光伏电池结构以及光伏电池结构的制作方法与流程

本发明涉及光伏电池，具体而言，涉及一种光伏电池结构以及光伏电池结构的制作方法。

背景技术：

1、目前行业内topcon电池以银铝浆丝网烧结为金属化主流方向，但成本较高。激光开槽+铜电镀是低成本金属化的解决方案之一。但实际实施过程中，该方案会因激光与电镀工艺对表面钝化层、硅基体、结区造成不可逆损伤，因此为了缓解上述激光与电镀工艺对topcon电池的损伤，现有技术中采用了一种激光开槽+铜电镀的工艺，上述工艺在铜电镀的过程中，为了提高铜栅线的性能和强度，会首先在槽中沉积一层镍，再在镍上电镀铜。并且，为了提高槽中镍和电池硅片之间的结合强度以及导电性，会在电镀铜的步骤之前，对沉积的镍进行烧结，但是镍烧结过程中会产生硅镍尖峰，硅镍尖峰的刺穿会对电池造成不可逆的损伤，从而导致电池性能的下降。

2、因此，亟需一种光伏电池结构的制作方法，以缓解镍烧结过程中硅镍尖峰的刺穿导致电池性能的下降的问题，从而来实现产品的性能优化。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种光伏电池结构以及光伏电池结构的制作方法，以解决现有技术中镍烧结过程中硅镍尖峰的刺穿导致电池性能的下降的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光伏电池结构，包括：硅基底，硅基底具有相对的第一表面和第二表面；第一掺杂区，自第一表面延伸至硅基底中，第一掺杂区在第一方向上具有第一延伸宽度，且在第二方向上具有第一延伸深度，第二方向为垂直第一表面的方向，第一方向和第二方向垂直，第一掺杂区与硅基底具有相反的掺杂类型；第一介质叠层，位于第一掺杂区远离第二表面的一侧；第一凹槽，贯穿第一介质叠层中第一掺杂区，且第一凹槽的底部为第一掺杂区的表面，第一凹槽在第一方向上的最大宽度为第一预设宽度，第一预设宽度小于第一延伸宽度；第一硅镍合物，位于第一凹槽的底部上，且第一硅镍合物在第一方向上具有第二延伸宽度，在第二方向上具有第二延伸深度，第二延伸宽度的最大延伸宽度小于或等于第一预设宽度，第二延伸深度的最大深度值小于或等于第一延伸深度的k倍，k小于1；第一电极层，位于第一硅镍合物远离硅基底的一侧，且覆盖第一凹槽，其中，第一电极层在第一方向上具有第三延伸宽度，且第三延伸宽度大于第一预设宽度。

3、进一步地，还包括：第二掺杂区，自第一表面延伸至硅基底中，第二掺杂区与第一掺杂区在第一表面上的投影部分重叠，第二掺杂区在第三方向上具有第四延伸宽度，且在第二方向上具有第三延伸深度，第三方向分别与第一方向和第二方向和垂直，第四延伸宽度小于第一延伸宽度；第二凹槽，位于第一介质叠层中，且第二凹槽的底部为第二掺杂区的表面，第二凹槽在第三方向上的最大宽度为第二预设宽度，第二预设宽度小于第三延伸宽度；第二硅镍合物，位于第二凹槽的底部上，第二硅镍合物在第三方向上具有第五延伸宽度，且在第二方向上具有第四延伸深度，第五延伸宽度的最大延伸宽度小于或等于第二预设宽度，第四延伸深度的最大深度值小于或等于第三延伸深度的k倍；第二电极层，位于第二硅镍合物远离硅基底的一侧，且第一电极层和第二电极层相交设置，第二电极层在第三方向上具有第六延伸宽度，第六延伸宽度大于第二预设宽度，以使第二电极层覆盖第二凹槽，第三延伸宽度与第六延伸宽度不相等。

4、进一步地，第一延伸深度和第三延伸深度独立地选自0.3nm～3μm。

5、进一步地，第一延伸宽度为10μm～180μm。

6、进一步地，第一预设宽度大于或等于5μm且小于或等于第一延伸宽度的0.6倍，第三延伸宽度大于或等于8μm且小于或等于第一预设宽度的1.2倍。

7、进一步地，第六延伸宽度为10μm～90μm。

8、进一步地，第二预设宽度大于或等于3μ二且小于或等于第四延伸宽度的0.6倍，第六延伸宽度大于或等于8μm且小于或等于第二预设宽度的1.2倍。

9、根据本发明的另一方面，提供了一种光伏电池结构的制作方法，包括：提供硅基底，硅基底具有第一表面；利用激光掺杂工艺，形成自第一表面延伸至硅基底中的第一掺杂区，第一掺杂区在第一方向上具有第一延伸宽度，且在第二方向上具有第一延伸深度，第二方向为垂直第一表面的方向，第一方向和第二方向垂直，第一掺杂区与硅基底具有相反的掺杂类型；在第一表面上形成第一介质叠层；去除部分第一介质叠层，以在第一介质叠层中形成第一凹槽，并以使第一凹槽的底部为第一掺杂区的表面，第一凹槽在第一方向上的最大宽度为第一预设宽度，第一预设宽度小于第一延伸宽度；在第一凹槽中沉积镍，以使镍与第一掺杂区的表面中的至少部分表面接触，并对镍进行烧结处理，以使镍与第一掺杂区中的硅结合并生成第一硅镍合物，第一硅镍合物在第一方向上具有第二延伸宽度，且在第二方向上具有第二延伸深度，第二延伸宽度的最大延伸宽度小于或等于第一预设宽度，第二延伸深度的最大深度值小于或等于第一延伸深度的k倍，k小于1；在第一硅镍合物远离硅基底的一侧形成第一电极层，第一电极层在第一方向上具有第三延伸宽度，且第三延伸宽度大于第一预设宽度，以使第一电极层覆盖第一凹槽。

