CN113690328B - 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，太阳能电池包括：基底；位于基底的第一表面且在远离基底的方向上依次设置第一钝化层以及第二钝化层，其中，第一钝化层包括化学钝化材料，第二钝化层包括场钝化材料，场钝化材料包括两性离子化合物，两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与阴离子基团配位的阳离子基团，阴离子基团位于第二钝化层朝向第一钝化层的顶部。本申请实施例有利于提高太阳能电池的光电转换性能。

Description

太阳能电池及其制备方法、光伏组件

技术领域

本申请实施例涉及太阳能电池领域，特别涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件。

背景技术

太阳能电池是一种利用太阳光进行发电的光电半导体。太阳能电池的光电转换性能是衡量太阳能电池发电量的标准之一，太阳能电池的光电转换性能好，则可以将较多的太阳光转换为电能。为了提高太阳能电池的光电转换性能，通常会在太阳能电池表面制备钝化结构，以抑制太阳能电池表面的载流子复合。

然而，目前太阳能电池的光电转换性能欠佳。

发明内容

本申请实施例提供一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，至少有利于提升太阳能电池的光电转换性能。

本申请实施例提供一种太阳能电池，包括：基底；位于基底的第一表面且在远离基底的方向上依次设置第一钝化层以及第二钝化层，其中，第一钝化层包括化学钝化材料，第二钝化层包括场钝化材料，场钝化材料包括两性离子化合物，两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与阴离子基团配位的阳离子基团，阴离子基团位于第二钝化层朝向第一钝化层的顶部。

另外，第一钝化层的材料包括氧化硅材料、碳化硅材料以及四氯化硅材料中的任一种。

另外，第一钝化层的材料为氧化硅材料，且第一钝化层的折射率为1.4~1.6。

另外，在垂直于第一表面的方向上，第一钝化层的厚度为0.7nm~2nm。

另外，阴离子基团包括：羧酸根离子、磺酸根离子以及磷酸根离子中的任一种。

另外，阳离子基团包括胺离子、季胺离子以及咪唑离子中的任一种。

另外，在垂直于第一表面的方向上，第二钝化层的厚度为1nm~100nm。

另外，基底具有与第一表面相对的第二表面，在第二表面设置钝化接触结构膜层。

相应地，本申请实施例还提供一种光伏组件，包括：电池串，电池串由多个上述任一项太阳能电池连接而成；封装层，封装层用于覆盖电池串的表面；盖板，盖板用于覆盖封装层远离电池串的表面。

相应地，本申请实施例还提供一种太阳能电池的制备方法，包括：提供基底；在基底的第一表面且在远离基底的方向上形成依次堆叠的第一钝化层以及第二钝化层，其中，第一钝化层包括化学钝化材料，第二钝化层包括场钝化材料，场钝化材料包括两性离子化合物，两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与阴离子基团配位的阳离子基团，阴离子基团位于第二钝化层朝向第一钝化层的顶部。

另外，第一钝化层的材料为氧化硅材料，采用低压力化学气相沉积法形成第一钝化层；形成第一钝化层的工艺参数包括：向反应腔室内通入氧气进行氧化，反应温度为500℃~650℃，反应时间为3s~22s。

另外，采用湿法制备工艺形成第二钝化层，形成第二钝化层的工艺步骤包括：将形成两性离子化合物的原料溶解在溶剂中，形成两性离子溶液；采用旋涂法将两性离子溶液涂敷在第一钝化层远离基底的表面，形成两性离子湿膜；对两性离子湿膜采用退火工艺，形成第二钝化层。

