光伏电池及其制备方法、光伏组件与流程

本申请涉及光伏电池，尤其涉及一种光伏电池极其制备方法、光伏组件。

背景技术：

1、随着太阳能光伏市场的发展，人们对高效的晶体硅电池的需求越来越急迫。而由于光伏技术的不断发展，光伏电池的制造技术成本在不断下降，市场竞争更加激烈，高质量低成本的光伏电池是提高竞争力的主要因素。

2、topcon（tunnel oxide passivated contact，隧穿氧化层钝化接触）电池是一种新型钝化接触电池，该电池通过在电池硅基底表面镀一层超薄的氧化硅层和掺杂多晶硅来实现钝化作用。ibc（interdigitated back contact，叉指式背接触）电池与topcon电池叠加可形成tbc（tunnel back contact 隧穿氧化层背接触）电池。tbc电池吸收了topcon电池的隧穿氧化层钝化接触技术和ibc电池背面制备呈叉指状间隔排列的p区和n区技术。无论是topcon电池还是tbc电池，如何形成具有更好性能的钝化结构都是当前的研究重点。

3、此外，目前制备钝化层的技术主要有等离子沉积法、磁控溅射沉积法和lpcvd（lowpressure chemical vapor deposition，低压力化学气相沉积）法；等离子沉积法沉积的隧穿氧化层厚度不易精确控制，且非晶硅在后续退火中容易产生起泡现象；磁控溅射的方法由于均匀性相对较差, 退火温度相对较高，且成本较高；因此lpcvd是最常被应用的沉积技术，但lpcvd沉积法后续再经过高温退火，其隧穿氧化层和多晶硅层的h含量大大减少，导致其钝化效果有所降低，故退火与氢钝化之间存在一定的矛盾，如何能进一步的提高钝化效果成为一个难点。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种光伏电池及其制备方法和电池组件，本申请提供的光伏电池具备良好的钝化结构，其制备方法可有效提高隧穿氧化层和多晶硅层中的h含量，有效降低了后续高温扩散带来的h含量降低导致内部缺陷态密度增加的问题。

2、本申请的第一方面提供一种光伏电池，包括：硅片和钝化层，所述钝化层在所述硅片第一表面依次设置有第一隧穿氧化层，第一掺杂多晶硅层，第二隧穿氧化层和第二掺杂多晶硅层；其中，所述第一掺杂多晶硅层和所述第二掺杂多晶硅层具有相同的掺杂类型，所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度小于所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度，当所述掺杂类型为n型时，所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度为1-2.5×1020/cm3，所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度为3-5×1020/cm3；当所述掺杂类型为p型时，所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度为2-4×1019/cm3，所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度为4-5×1019/cm3。

3、在一种可实施的方式中，所述第一掺杂多晶硅层的厚度小于所述第二掺杂多晶硅层的厚度。

4、优选地，所述第一掺杂多晶硅层的厚度为10-80nm。

5、优选地，所述第二掺杂多晶硅层的厚度为50-150nm。

6、在一种可实施的方式中，所述第一隧穿氧化层的厚度大于所述第二隧穿氧化层的厚度。

7、在一种可实施的方式中，所述硅片的导电类型为n型。

8、在一种可实施的方式中，所述硅片的电阻率为0.5~2ω·cm。

9、本申请的第二方面提供一种光伏电池的制备方法，包括以下步骤：

10、步骤101：选取硅片，并对所述硅片进行制绒处理；

11、步骤102：在所述硅片的表面上依次沉积第一隧穿氧化层、第一非晶硅层、第二隧穿氧化层和第二非晶硅层；

12、步骤103：进行高温扩散，形成钝化层，其中，形成的钝化层为所述第一隧穿氧化层，所述第一掺杂多晶硅层，所述第二隧穿氧化层和所述第二掺杂多晶硅层；所述第一掺杂多晶硅层和所述第二掺杂多晶硅层具有相同的掺杂类型，所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度小于所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度；当所述掺杂类型为n型时，所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度为1-2.5×1020/cm3，所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度为3-5×1020/cm3；当所述掺杂类型为p型时，所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度为2-4×1019/cm3，所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度为4-5×1019/cm3。

13、在一种可实施的方式中，步骤102中，采用lpcvd沉积第一隧穿氧化层和所述第二隧穿氧化层；

14、所述第一隧穿氧化层的沉积采用先热氧后水氧的方法制备得到；其中，所述热氧过程中与所述水氧过程中携带氧气流量的比值为10：1~500：1；所述热氧与所述水氧沉积的时间的比值为30：1~1：10；所述热氧的沉积温度为500～700°c；所述水氧的沉积温度为500~600℃；

