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CN112466960A - 太阳能电池结构及其制备方法 - Google Patents

太阳能电池结构及其制备方法 Download PDF

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CN112466960A
CN112466960A CN202011248073.4A CN202011248073A CN112466960A CN 112466960 A CN112466960 A CN 112466960A CN 202011248073 A CN202011248073 A CN 202011248073A CN 112466960 A CN112466960 A CN 112466960A
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CN
China
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layer
doped semiconductor
semiconductor layer
solar cell
passivation
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CN202011248073.4A
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金井升
王东
张昕宇
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Jinko Solar Co Ltd
JinkoSolar Holding Co Ltd
Original Assignee
Jinko Solar Co Ltd
JinkoSolar Holding Co Ltd
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Abstract

本发明实施例涉及太阳能光伏电池制造领域，公开了一种太阳能电池结构及其制备方法，太阳能电池结构包括：依次层叠设置的半导体片、隧穿氧化层、阻挡层以及传输层；传输层包括沿第一方向交替排列的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层；阻挡层包括正对第一掺杂半导体层的第一区域、正对第二掺杂半导体层的第二区域，第一区域用于阻挡第一掺杂半导体层中的掺杂原子进入半导体片，第二区域用于阻挡第二掺杂半导体层中的掺杂原子进入半导体片。本发明提供的太阳能电池结构及其制备方法能够提高电池效率。

Description

太阳能电池结构及其制备方法
技术领域
本发明实施例涉及太阳能光伏电池制造领域，特别涉及一种太阳能电池结构及其制备方法。
背景技术
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。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。
对于晶硅太阳能电池而言，其表面钝化技术日益成熟、钝化水平趋于饱和。现有技术中，太阳能电池都是采用AlOx、SiNx或SiO2等薄膜结构来进行背面钝化。这种钝化结构可以减小表面复合速率，对开压的提升有一定的帮助。但是，要想往更高的开路电压发展，此种钝化技术也遇到了瓶颈，特别是金属接触区的复合速率大，限制了电池效率的提升。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种太阳能电池结构及其制备方法，其能够提高电池效率。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种太阳能电池结构，包括：依次层叠设置的半导体片、隧穿氧化层、阻挡层以及传输层；所述传输层包括沿第一方向交替排列的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层，其中，所述第一方向为垂直于所述半导体片厚度方向的方向；所述半导体片中的空穴穿过所述隧穿氧化层和阻挡层进入所述第一掺杂半导体层，所述半导体片中的电子穿过所述隧穿氧化层和阻挡层进入所述第二掺杂半导体层；所述阻挡层包括正对所述第一掺杂半导体层的第一区域、正对所述第二掺杂半导体层的第二区域，所述第一区域用于阻挡所述第一掺杂半导体层中的掺杂原子进入所述半导体片，所述第二区域用于阻挡所述第二掺杂半导体层中的掺杂原子进入所述半导体片。