另外，形成两性离子化合物的原料为乙二胺四乙酸、罗丹明、咪唑类两性离子材料或者磺酸类两性离子材料中的任一种，溶剂为醇类溶剂或者苯类溶剂中的任一种。

本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：

本申请实施例提供的太阳能电池的技术方案中，太阳能电池包括：基底；位于基底的第一表面且在远离基底的方向上依次设置第一钝化层以及第二钝化层，其中，第一钝化层包括化学钝化材料，从而第一钝化层对基底第一表面起到化学钝化效果，使基底第一表面的缺陷态饱和，降低界面缺陷浓度，从而抑制基底第一表面的载流子复合，第二钝化层包括场钝化材料，场钝化材料包括两性离子化合物，两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与阴离子基团配位的阳离子基团，阴离子基团位于第二钝化层朝向第一钝化层的顶部，因此，靠近第一钝化层的两性离子化合物端部具有阴离子基团，通过阴离子基团所带的负电荷，在基底第一表面处形成内建电场以减少基底第一表面的少子浓度，从而达到场钝化的效果。协同第一钝化层的化学钝化效果以及第二钝化层的场钝化效果，使得钝化膜层对基底第一表面的钝化效果较好，使得基底第一表面处的载流子浓度较大，从而提升太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子，改善太阳能电池的光电转换性能。

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，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请一实施例提供的太阳能电池的一种结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的太阳能电池的一种局部结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的太阳能电池的另一种结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的光伏组件的一种结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中提供的基底的结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中形成发射极的步骤对应的结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中形成钝化接触结构膜层的步骤对应的结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中形成第一钝化层的步骤对应的结构示意图；

图9为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中形成第二钝化层的步骤对应的结构示意图；

图10为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中形成减反层的步骤对应的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，目前存在太阳能电池的光电转换性能欠佳的问题。

分析发现，导致太阳能电池光电转换性能欠佳的原因之一在于，目前设置在太阳能电池表面的钝化结构具有较差的钝化效果，使得太阳能电池表面载流子复合较多，并且载流子浓度较低，导致太阳能电池具有较低的开路电压、短路电流以及填充因子，从而太阳能电池的光电转换性能欠佳。

本申请实施例提供一种太阳能电池，包括：位于基底的第一表面且在远离基底的方向上依次设置第一钝化层以及第二钝化层，其中，第一钝化层包括化学钝化材料，第二钝化层包括场钝化材料，场钝化材料包括两性离子化合物，两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与阴离子基团配位的阳离子基团，阴离子基团位于第二钝化层朝向第一钝化层的顶部，因此，靠近第一钝化层的两性离子化合物端部具有阴离子基团，通过阴离子基团所带的负电荷，在基底第一表面处形成内建电场以减少基底第一表面的少子浓度，从而达到场钝化的效果。第一钝化层对基底第一表面起到化学钝化效果，使基底第一表面的缺陷态饱和，降低界面缺陷浓度，从而抑制基底第一表面的载流子复合，协同第一钝化层的化学钝化效果以及第二钝化层的场钝化效果，使得钝化膜层对基底第一表面的钝化效果较好，使得基底第一表面处的载流子浓度较大，从而提升太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子，改善太阳能电池的光电转换性能。

下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请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例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

参考图1，太阳能电池包括：基底100；位于基底100的第一表面且在远离基底100的方向上依次设置第一钝化层110以及第二钝化层120，其中，第一钝化层110包括化学钝化材料，第二钝化层120包括场钝化材料，场钝化材料包括两性离子化合物，两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与阴离子基团配位的阳离子基团，阴离子基团位于第二钝化层120朝向第一钝化层110的顶部。

第一钝化层110具有较好的化学钝化效果，使基底100第一表面的缺陷态饱和，降低界面缺陷浓度，从而抑制基底100第一表面的载流子复合。第二钝化层120包括两性离子化合物，且靠近第一钝化层110的两性离子化合物端部具有阴离子基团，通过阴离子基团所带的负电荷，在基底100第一表面处形成内建电场以减少基底100第一表面的少子浓度，从而达到场钝化的效果。因此，设置第一钝化层110以及第二钝化层120，使得该钝化叠层结构兼具化学钝化效果以及场钝化效果，有利于提高基底100第一表面处的开路电压、短路电流以及填充因子，从而提升太阳能电池的光电转换性能。

