功能膜层时存在的制备工艺复杂、生产成本高、工艺流程产业化难度大以及对膜层结构造成损伤、加重金属复合等问题。

2、第一个方面，本技术实施例提供了一种太阳电池的制备方法，所述太阳电池的制备方法包括以下步骤：

3、在具有第一导电类型的硅片的第一表面上形成具有第二导电类型的第一轻掺杂层，其中所述第一导电类型和所述第二导电类型中的一种为n型且另一种为p型；

4、在所述硅片的第二表面依次形成隧穿层和掺杂非晶硅层；

5、印刷，在所述第一轻掺杂层的第一预设区域上印刷图形化的第一浆料层，在所述掺杂非晶硅层的第二预设区域上印刷图形化的第二浆料层；其中，所述第一预设区域对应所述太阳电池的第一电极设置区域，所述第二预设区域对应所述太阳电池的第二电极设置区域，所述第一浆料层包括所述第二导电类型掺杂元素的浆料，所述第二浆料层包括含有所述第一导电类型掺杂元素的浆料；

6、退火，对印刷有所述第一浆料层和所述第二浆料层的所述硅片进行退火，使所述第二浆料层中的部分所述第一导电类型掺杂元素扩散进入所述掺杂非晶硅层，所述第二浆料层以及位于所述第二预设区域之内的所述掺杂非晶硅层转变为第二重掺杂层，使位于所述第二预设区域之外的所述掺杂非晶硅层转变为第二轻掺杂层，使所述第一浆料层中的部分所述第二导电类型掺杂元素扩散进入所述第一轻掺杂层，所述第一浆料层以及位于所述第一预设区域之内的所述第一轻掺杂层转变为第一重掺杂层；

7、后处理，对退火后的所述硅片进行后处理，使所述第一电极与所述第一重掺杂层欧姆接触，所述第二电极与所述第二重掺杂层欧姆接触。

8、进一步地，所述第一浆料层的组分包括质量比为(10～30):(20～40):(40～60)的第一有机溶剂、第一粘结剂和含第二导电类型掺杂元素的化合物，所述第二浆料层的组分包括质量比为(10～30):(20～40):(40～60)的第二有机溶剂、第二粘结剂和含第一导电类型掺杂元素的化合物。

9、进一步地，所述含第二导电类型掺杂元素的化合物为硼酸或硼酸酯；和/或，

10、所述含第一导电类型掺杂元素的化合物为磷酸或磷酸酯；和/或，

11、所述第一有机溶剂、所述第二有机溶剂分别为3-甲氧基-3甲基-1-丁醇或3-甲氧基-3甲基-1-丙醇；和/或，

12、所述第一粘结剂、所述第二粘结剂分别为乙纤维素、聚乙烯醇、二乙二醇丁醚醋酸酯或异佛尔酮。

13、进一步地，所述退火的步骤包括：

14、除杂：在氧气气氛中，采用第一温度加热印刷有所述第一浆料层和所述第二浆料层的所述硅片，以去除所述第一有机溶剂、所述第一粘结剂、所述第二有机溶剂和所述第二粘结剂；

15、推进，在惰性气氛中，采用第二温度加热除杂后的所述硅片，使所述第二浆料层中的部分所述第一导电类型掺杂元素扩散进入所述掺杂非晶硅层，使所述第一浆料层中的部分所述第二导电类型掺杂元素扩散进入所述第一轻掺杂层；

16、晶化，在惰性气氛中，采用第三温度加热推进后的所硅片，使位于所述第二预设区域之内的所述掺杂非晶硅层转变为所述第二重掺杂层，使位于所述第二预设区域之外的所述掺杂非晶硅层转变为所述第二轻掺杂层；

17、其中，所述第一温度低于所述第二温度，所述第一温度低于所述第三温度。

18、进一步地，在所述除杂的步骤中，所述氧气气氛的流量为2500sccm～3500sccm，除杂加热温度为850℃～870℃，除杂时间为180s～250s；和/或，

19、在所述推进的步骤中，所述惰性气氛的流量为5000sccm～7000sccm，推进加热温度为900℃～950℃，推进时间为100s～150s；和/或，

20、在所述晶化的步骤中，所述惰性气氛的流量为5000sccm～7000sccm，推进加热温度为900℃～950℃，推进时间为2500s～3000s。

21、进一步地，所述第一重掺层的掺杂浓度为1×1020cm-2～2×1020cm-2，结深为1.1μm～1.2μm，所述第一轻掺杂层的掺杂浓度为7×1019cm-2～8×1019cm-2，结深为1.0μm～1.1μm，方阻为220ω/sq～230ω/sq。

22、进一步地，所述第二重掺层的掺杂浓度为2×1020cm-2～3×1020cm-2，结深为0.9μm～1.0μm，方阻为10ω/sq～20ω/sq，所述掺杂非晶硅层的厚度为90nm～110nm，掺杂浓度为9×1019cm-2～1×1020cm-2，结深为0.8μm～0.9μm，方阻为40ω/sq～50ω/sq。