另外，所述太阳能电池结构还包括第一接触电极、第二接触电极以及钝化层；所述第一接触电极设置在所述第一掺杂半导体层远离所述阻挡层的一侧，所述第二接触电极设置在所述第二掺杂半导体层远离所述阻挡层的一侧；所述钝化层设置在所述传输层远离所述阻挡层的一侧，所述钝化层包括正对所述第一接触电极的第一接触孔、正对所述第二接触电极的第二接触孔，所述第一接触电极设置在所述第一接触孔中且部分伸出所述第一接触孔，所述第二接触电极设置在所述第二接触孔中且部分伸出所述第二接触孔。
另外，所述钝化层包括在所述传输层上层叠设置的第一钝化层和第二钝化层；所述第一钝化层的材质为SiOx，所述第二钝化层的材质为SiNx。
另外，所述半导体片包括相对设置的正面和背面；所述正面上设有金字塔绒面；所述背面为抛光面，所述隧穿氧化层设置在所述背面上。
另外，所述太阳能电池结构还包括前表面场和钝化减反层；所述前表面场设置在所述金字塔绒面远离所述正面的一侧；所述钝化减反层设置在所述前表面场远离所述正面的一侧。
另外，所述隧穿氧化层的厚度在0.5纳米至2纳米之间。
另外，所述阻挡层的厚度在0.5纳米至30纳米之间。
相应的，本发明的实施例还提供了一种太阳能电池结构的制备方法，包括：对半导体片进行处理，形成正面为绒面结构，背面为抛光面的单面抛光结构；在所述半导体片的背面形成隧穿氧化层；在所述隧穿氧化层远离所述背面的一侧沉积第一阻挡层，在所述第一阻挡层远离所述隧穿氧化层的一侧沉积掺杂原子，以形成层叠设置的第二阻挡层和传输层，其中，所述第二阻挡层为所述第一阻挡层未沉积所述掺杂原子的部分，所述传输层为所述第一阻挡层沉积所述掺杂原子的部分，所述传输层包括沿第一方向交替排列的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层，所述第一方向为垂直于所述半导体片厚度方向的方向。
另外，所述第二阻挡层包括正对所述第一掺杂半导体层的第一区域、以及正对所述第二掺杂半导体层的第二区域；通过以下方式形成所述第一掺杂半导体层和所述第二掺杂半导体层：在所述第一阻挡层远离所述半导体片的一侧沉积第一掺杂原子，以形成初始第一掺杂半导体层；在所述初始第一掺杂半导体层远离所述半导体片的一侧形成掩膜；在所述掩膜正对所述第一区域的位置涂覆阻挡浆料；去除所述初始第一掺杂半导体层上未涂覆阻挡浆料的掩膜，再去除已涂覆阻挡浆料的掩膜上的阻挡浆料以及无掩膜保护的初始第一掺杂半导体层，以形成图形化的第一掺杂半导体层；在所述第一阻挡层远离所述背面的一侧沉积第二掺杂原子，以形成初始第二掺杂半导体层；在所述初始第二掺杂半导体层远离所述半导体片的一侧形成掩膜；在所述掩膜正对所述第二区域的位置涂覆阻挡浆料；去除所述初始第二掺杂半导体层上未涂覆阻挡浆料的掩膜，再去除已涂覆阻挡浆料的掩膜上的阻挡浆料以及无掩膜保护的初始第二掺杂半导体层，以形成图形化的第二掺杂半导体层。
另外，在所述第一区域形成第一掺杂半导体层、在所述第二区域形成第二掺杂半导体层之后，还包括：在所述正面离子注入与所述半导体片导电类型相同的掺杂元素；对所述半导体片进行退火处理；在所述第一掺杂半导体层和所述第二掺杂半导体层远离所述半导体片的一侧形成第一钝化层；在所述正面形成钝化减反层，并在所述第一钝化层远离所述半导体片的一侧形成第二钝化层；在所述背面制备与所述第一掺杂半导体层对应的第一接触电极，以及与所述第二掺杂半导体层对应的第二接触电极。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：
由于隧穿氧化层的膜层厚度较薄，使得第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层中的掺杂原子易于进入半导体片，通过在隧穿氧化层和传输层之间设置阻挡层，使得阻挡层能够阻挡掺杂原子进入半导体片，从而避免了太阳能电池的传输性能受到影响，提高了太阳能电池结构的稳定性；此外，由于第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层在阻挡层上交替排列设置，载流子通过一层隧穿氧化层隧穿进入对应的掺杂半导体层进行选择性传输和收集，也就是说，掺杂的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层分别对空穴和电子进行选择性传输，从而极大地降低了空穴和电子的复合，进而提升了电池开压和效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本发明第一实施例提供的太阳能电池结构的结构示意图；