基底100用于接收入射光线并产生光生载流子，在一些实施例中，入射光线可以为太阳光线。

在一些实施例中，基底100可以为硅基底，硅基底的材料可以包括单晶硅、多晶硅、非晶硅以及微晶硅；在另一些实施例中，基底100的材料还可以为碳单质、有机材料以及多元化合物，多元化合物包括砷化镓、碲化镉、铜铟硒等。

在一些实施例中，太阳能电池为TOPCON（Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触）电池，第一表面可以为基底100正面。在一些实施例中，基底100的第一表面可以设置为金字塔绒面，以使基底100第一表面对入射光线的反射率较小，从而对入射光线的吸收利用率较大。

在一些实施例中，基底100为N型半导体基底，即基底100内掺杂有N型离子，N型离子可以为磷、砷或者锑中的任意一者。基底100的第一表面具有发射极130，发射极130可以为P型掺杂层，掺杂有P型离子，发射极130与基底100形成PN结。在一些实施例中，发射极130可以通过对基底100的表层进行P型离子的扩散掺杂得到，被掺杂的部分基底100转换为发射极130。具体的，在一些实施例中，P型离子可以为硼离子。

第一钝化层110包括化学钝化材料，化学钝化材料对基底100第一表面起到化学钝化效果，化学钝化即通过饱和基底100表面的悬挂键，降低基底100表面的缺陷态密度，从而减少基底100表面的复合中心来降低载流子复合速率，进而提升太阳能电池的光电转换性能。在一些实施例中，第一钝化层110的材料可以包括氧化硅材料、碳化硅材料以及四氯化硅材料中的任一种。

具体地，在一些实施例中，第一钝化层110的材料可以为氧化硅材料。氧化硅材料具有良好的致密性，化学性质较稳定，因此，可以对基底100第一表面的悬挂键进行较好的化学钝化，降低基底100第一表面的缺陷态密度，以较好地抑制基底100第一表面的载流子复合。此外，由于基底100为半导体材料，因此，当第一钝化层110与基底100均包含硅元素，使得第一钝化层110与基底100的材料特性相近，从而进一步降低基底100第一表面的缺陷态密度，使得光生载流子的传输效率较高，改善太阳能电池的光电转换性能。同时，由于第一钝化层110与基底100的材料特性相近，使得第一钝化层110施加于基底100的应力较小，可以改善基底100受到应力损伤的问题，有利于光生载流子的传输，如此，可以保持太阳能电池较好的光电转换性能。

当由太阳能电池制成的光伏组件的封装材料受潮时，封装材料中的玻璃会产生钠离子，钠离子在外加电场的作用下向太阳能电池表面移动产生PID（Potential InducedDegradation，电势诱导衰减）现象，从而可能导致光伏组件由于产生漏电而导致功率衰减的问题。而氧化硅材料具有良好的致密性以及绝缘性，因此，采用氧化硅材料的第一钝化层110对防止水汽进入基底100第一表面具有较好的效果，从而具有较好的抗PID效果，改善光伏组件由于产生漏电而导致功率衰减的问题，保持太阳能电池较好的光电转换性能。

具体地，在一些实施例中，第一钝化层110的材料为氧化硅材料，第一钝化层110的折射率可以为1.4~1.6，例如可以为1.47、1.5或者1.56。在这个折射率范围内，第一钝化层110对入射光线的吸收能力较强，从而使得基底100第一表面的载流子浓度较高，进一步提升太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子，以改善太阳能电池的光电转换效率。

在另一些实施例中，第一钝化层110的材料也可以为碳化硅材料，第一钝化层110的折射率可以为2.5~2.7，例如可以为2.58、2.65或者2.67。在又一些实施例中，第一钝化层110的材料还可以为四氯化硅材料，第一钝化层110的折射率可以为1.3~1.5，例如可以为1.35、1.41或者1.43。

