硅片及其制备方法、太阳能电池和光伏组件与流程

本发明涉及光伏，特别是涉及一种硅片及其制备方法、太阳能电池和光伏组件。

背景技术：

1、目前，硅片的生产过程通常是采用直拉法拉制得到硅棒，然后再经切片。硅棒在生长过程中，固液界面不是凸液面，就是凹液面，很难达到水平液面。而且，结晶速率越快，固液界面的凸度或凹度就会越大。凸度或凹度越大，硅棒中心和边缘电阻率相差就越大，也就是说，硅棒径向电阻率变化率越大。

2、太阳能电池转换效率的提升，离不开高质量硅片的支撑，可以说，在一定程度上，硅片的质量决定了太阳能电池的转换效率。

3、然而，如前所述，硅棒径向电阻率变化率大会导致得到的硅片的同一表面上从其中心向边缘的电阻率的变化率也大，这将制约太阳能电池效率的进一步提升。

技术实现思路

1、本发明提供一种硅片及其制备方法、太阳能电池和光伏组件，旨在解决现有的硅片的同一表面上从其中心向边缘的电阻率变化大，影响太阳能电池的效率提升的问题。

2、本发明的第一方面，提供一种硅片，包括：

3、相对的第一表面和第二表面；所述第一表面的电阻率小于所述第二表面的电阻率；

4、所述第一表面和/或所述第二表面的径向电阻率的变化率小于等于20％。

5、本技术提供的硅片第一表面和第二表面电阻率不同，第一表面的电阻率小于第二表面的电阻率，就是从第二表面向第一表面大致形成了梯度变化的电阻率硅片第二表面具有高电阻率，该表面上硅片的少子寿命更高，少子复合就少；硅片的第一表面具有低电阻率，有利于载流子的传输，本技术的硅片具有高少子寿命和低电阻率的特性，同时其同一表面上径向电阻率的变化率小于等于20％，就是同一表面上电阻率分布较为均匀，在同一表面上各个位置处的载流子传输性能较为均匀，不会因为该同一表面上某些位置的电阻率过大，降低该表面上子载流子的传输效果，从而使得由该硅片制备的太阳能电池少子寿命和载流子传输有效提升，进而提升太阳能电池的效率。

6、可选的，第一表面的电阻率大于等于0.02ω.cm，第二表面的电阻率小于等于450ω.cm。

7、采用本技术的技术方案，硅片相对的两个表面上电阻率在上述范围以内，使得硅片同时具有高少子寿命和低电阻率的特性，电阻率在上述范围内能防止硅片第一表面和第二表面差异过大导致两个表面之间的电场过于强烈、而增加的被击穿的风险。

8、可选的，所述硅片还包括：位于所述第一表面和所述第二表面之间的本体部分；

9、所述硅片中，所述第一表面的掺杂浓度大于所述第二表面的掺杂浓度，且所述第一表面的掺杂浓度大于所述本体部分的掺杂浓度。

10、本技术的硅片中，第一表面的掺杂浓度大于第二表面的掺杂浓度，且第一表面的掺杂浓度大于本体部分的掺杂浓度，就是从第二表面向第一表面大致形成了梯度掺杂，高低梯度电阻率使得硅片具有较好的载流子传输性能，且从第二表面到第一表面电阻率有降低的倾向，在这样的硅片上制备太阳能电池片，电池片中的pn结分离到的多数载流子，由于电阻率梯度结的存在，将会被梯度结电场从pn结一端加速传输到硅片的另一端，进而在梯度掺杂电阻率降低的方向上实现了较好的载流子传输，从而降低了太阳能电池的内在串阻，进而提升了太阳能电池的效率。