图2是根据本发明第一实施例提供的太阳能电池结构的另一种结构示意图；
图3是根据本发明第一实施例提供的太阳能电池结构的又一种结构示意图；
图4是根据本发明第二实施例提供的太阳能电池结构的制备方法的流程图；
图5是根据本发明第二实施例提供的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的形成方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施例涉及一种太阳能电池结构100，具体结构如图1所示，包括：依次层叠设置的半导体片1、隧穿氧化层2、阻挡层3以及传输层4；传输层4包括沿第一方向X交替排列的第一掺杂半导体层41和第二掺杂半导体层42，其中，第一方向X为垂直于半导体片厚度方向Y的方向；半导体片1中的空穴穿过隧穿氧化层2和阻挡层3进入第一掺杂半导体层41，半导体片1中的电子穿过隧穿氧化层2和阻挡层3进入第二掺杂半导体层42；阻挡层3包括正对第一掺杂半导体层41的第一区域31、正对第二掺杂半导体层42的第二区域32，第一区域31用于阻挡第一掺杂半导体层41中的掺杂原子进入半导体片1，第二区域32用于阻挡第二掺杂半导体层42中的掺杂原子进入半导体片1。具体的说，本实施例中的半导体片1优选为硅片，硅片是太阳能电池的载体，硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池转换效率的高低。在一些实施例中，所述硅片可以单晶硅片、多晶硅片、类单晶硅片等。
可以理解的是，当半导体片1为硅片时，本实施例中的第一掺杂半导体层为N型多晶硅层(掺杂磷)，第二掺杂半导体层为P型多晶硅层(掺杂硼)；进一步的，阻挡层为本征多晶硅层，也即不掺杂任何元素的多晶硅。
本发明实施例相对相关技术而言，由于隧穿氧化层2的膜层厚度较薄，使得第一掺杂半导体层41和第二掺杂半导体层42中的掺杂原子易于进入半导体片1，通过在隧穿氧化层2和传输层4之间设置阻挡层3，使得阻挡层3能够阻挡掺杂原子进入半导体片1，从而避免了太阳能电池结构100的传输性能受到影响，提高了太阳能电池结构100的稳定性；此外，由于第一掺杂半导体层41和第二掺杂半导体层42在阻挡层3上交替排列设置，载流子通过一层隧穿氧化层2隧穿进入对应的掺杂半导体层进行选择性传输和收集，也就是说，掺杂的第一掺杂半导体层41和第二掺杂半导体层42分别对空穴和电子进行选择性传输，从而极大地降低了空穴和电子的复合，进而提升了电池开压和效率。
请参见图2，太阳能电池结构100还包括第一接触电极5、第二接触电极6以及钝化层7；第一接触电极5设置在第一掺杂半导体层41远离阻挡层3的一侧，第二接触电极6设置在第二掺杂半导体层42远离阻挡层3的一侧；钝化层7设置在传输层4远离阻挡层3的一侧，钝化层7包括正对第一接触电极5的第一接触孔701、正对第二接触电极6的第二接触孔702，第一接触电极5设置在第一接触孔701中且部分伸出第一接触孔701，第二接触电极6设置在第二接触孔702中且部分伸出第二接触孔702。通过此种结构的设置，能够提高太阳能电池结构100的转换效率，并降低太阳能电池结构100的生产成本。
具体的说，钝化层7包括在传输层4上层叠设置的第一钝化层71和第二钝化层72；第一钝化层71的材质为SiOx，第二钝化层72的材质为SiNx。为了便于理解，下面以第一钝化层71的材质为SiO2为例，对SiO2的表面结构和钝化原理进行具体的说明：
SiO2是由Si-O四面体组成，Si-O四面体的中心是硅原子，四个顶角上是氧原子，顶角上的四个氧原子刚好满足了硅原子的化合价。从顶角上的氧到中心的硅，再到另一个顶角上的氧，称为O-Si-O键桥。在热氧化的反应过程中，大量的氧原子与硅表面未饱和的硅原子结合形成SiO2薄膜，该薄膜可降低悬挂键的密度，能够很好地控制界面陷阱和固定电荷，此外高质量SiO2薄膜可把表面态密度降低至1010/cm2，Si-SiO2界面的复合速率可以降到100cm/s以下，从而降低了悬挂键的密度，起到了表面钝化作用。
为了便于理解，下面对SiNx薄膜对电池表面的钝化原理进行具体的说明：