在一些实施例中，在垂直于第一表面的方向上，第一钝化层110的厚度可以为0.7nm~2nm，例如可以为0.8nm、1.4nm或者1.8nm。在这个厚度范围内，第一钝化层110具有较好的透光能力，使得较多的入射光线照射至基底100的第一表面而被吸收利用。此外，当第一钝化层110的厚度位于此范围内时，使得第一钝化层110对基底100的应力较小，进一步改善基底100受到应力损伤的问题，有利于光生载流子的传输，从而可以保持太阳能电池较好的光电转换性能。值得注意的是，无论第一钝化层110的材料为氧化硅材料、碳化硅材料还是四氯化硅材料，第一钝化层110的厚度均在0.7nm~2nm范围内，保持第一钝化层110较好的透光能力以及化学钝化效果。

第二钝化层120包括场钝化材料，场钝化材料对基底100第一表面起到场钝化效果，即在基底100的界面处形成内建电场以减少基底100界面处的电子或空穴的浓度，从而达到表面钝化的效果。

参考图2，阴离子基团位于第二钝化层120靠近第一钝化层110的顶部，即阴离子基团朝向基底100第一表面设置。通过阴离子基团自身所带的负电荷，在第二钝化层120靠近第一钝化层110的顶部形成负电荷积累，从而在基底100的界面处形成一个指向基底100内部的静电场，使少数载流子逃离界面，从而降低少数载流子浓度，使得基底100界面处的载流子复合速率较低，因此使得太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子较大，改善太阳能电池的光电转换性能。

两性离子化合物中的阴离子基团与阳离子基团配位，使得两性离子化合物中的负电荷数量与正电荷数量接近，因此两性离子化合物整体的电性趋于电中性。在一些实施例中，阴离子基团所带的负电荷与阳离子基团所带的正电荷数量可以相等，使得两性离子化合物中的总电荷为0，即呈电中性，如此，使得两性离子化合物中的阴离子基团以及阳离子基团的配位较稳定，有利于保持第二钝化层120较好的场钝化效果。在一些实施例中，两性离子化合物中可以分别具有1个阴离子基团以及1个阳离子基团，在另一些实施例中，两性离子化合物中也可以分别具有多个阴离子基团以及多个阳离子基团，本申请实施例不对阴离子基团以及阳离子基团的具体数量进行限定。具体地，在一些实施例中，阴离子基团可以包括羧酸根离子、磺酸根离子以及磷酸根离子中的任一种，羧酸根离子、磺酸根离子以及磷酸根离子为阴离子，因此带有负电荷。在一些实施例中，阳离子基团可以包括胺离子、季胺离子以及咪唑离子中的任一种，胺离子、季胺离子以及咪唑离子为阳离子，因此带有正电荷，如此，使得阳离子基团与阴离子基团配位，可以形成电中性的两性离子化合物。

在一些实施例中，两性离子化合物的类型为小分子材料类或者聚合物材料类中的任一种。小分子材料的分子量较小，通常是指分子量小于500的材料。聚合物材料是指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的材料，聚合物的分子量较大，通常聚合物材料的分子量可高达10⁶。具体地，在一些实施例中，阴离子基团与阳离子基团之间可以通过小分子基团进行连接，例如可以通过C60进行连接。在另一些实施例中，阴离子基团与阳离子基团之间可以通过多个碳烷基链连接，例如可以为由-CH2-组成的长碳链，具体地，在一些实施例中，碳烷基链的个数可以为1~50，例如可以是5个、25个或者40个。在又一些实施例中，阴离子基团与阳离子基团还可以通过共轭分子或者非共轭分子中的至少一种进行连接，例如可以仅由共轭分子进行连接，或者仅由非共轭分子进行连接，或者可以由共轭分子以及非共轭分子共同进行连接。在再一些实施例中，阴离子基团与阳离子基团之间还可以直接相邻。值得注意的是，本申请实施例不对两性离子中的阴离子基团以及阳离子基团之间的具体连接方式进行限定，只需满足两性离子化合物中的阴离子基团与阳离子基团配位，以形成电中性的两性离子化合物即可。