23、进一步地，所述第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型，所述第一表面为正面，所述第二表面为背面，所述第一电极为正电极，所述第二电极为负电极。

24、进一步地，所述在所述硅片的第二表面依次形成隧穿层和掺杂非晶硅层的步骤包括：

25、利用化学气相沉积工艺在所述硅片的所述第二表面依次沉积所述隧穿层、所述掺杂非晶硅层和掩膜层，且所述隧穿层、所述掺杂非晶硅层和所述掩膜层在所述硅片的所述第一表面和/或所述硅片的侧边形成绕镀层；

26、对所述硅片进行第一次清洗，去除所述绕镀层及所述掩膜层。

27、进一步地，所述后处理的步骤包括：

28、对退火后的所述硅片进行第二次清洗；

29、在所述第一轻掺杂层和所述第一重掺杂层上形成第一功能层，在所述第二轻掺杂层和所述第二重掺杂层上形成第二功能层；所述第一功能层为第一钝化层和/或第一减反射层，所述第二功能层为第二钝化层和/或第二减反射层；

30、在所述第一功能层上印刷并烧结所述第一电极，使所述第一电极穿透所述第一功能层与所述第一重掺杂层欧姆接触，在所述第二功能层上印刷并烧结所述第二电极，使所述第二电极穿透所述第二功能层与所述第二重掺杂层欧姆接触。

31、进一步地，所述在具有第一导电类型的硅片的第一表面上形成具有第二导电类型的第一轻掺杂层的步骤之前，所述太阳电池的制备方法还包括：对所述硅片进行制绒；

32、所述在具有第一导电类型的硅片的第一表面上形成具有第二导电类型的第一轻掺杂层的之后、所述在所述硅片的所述第二表面依次形成隧穿层和掺杂非晶硅层的步骤之前，所述太阳电池的制备方法还包括：对所述第二表面进行碱抛。

33、第二个方面，本技术实施例提供了一种太阳电池，所述太阳电池包括如第一个方面所述太阳电池的制备方法制得的太阳电池。

34、第三个方面，本技术实施例提供了一种光伏组件，所述光伏组件包括如第一个方面所述太阳电池的制备方法制得的太阳电池。

35、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：

36、本技术实施例提供了一种太阳电池的制备方法，该太阳电池的制备方法在具有第一导电类型的硅片的第一表面上形成具有第二导电类型的第一轻掺杂层、在硅片的第二表面依次形成隧穿层和掺杂非晶硅层，先通过在对应于电池的第一、第二电极设置区域的预设区域中印刷图形化的浆料，再经退火步骤在硅片的第一表面、第二表面分别形成双面选择性发射极，即在对应于电极设置区域形成重掺杂层、在对应于非电极设置区域形成轻掺杂层，其具有利于提高太阳电池的光电转换效率、工艺过程损伤小、节约工艺流程等多重优势。

37、首先，双面选择性发射极的形成，一方面有利于减少电极设置区域硅片和金属电极的接触电阻，降低非电极设置区域的表面复合速率，从而实现电池开压、电流和填充因子的改善，提高光电转化效率；另一方面改善掺杂非晶硅层的厚度，减少电池第二表面的光寄生吸收问题，提高短路电流，改善电池的转化效率。硅片第二表面对应于电极设置区域为第二重掺杂层，利于增加电极设置区域中含第一导电类型掺杂元素的浓度，提高少子的寿命并降低金属接触的电势；硅片第二表面对应于非电极设置区域为第二轻掺杂层，利于降低光学吸收，提高太阳电池的转换效率。

38、其次，与传统的采用激光推进形成选择性发射极结构的方式相比，本技术实施例的制备方法通过先双面图形化印刷浆料、再使用退火工艺进行高温推进的方式形成双面发射极，该方式可以分别在硅片的第一轻掺杂层上、硅片的掺杂非晶硅层上无损地进行选择性掺杂，实现局部重掺杂，避免因激光推进实现局部重掺杂而对电池第二表面隧穿层造成的损伤，进而避免因激光操作造成的表面损伤而进一步导致表面复合的问题出现，从而可有效提高少子寿命并降低金属接触电势，提高电池的转化效率。

39、最后，尤为重要的，本技术实施例的双面制备选择性电极的方法，与制作单面选择性发射极的太阳电池工艺步骤相比，不仅优化工艺流程，降低了生产成本，而且双面选择性发射极的存在更有助于提高电池的光电转换效率。也就是说，通过印刷浆料以及匹配退火工艺的结合方式，完成太阳电池第一表面和第二表面的局部选择性掺杂，不仅能降低第二表面光学寄生吸收、降低电池表面复合及接触电阻、提高少子寿命开路电压，提高电池转化效率，还能优化工艺流程、缩短工艺步骤，减少太阳电池的生产成本，推动太阳电池的产业化发展。