使用PECVD法在沉积SiNx薄膜时，会在SiNx薄膜中形成大量固定正电荷和游离的氢原子。大量的固定正电荷在电池表面处形成一个内建电场，使表面处于反型状态，降低载流子在表面相遇和复合的几率，从而降低表面复合速度。而大量的游离氢原子则可以扩散到Si-SiNx界面处，与界面处的硅悬挂键结合，降低表面的界面态密度以达到降低表面复合速率的效果，对电池表面进行钝化。需要说明的是，SiNx薄膜除了具有良好的钝化效果外，采用PECVD法制备的SiNx薄膜还具有良好的减反射功能，随着反应气体硅烷和氨气气体流量比例的不同，SiNx薄膜的折射率可在1.8～3.3的范围内调整。
值得一提的是，虽然SiNx薄膜具有优良的表面钝化和减反性能，但是SiNx薄膜与Si的晶格匹配性较差，导致SiNx/Si界面缺陷密度较高，而SiO2/Si具有良好的界面性能，更有利于硅片表面的钝化，因此，本实施例通过先采用干氧氧化生长一层SiO2薄膜，再采用PECVD法沉积一层SiNx，从而形成SiO2/SiNx叠层钝化减反结构，可在提高太阳能电池结构100的表面钝化和光学特性的同时，提高太阳能电池结构100的转换效率。
请再次参见图2，半导体片1包括相对设置的正面101和背面102；正面101上设有金字塔绒面；背面102为抛光面，隧穿氧化层2设置在背面102上。通过此种结构的设置，使得第一掺杂半导体层41和第二掺杂半导体层42均位于电池背面102(即非受光面)，进而使太阳能电池结构100的正面101(即受光面)无任何金属电极遮挡，从而有效增加了太阳能电池结构100的短路电流，使太阳能电池结构100的能量转化效率得到提高。
请参见图3，太阳能电池结构100还包括前表面场8和钝化减反层9；前表面场8设置在金字塔绒面101A远离正面101的一侧；钝化减反层9设置在前表面场8远离正面101的一侧。
值得一提的是，前表面场8是可选的，也可以直接在金字塔绒面101A远离正面101的一侧设置钝化减反层9，而不设置前表面场8；钝化减反层9的可以为单层或叠层的SiNx，或者SiO2/SiNx/SiNxOy的叠层膜组。
请一并参见图1至图3，本实施例中的隧穿氧化层2的厚度在0.5纳米至2纳米之间。由于隧穿氧化层2的厚度较薄会增加太阳能电池结构100的制备工艺难度，隧穿氧化层2的厚度较厚会导致空穴和电子难以隧穿隧穿氧化层2，通过此种厚度范围的设置，能够在确保空穴和电子隧穿隧穿氧化层2的同时，不增加太阳能电池结构100的制备工艺难度。优选地，隧穿氧化层2的厚度为0.8纳米、1.2纳米或1.6纳米，上述厚度的隧穿氧化层2的性能更优越。
进一步地，阻挡层3的厚度在0.5纳米至30纳米之间。本实施例中的阻挡层3的厚度小于传输层4的厚度，用于阻挡传输层4的掺杂原子穿透隧穿氧化层2，减少半导体片1的表面复合。由于阻挡层3的厚度较薄会难以阻挡传输层4的掺杂原子，阻挡层3的厚度较厚不利于太阳能电池结构100的轻薄化设计，通过此种厚度范围的设置，能够在确保阻挡传输层4的掺杂原子不会穿透隧穿氧化层2的同时，有利于太阳能电池结构100的轻薄化设计。优选地，阻挡层3的厚度优选为6纳米、15纳米或24纳米，上述厚度的阻挡层3的性能更优越。
进一步地，第一钝化层71的厚度在0.5纳米至50纳米之间。由于第二钝化层72通常为SiNx薄膜，但SiNx薄膜与Si的晶格匹配性较差，导致SiNx/Si界面缺陷密度较高，通过将第一钝化层71设置为SiOx薄膜，能够弥补SiNx/Si的界面缺陷，更有利于硅片表面的钝化。优选地，第一钝化层71的厚度优选为24纳米、25纳米或26纳米，上述厚度的第一钝化层71的性能更优越。
本发明的第二实施例涉及一种太阳能电池结构的制备方法，本实施方式的具体流程如图4所示，包括以下步骤：
S201：对半导体片进行处理，形成正面为绒面结构，背面为抛光面的单面抛光结构。
具体的说，本实施例中的半导体片可以为硅片，通过将硅片放入酸/碱溶液中进行腐蚀处理，即可在硅片的前表面(正面)形成绒面结构，在硅片的背表面(反面)形成抛光结构。
S202：在半导体片的背面形成隧穿氧化层。
具体的说，对经过前处理的硅片进行隧穿氧化层生长，通过炉管方式生长热氧化层，或者通过臭氧水生长湿法氧化层，或者通过化学方法生长，隧穿氧化层厚度为0.5纳米至5纳米。
S203：在隧穿氧化层远离背面的一侧沉积第一阻挡层。
具体的说，第一阻挡层包括沿第一方向交替排列的第一区域和第二区域，其中，所述第一方向为垂直于所述半导体片厚度方向的方向。