11、可选的，所述本体部分的掺杂浓度，从靠近所述第一表面的一侧向靠近所述第二表面的一侧降低。

12、采用本技术的技术方案，硅片本体部分掺杂浓度的变化，使得电阻率逐渐变化，改善了载流子的传输，能有效提升太阳能电池的效率。

13、可选的，所述第一表面的掺杂浓度小于或等于7×1018atoms/cm3，所述第二表面的掺杂浓度大于或等于1×1013atoms/cm3。

14、采用本技术的技术方案，硅片第一表面掺杂浓度小于或者等于7×1018atoms/cm3，硅片的电阻会越小，因此载流子在硅片中传输的速度越快；硅片第二表面的掺杂浓度大于或等于1×1013atoms/cm3，硅片中的杂质含量越少，硅片的少子寿命越高，这样的硅片具有良好的载流子传输速度和较高的少子寿命，从而制备的太阳能电池效率越高。

15、可选的，所述第一表面的掺杂浓度为2×1015atoms/cm3至5×1018atoms/cm3，所述第二表面的掺杂浓度为3×1013atoms/cm3至1×1016atoms/cm3。

16、采用本技术的技术方案，硅片相对的两个表面上掺杂浓度在上述范围以内，防止硅片两个表面上掺杂浓度差异导致两个表面之间的电场过于强烈、而增加的被击穿的风险。

17、可选的，所述硅片为第一掺杂类型的硅片；所述第一掺杂类型为n型掺杂的情况下，所述第一表面的掺杂浓度为2×1016atoms/cm3至6×1018atoms/cm3，所述第二表面的掺杂浓度为1×1013atoms/cm3至5×1016atoms/cm3；或，

18、所述第一掺杂类型为p型掺杂的情况下，所述第一表面的掺杂浓度为3×1016atoms/cm3至7×1018atoms/cm3，所述第二表面的掺杂浓度为2×1014atoms/cm3至6×1016atoms/cm3。

19、本发明的第二方面，提供一种太阳能电池，包括：pn结和任一前述的硅片；

20、所述pn结位于所述第二表面一侧。

21、采用本技术的技术方案，太阳能电池的pn结可以位于高电阻率的第二表面一侧。第一方面，太阳能电池的pn结位于高电阻率的第二表面一侧，硅片中靠近pn结的一侧的电阻率较高，pn结反向击穿电压较大，反向漏电较小，从而提升了太阳能电池的转换效率；第二方面，第二表面的电阻率较大，杂质少，具有较高的少子寿命，能够有效降低第二表面和pn结附近区域电子空穴复合，进而提升了太阳能电池的效率；第三方面，高低梯度电阻率使得硅片具有较好的载流子传输性能，且从第二表面到第一表面电阻率有降低的倾向，pn结分离到的多数载流子，由于电阻率梯度结的存在，将会被梯度结电场从pn结一端加速传输到硅片的另一端，进而在梯度掺杂电阻率降低的方向上实现了较好的载流子传输，从而降低了太阳能电池的内在串阻，进而提升了太阳能电池的效率。综上所述，本技术中，通过硅片的电阻率和pn结的设置配合，提升了太阳能电池的效率。

22、可选的，所述硅片为第一掺杂类型的硅片；所述太阳能电池还包括：第二掺杂类型的第一掺杂层，所述第一掺杂层在所述硅片的第二表面侧形成所述太阳能电池的pn结；或，

23、所述太阳能电池还包括：第一掺杂类型的第二掺杂层和第二掺杂类型的第一掺杂层，所述第二掺杂层和所述第一掺杂层依次层叠在所述第二表面一侧，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层形成所述太阳能电池的pn结；

24、其中，所述第一掺杂类型和所述第二掺杂类型不同。

25、本发明的第三方面，提供一种光伏组件，包括：若干任一前述的太阳能电池。

26、本发明的第四方面，提供一种硅片的制备方法，包括：

27、对第一掺杂类型的硅棒切片得到若干切片；

28、对所述切片的至少一个表面进行第一掺杂类型的高温扩散或离子注入掺杂，形成硅片；所述硅片包括：相对的第一表面和第二表面；所述第一表面的电阻率小于所述第二表面的电阻率；所述第一表面和/或所述第二表面的径向电阻率的变化率小于等于20％。

29、上述硅片及其制备方法、太阳能电池和光伏组件具有相同或相似的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。