15、所述第二隧穿氧化层采用水氧方法制备得到；其中，所述水氧中氧气与氮气的流量为1：50~1：2；所述沉积温度为500~600℃，所述水氧沉积的时间为1min～10min。

16、优选地，步骤102：所述第一非晶硅层的沉积温度低于所述第二非晶硅层的沉积温度。

17、更优选地，所述第一非晶硅层的沉积温度为500～600℃；所述第二非晶硅层的沉积温度为500～700℃。

18、在一种可实施的方式中，沉积所述第一非晶硅层时的气体流量大于沉积所述第二非晶硅层的气体流量；所述第一非晶硅层的沉积时间少于所述第二非晶硅层的沉积时间。

19、本申请的第三方面提供一种光伏组件，包含了本申请第一方面的光伏电池或本申请第二方面制备得到的光伏电池。

20、与现有技术相比，本申请：

21、（1）提供的钝化层结构，包括两层隧穿氧化层和两层掺杂多晶硅层，其中，两层掺杂多晶硅层的掺杂浓度不同，且两层掺杂多晶硅层中设置了一层隧穿氧化层，既可以适当阻挡掺杂元素对下层隧穿氧化层的扩散，又可以在轻掺杂多晶硅层和重掺杂多晶硅层的金属化区域形成高低势垒，提高载流子传输效率，使得太阳能电池转换效率更高。

22、（2）第一隧穿氧化层的制备方法，采用先热氧后水氧能够补充增加第一隧穿氧化层和第一非晶硅层中的h含量，大大减少了后续高温扩散带来的h含量降低使得其内部缺陷态密度增加的问题，能够显著提高钝化层的钝化效果。

23、（3）第一掺杂层和第二掺杂层采用不同温度进行沉积，第一掺杂多晶硅层温度低，使得第一掺杂多晶硅层中的h含量更高，另外低温沉积得到的第一掺杂多晶硅层和第二掺杂多晶硅层也更利于第一隧穿氧化层更加均匀平整。

技术特征：

1.一种光伏电池，包括硅片和钝化层，其特征在于，所述钝化层在所述硅片第一表面依次设置有第一隧穿氧化层，第一掺杂多晶硅层，第二隧穿氧化层和第二掺杂多晶硅层；其中，所述第一掺杂多晶硅层和所述第二掺杂多晶硅层具有相同的掺杂类型，所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度小于所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度，当所述掺杂类型为n型时，所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度为1-2.5×1020/cm3，所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度为3-5×1020/cm3；当所述掺杂类型为p型时，所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度为2-4×1019/cm3，所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度为4-5×1019/cm3。

2.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述第一掺杂多晶硅层的厚度小于所述第二掺杂多晶硅层的厚度。

3.如权利要求2所述的光伏电池，其特征在于，所述第一掺杂多晶硅层的厚度为10-80nm；和/或，所述第二掺杂多晶硅层的厚度为50-150nm。

4.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述第一隧穿氧化层的厚度大于所述第二隧穿氧化层的厚度。

5.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述硅片的导电类型为n型，和/或，所述硅片的电阻率为0.5~2ω·cm。

6.一种制备权利要求1-5任一所述光伏电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，

8.如权利要求6所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，

9.如权利要求6所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，沉积所述第一非晶硅层时的气体流量大于沉积所述第二非晶硅层的气体流量；所述第一非晶硅层的沉积时间少于所述第二非晶硅层的沉积时间。

10.一种光伏组件，其特征在于，包含权利要求1-5任一所述的光伏电池或权利要求6-9任一所述制备方法得到的光伏电池。

技术总结本申请公开了一种光伏电池及其制备方法、光伏组件，涉及光伏电池技术领域；光伏电池包括硅片和钝化层，其特征在于，钝化层在硅片第一表面依次设置有第一隧穿氧化层，第一掺杂多晶硅层，第二隧穿氧化层和第二掺杂多晶硅层；其中，第一掺杂多晶硅层和第二掺杂多晶硅层具有相同的掺杂类型，第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度小于第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度；本申请制备得到的钝化层结构，能够显著提高钝化层的钝化效果，使得太阳能电池转换效率更高。技术研发人员：陈佳乐,何亮,李德平,张志勇,武丹萍,费宇受保护的技术使用者：润马光能科技（金华）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20