本实施例中可以使用LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，低压力化学气相沉积法)、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)、PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)、ALD(Atomic LayerDeposition，原子层沉积)等方法在隧穿氧化层远离背面的一侧生长本征非晶硅层或者本征多晶硅层(即第一阻挡层)，本征非晶硅层或者本征多晶硅层厚度为0.5纳米至30纳米。
S204：在第一阻挡层远离隧穿氧化层的一侧沉积掺杂原子，以形成层叠设置的第二阻挡层和传输层。
具体的说，如图5所示，本实施例可以通过如下步骤在第一区域形成第一掺杂半导体层、在第二区域形成第二掺杂半导体层：
S2041：在第一阻挡层远离半导体片的一侧沉积第一掺杂原子，以形成初始第一掺杂半导体层。
具体的说，本实施例中的第一掺杂原子为磷原子，初始第一掺杂半导体层为N型多晶硅层(掺杂磷)或N型非晶硅层。更具体的，本实施例可以通过如下方式形成N型多晶硅层或N型非晶硅层：
使用离子注入机在步骤S203中形成的本征多晶硅层或本征非晶硅层上进行离子注入，注入元素为磷，即可形成N型多晶硅层或N型非晶硅层(在本征多晶硅层上进行离子注入即形成N型多晶硅层，在本征非晶硅层上进行离子注入即形成N型非晶硅层)。
S2042：在初始第一掺杂半导体层远离半导体片的一侧形成掩膜。
具体的说，本实施例中的掩膜可以为SiOx薄膜或SiNx薄膜，掩膜的厚度在100纳米至300纳米之间，可以采用PECVD、PVD、ALD等方式制备掩膜。
S2043：在掩膜正对第一区域的位置涂覆阻挡浆料。
具体的说，利用阻挡浆料保护N型多晶硅层或N型非晶硅层，利用掩膜和阻挡浆料即可形成叉指状的N型多晶硅层或N型非晶硅层。更具体的，阻挡浆料是通过印刷方式局部印刷在掩膜正对第一区域的位置，印刷之后进行低温烧结，烧结温度在100至300摄氏度。
S2044：去除初始第一掺杂半导体层上未涂覆阻挡浆料的掩膜，再去除已涂覆阻挡浆料的掩膜上的阻挡浆料以及无掩膜保护的初始第一掺杂半导体层，以形成图形化的第一掺杂半导体层。
具体的说，采用酸溶液(如氢氟酸)去除硅片背表面非阻挡浆料区域的掩膜，此时有阻挡浆料保护的区域的掩膜并未被酸溶液破坏。再采用碱溶液(如氢氧化钾)处理，以达到以下目的：(1)在阻挡浆料区域，去除背表面的阻挡浆料，因为碱溶液不与掩膜反应，阻挡浆料去除后到达掩膜时停止反应；(2)在非阻挡浆料区域，碱溶液同时去除无掩膜保护的N型多晶硅层或N型非晶硅层，但不破坏下层的本征多晶硅层或者本征非晶硅层，从而形成局部指状的N型多晶硅层或N型非晶硅层，此时N型多晶硅层或N型非晶硅层表面有掩膜。
S2045：在第一阻挡层远离半导体片的一侧沉积第二掺杂原子，以形成初始第二掺杂半导体层。
具体的说，本实施例中的第二掺杂原子为硼原子，初始第二掺杂半导体层为P型多晶硅层(掺杂硼)或P型非晶硅层。
S2046：在初始第二掺杂半导体层远离半导体片的一侧形成掩膜。
S2047：在掩膜正对第二区域的位置涂覆阻挡浆料。
S2048：去除初始第二掺杂半导体层上未涂覆阻挡浆料的掩膜，再去除已涂覆阻挡浆料的掩膜上的阻挡浆料以及无掩膜保护的初始第二掺杂半导体层，以形成图形化的第二掺杂半导体层。
具体的说，先采用酸溶液去除P型多晶硅层或者P型非晶硅层表面未涂覆阻挡浆料区域的掩膜。再采用碱溶液处理以达到以下目的：(1)去除P型多晶硅层或者P型非晶硅层的阻挡浆料；(2)在非阻挡浆料区域，碱溶液同时去除无掩膜保护的P型多晶硅层或者P型非晶硅层，当反应到局部指状N型多晶硅层或N型非晶硅层表面时，因为N型多晶硅层或N型非晶硅层表面有掩膜保护，不会继续反应。形成局部指状P型多晶硅层或者P型非晶硅层，此时P型多晶硅层或者P型非晶硅层表面有掩膜。
需要说明的是，在形成叉指状的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层之后，还会在硅片的前表面注入与硅片导电类型相同的掺杂元素(p型硅片即离子注入五族元素以形成p型掺杂，n型硅片即离子注入三族元素以形成n型掺杂)，再利用酸溶液清洗硅片前表面，并同时去除背表面叉指状结构表面的掩膜。
S205：对半导体片进行退火处理。
具体的说，将步骤S204后的硅片放入扩散炉中进行高温退火处理，硼扩散采用扩散炉管的方式，扩散温度为750-950℃，时间为5至30分钟，硼源采用三溴化硼。高温扩散同时对注入的离子起到了退火作用，前述步骤中的非晶硅会被晶化为多晶硅，更具体的：