具体地，在一些实施例中，在垂直于第一表面的方向上，第二钝化层120的厚度可以为1nm~100nm，例如可以是50nm、80nm或者90nm。在这个厚度范围内，第二钝化层120的厚度与第一钝化层110的厚度相匹配，因此，第二钝化层120与第一钝化层110叠加之后，具有较好的透光能力，使得基底100可以吸收较多的入射光线，从而使基底100第一表面处的载流子浓度较大，进一步提高太阳能电池的光电转换性能。并且，第二钝化层120的厚度位于此范围内时，使得基底100具有较多的阴离子基团，有利于实现第二钝化层120较好的场钝化效果。

在一些实施例中，还可以包括减反层140，减反层140设置于第二钝化层120远离第一钝化层110的表面。减反层140起到对入射光线进行减反射的作用，即减少基底100对入射光线的反射率。如此，可以使得基底100吸收较多的入射光线，从而对太阳光的利用率较大，进一步提升太阳能电池的光电转换性能。

在一些实施例中，减反层140可以采用氮化硅层，氮化硅层可以包括氮化硅材料，氮化硅具有较高的折射率，使得更多的入射光线入射基底100，增加入射光线的利用率。此外，氮化硅材料还具有较好的氢钝化效果，因此可以增加基底100第一表面的载流子浓度，抑制载流子复合，提高太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子。具体地，在一些实施例中，减反层140的折射率可以为1.9~2.2，具体可以为1.98、2.1或者2.15。在这个折射率范围内，减反层140具有较好的减反射效果。在一些实施例中，可以设置减反层140的厚度与减反层140的折射率相匹配，使得减反层140具有较好的减反射效果以及钝化效果，例如，减反层140的厚度可以为75nm~90nm，具体可以为80nm、85nm或者87nm。在另一些实施例中，减反层140的材料也可以包括氟化镁、二氧化钛、硫化锌或者氧化铝中的任一种。

参考图3，在又一些实施例中，减反层140可以设置为双层结构，例如可以为沿远离基底100第一表面方向依次堆叠的第一减反层141以及第二减反层142的叠层结构。其中，第一减反层141包括氮化硅材料，第二减反层142包括氮氧化硅材料。在一些实施例中，氮氧化硅的折射率小于氮化硅的折射率，如此，使得第二减反层142的折射率小于第一减反层141的折射率，如此，当入射光线入射至减反层140内部时，入射光线在减反层140内部的反射和干涉次数增加，更大程度的增加了减反层140对入射光线的吸收，因此可以达到较好的减反射效果，从而增加载流子浓度。具体地，在一些实施例中，第一减反层141的折射率可以为1.8~2.1，第二减反层142的折射率可以为1.6~1.8。值得注意的是，无论减反层140为单层结构还是双层结构，减反层140的厚度可以均为75nm~90nm，保持减反层140较好的透光效果。

在一些实施例中，基底100具有与第一表面相对的第二表面，在第二表面设置钝化接触结构膜层150。在一些实施例中，第二表面可以为基底100的背面。具体地，在一些实施例中，钝化接触结构膜层150可以包括在沿远离所述基底100第二表面方向依次堆叠的隧穿氧化层151以及掺杂导电层152。其中，隧穿氧化层151用于实现基底100第二表面的界面钝化。具体地，隧穿氧化层151的材料可以为电介质材料，例如氧化硅。掺杂导电层152的材料用于形成场钝化，例如掺杂硅，掺杂导电层152与基底100具有相同导电类型的掺杂元素，掺杂硅具体可以为N型掺杂多晶硅、N型掺杂微晶硅或N型掺杂非晶硅的一种或多种，掺杂导电层152中包含N型掺杂离子，例如可以为磷、砷或者锑中的任意一者。