10、进一步地，在第一凹槽中沉积镍的步骤中，沉积的工艺包括化学镀、电镀和光诱导镀中的任意一种或多种。

11、进一步地，对镍进行烧结处理的步骤中，烧结处理的工艺时间为2～30min，烧结处理的温度为200～700℃，烧结处理的气氛为氮氢混合气体。

12、应用本发明的技术方案，提供一种光伏电池结构，该光伏电池结构在包括具有第一掺杂类型且具有相对的第一表面和第二表面的硅基底、具有第二掺杂类型的第一掺杂区、第一介质叠层、第一凹槽、第一硅镍合物以及第一电极层的情况下，由于第一掺杂区自硅基底的第一表面延伸至硅基底中，第一介质叠层位于第一掺杂区远离第二表面的一侧，第一凹槽贯穿第一介质叠层至第一掺杂区，且第一凹槽的底部为第一掺杂区的表面，第一硅镍合物位于第一凹槽的底部上，第一电极层位于第一硅镍合物远离硅基底的一侧，且第一电极层覆盖第一凹槽，第一凹槽在第一方向上的第一预设宽度小于第一延伸宽度，第一硅镍合物在第一方向上的第二延伸宽度的最大延伸宽度小于或等于第一预设宽度，第一电极层在第一方向上的第三延伸宽度大于第一预设宽度，以及第一硅镍合物在第二方向上的第二延伸深度的最大深度值小于或等于第一掺杂区在第二方向上的第一延伸深度的k倍，k小于1，从而实现了该光伏电池结构的发射极结深(即第一掺杂区在第二方向上的第一延伸深度)与第一硅镍合物的尖峰深度(第一硅镍合物在第二方向上的第二延伸深度的最大深度值)的匹配的效果，以及实现了该光伏电池结构的第一掺杂区、第一硅镍合物和第一电极层在第一方向上的宽度的匹配的效果，达到了减低形成第一硅镍合物时造成的具有该光伏电池结构的器件的电性能下降的目的，从而解决了现有技术在镍烧结过程中硅镍尖峰的刺穿导致电池性能的下降的问题。

技术特征：

1.一种光伏电池结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的光伏电池结构，其特征在于，所述第一延伸深度和所述第三延伸深度独立地选自0.3nm～3μm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光伏电池结构，其特征在于，所述第一延伸宽度为10μm～180μm。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的光伏电池结构，其特征在于，所述第一预设宽度大于或等于5μm且小于或等于所述第一延伸宽度的0.6倍，所述第三延伸宽度大于或等于8μm且小于或等于所述第一预设宽度的1.2倍。

6.根据权利要求2所述的光伏电池结构，其特征在于，所述第四延伸宽度为10μm～90μm。

7.根据权利要求2所述的光伏电池结构，其特征在于，所述第二预设宽度大于或等于3μm且小于或等于所述第四延伸宽度的0.6倍，所述第六延伸宽度大于或等于8μm且小于或等于所述第二预设宽度的1.2倍。

8.一种光伏电池结构的制作方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，在所述第一凹槽中沉积镍的步骤中，所述沉积的工艺包括化学镀、电镀和光诱导镀中的任意一种或多种。

10.根据权利要求8或9所述的制作方法，其特征在于，对所述镍进行烧结处理的步骤中，所述烧结处理的工艺时间为2～30min，所述烧结处理的温度为200～700℃，所述烧结处理的气氛为氮氢混合气体。

技术总结本发明提供了一种光伏电池结构以及光伏电池结构的制作方法。结构包括：硅基底；第一掺杂区，自硅基底的第一表面延伸至硅基底中，在第一方向上具有第一延伸宽度，在第二方向上具有第一延伸深度；第一介质叠层，位于第一掺杂区远离硅基底的第二表面的一侧；第一凹槽，贯穿第一介质叠层至第一掺杂区，第一凹槽在第一方向上具有第一预设宽度，第一预设宽度小于第一延伸宽度；第一硅镍合物，位于第一凹槽的底部，在第一方向上具有第二延伸宽度，在第二方向上具有第二延伸深度，第二延伸宽度小于或等于第一预设宽度，第二延伸深度小于第一延伸深度；第一电极层，覆盖第一凹槽，第一电极层在第一方向上具有第三延伸宽度，第三延伸宽度大于第一预设宽度。技术研发人员：张强,马玉超,邓贤,田培树,金明,何胜,徐伟智受保护的技术使用者：正泰新能科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25