在步骤S203中，若在隧穿氧化层远离背面的一侧生长的是本征非晶硅层，则本征非晶硅层在本步骤中会被晶化为本征多晶硅层；在步骤S2041中，若在阻挡层远离背面的一侧形成的是N型非晶硅层，则N型非晶硅层在本步骤中会被晶化为N型多晶硅层；在步骤S2045中，若在阻挡层远离背面的一侧形成的是P型非晶硅层，则P型非晶硅层在本步骤中会被晶化为P型多晶硅层。
S206：在第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层远离半导体片的一侧形成第一钝化层。
S207：在正面形成钝化减反层，并在第一钝化层远离半导体片的一侧形成第二钝化层。
关于步骤S206至步骤S207，具体的说，本实施例中的第一钝化层为SiOx薄膜，第二钝化层为SiNx薄膜。更具体的，本实施例可以通过如下方式形成第一钝化层、第二钝化层以及钝化减反层：
在硅片的背表面先沉积一层厚度为0.5纳米至30纳米的SiO2介质膜，可以采用高温热氧化法、硝酸氧化法、臭氧氧化法、LPCVD(Low Pressure Chemical VaporDeposition，低压力化学气相沉积法)、PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，等离子体增强化学气相沉积法)、PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)、ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)等方法制备SiO2介质膜；然后在SiO2介质膜上再沉积一层SiNx介质膜，SiNx介质膜的厚度为30纳米至50纳米；在硅片的正表面用PECVD的方式制作一层SiNx介质膜，膜的厚度为40纳米至80纳米。硅片前表面SiNx介质膜的作用为硅片前表面的钝化和光的减反射；硅片背表面的SiO2介质膜和SiNx介质膜的作用为硅片背表面的钝化。
S208：在背面制备与第一掺杂半导体层对应的第一接触电极，以及与第二掺杂半导体层对应的第二接触电极。
具体的说，通过丝网印刷的方法在硅片背表面的N型多晶硅层(即第一掺杂半导体层)上印刷银铝浆(烧结后形成第一接触电极)，在背表面的P型多晶硅层上印刷银浆(烧结后形成第二接触电极)。印刷结束后将硅片传送入带式烧结炉进行烧结形成欧姆接触。第一接触电极为银铝合金电极，第二接触电极为银电极。
值得一提的是，在步骤S201至步骤S208中，每个步骤的制备均可依托传统晶体硅电池生产线，可以经受高温过程，可采用常规晶体硅电池的浆料，也就是说，本实施例中制备的太阳能电池结构无需设置新的生产线，能够与传统晶体硅电池生产线接轨，从而降低了本实施例的太阳能电池结构的生产成本。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：由于隧穿氧化层的膜层厚度较薄，使得第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层中的掺杂原子易于进入半导体片，通过在隧穿氧化层和传输层之间设置阻挡层，使得阻挡层能够阻挡掺杂原子进入半导体片，从而避免了太阳能电池的传输性能受到影响，提高了太阳能电池结构的稳定性；此外，由于第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层在阻挡层上交替排列设置，载流子通过一层隧穿氧化层隧穿进入对应的掺杂半导体层进行选择性传输和收集，也就是说，掺杂的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层分别对空穴和电子进行选择性传输，从而极大地降低了空穴和电子的复合，进而提升了电池开压和效率。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种太阳能电池结构，其特征在于，包括：依次层叠设置的半导体片、隧穿氧化层、阻挡层以及传输层；
所述传输层包括沿第一方向交替排列的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层，其中，所述第一方向为垂直于所述半导体片厚度方向的方向；
所述半导体片中的空穴穿过所述隧穿氧化层和阻挡层进入所述第一掺杂半导体层，所述半导体片中的电子穿过所述隧穿氧化层和阻挡层进入所述第二掺杂半导体层；
所述阻挡层包括正对所述第一掺杂半导体层的第一区域、正对所述第二掺杂半导体层的第二区域，所述第一区域用于阻挡所述第一掺杂半导体层中的掺杂原子进入所述半导体片，所述第二区域用于阻挡所述第二掺杂半导体层中的掺杂原子进入所述半导体片。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述太阳能电池结构还包括第一接触电极、第二接触电极以及钝化层；
所述第一接触电极设置在所述第一掺杂半导体层远离所述阻挡层的一侧，所述第二接触电极设置在所述第二掺杂半导体层远离所述阻挡层的一侧；
所述钝化层设置在所述传输层远离所述阻挡层的一侧，所述钝化层包括正对所述第一接触电极的第一接触孔、正对所述第二接触电极的第二接触孔，所述第一接触电极设置在所述第一接触孔中且部分伸出所述第一接触孔，所述第二接触电极设置在所述第二接触孔中且部分伸出所述第二接触孔。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述钝化层包括在所述传输层上层叠设置的第一钝化层和第二钝化层；
所述第一钝化层的材质为SiOx，所述第二钝化层的材质为SiNx。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述半导体片包括相对设置的正面和背面；
所述正面上设有金字塔绒面；
所述背面为抛光面，所述隧穿氧化层设置在所述背面上。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述太阳能电池结构还包括前表面场和钝化减反层；
所述前表面场设置在所述金字塔绒面远离所述正面的一侧；所述钝化减反层设置在所述前表面场远离所述正面的一侧。
6.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述隧穿氧化层的厚度在0.5纳米至2纳米之间。
7.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述阻挡层的厚度在0.5纳米至30纳米之间。
8.一种太阳能电池结构的制备方法，其特征在于，包括：
对半导体片进行处理，形成正面为绒面结构，背面为抛光面的单面抛光结构；在所述半导体片的背面形成隧穿氧化层；
在所述隧穿氧化层远离所述背面的一侧沉积第一阻挡层；
在所述第一阻挡层远离所述隧穿氧化层的一侧沉积掺杂原子，以形成层叠设置的第二阻挡层和传输层，其中，所述第二阻挡层为所述第一阻挡层未沉积所述掺杂原子的部分，所述传输层为所述第一阻挡层沉积所述掺杂原子的部分，所述传输层包括沿第一方向交替排列的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层，所述第一方向为垂直于所述半导体片厚度方向的方向。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池结构的制备方法，其特征在于，所述第二阻挡层包括正对所述第一掺杂半导体层的第一区域、以及正对所述第二掺杂半导体层的第二区域；通过以下方式形成所述第一掺杂半导体层和所述第二掺杂半导体层：
在所述第一阻挡层远离所述半导体片的一侧沉积第一掺杂原子，以形成初始第一掺杂半导体层；
在所述初始第一掺杂半导体层远离所述半导体片的一侧形成掩膜；
在所述掩膜正对所述第一区域的位置涂覆阻挡浆料；
去除所述初始第一掺杂半导体层上未涂覆阻挡浆料的掩膜，再去除已涂覆阻挡浆料的掩膜上的阻挡浆料以及无掩膜保护的初始第一掺杂半导体层，以形成图形化的第一掺杂半导体层；
在所述第一阻挡层远离所述半导体片的一侧沉积第二掺杂原子，以形成初始第二掺杂半导体层；
在所述初始第二掺杂半导体层远离所述半导体片的一侧形成掩膜；
在所述掩膜正对所述第二区域的位置涂覆阻挡浆料；
去除所述初始第二掺杂半导体层上未涂覆阻挡浆料的掩膜，再去除已涂覆阻挡浆料的掩膜上的阻挡浆料以及无掩膜保护的初始第二掺杂半导体层，以形成图形化的第二掺杂半导体层。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池结构的制备方法，其特征在于，在所述第一区域形成第一掺杂半导体层、在所述第二区域形成第二掺杂半导体层之后，还包括：
在所述正面离子注入与所述半导体片导电类型相同的掺杂元素；
对所述半导体片进行退火处理；
在所述第一掺杂半导体层和所述第二掺杂半导体层远离所述半导体片的一侧形成第一钝化层；
在所述正面形成钝化减反层，并在所述第一钝化层远离所述半导体片的一侧形成第二钝化层；
在所述背面制备与所述第一掺杂半导体层对应的第一接触电极，以及与所述第二掺杂半导体层对应的第二接触电极。
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