在一些实施例中，还可以包括第三钝化层160，第三钝化层160位于掺杂导电层152远离基底100的表面。第三钝化层160位于掺杂导电层152远离基底100的表面，用于增强入射光线在基底100的入射效果，此外，还用于增强钝化接触结构膜层150的钝化效果。第三钝化层160的材料可以是氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅或者碳氮氧化硅中的一种或多种。具体地，在一些实施例中，第三钝化层160可以为单层结构。在另一些实施例中，第三钝化层160也可以是多层结构。

太阳能电池还包括第一电极170以及第二电极180，第一电极170位于基底100的第一表面，贯穿减反层140、第二钝化层120以及第一钝化层110与发射极130电连接；第二电极180位于基底100的第二表面，且贯穿第三钝化层160与掺杂导电层152电连接。

上述实施例提供的太阳能电池中，在基底100的第一表面且在远离基底100的方向上依次设置第一钝化层110以及第二钝化层120，其中，第一钝化层110包括化学钝化材料，第二钝化层120包括场钝化材料，场钝化材料包括两性离子化合物，两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与阴离子基团配位的阳离子基团，阴离子基团位于第二钝化层120朝向第一钝化层110的顶部，因此，靠近第一钝化层110的两性离子化合物端部具有阴离子基团，通过阴离子基团所带的负电荷，在基底100第一表面处形成内建电场以减少基底100第一表面的少子浓度，从而达到场钝化的效果。第一钝化层110对基底100第一表面起到化学钝化效果，使基底100第一表面的缺陷态饱和，降低界面缺陷浓度，从而抑制基底100第一表面的载流子复合。设置第一钝化层110以及第二钝化层120，使得该钝化叠层结构兼具化学钝化效果以及场钝化效果，有利于提高基底100第一表面处的开路电压、短路电流以及填充因子，从而提升太阳能电池的光电转换性能。

相应地，本申请实施例还提供一种光伏组件，参考图4，光伏组件包括电池串，电池串由多个上述实施例提供的太阳能电池101连接而成；封装层102，封装层102用于覆盖电池串的表面；盖板103，盖板103用于覆盖封装层102远离电池串的表面。太阳能电池101以整片或者多分片的形式电连接形成多个电池串，多个电池串以串联和/或并联的方式进行电连接。

具体地，在一些实施例中，多个电池串之间可以通过导电带104电连接。封装层102覆盖太阳能电池101的正面以及背面，具体地，封装层102可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体（POE）胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）胶膜等有机封装胶膜。在一些实施例中，盖板103可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。具体地，盖板103朝向封装层102的表面可以为凹凸表面，从而增加入射光线的利用率。

参考图1以及图4，本申请实施例提供的光伏组件的太阳能电池中，在基底100的第一表面且在远离基底100的方向上依次设置第一钝化层110以及第二钝化层120，第一钝化层110包括化学钝化材料，从而第一钝化层110对基底100第一表面起到化学钝化效果，使基底100第一表面的缺陷态饱和，降低界面缺陷浓度，从而抑制基底100第一表面的载流子复合。第二钝化层120包括两性离子化合物，两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与阴离子基团配位的阳离子基团，阴离子基团位于第二钝化层120朝向第一钝化层110的顶部，靠近第一钝化层110的两性离子化合物端部具有阴离子基团，通过阴离子基团所带的负电荷，在基底100第一表面处形成内建电场以减少基底100第一表面的少子浓度，从而达到场钝化的效果。因此，第一钝化层110以及第二钝化层120的钝化叠层结构兼具化学钝化效果以及场钝化效果，可以改善太阳能电池的光电转换性能，当太阳能电池制备成光伏组件后，使得光伏组件具有较好的光电转换性能。

相应地，本申请另一实施例还提供一种太阳能电池的制备方法，该太阳能电池的制备方法可以形成上一申请实施例提供的太阳能电池，以下将结合附图对本申请另一实施例提供的半导体结构的制备方法进行详细说明。

图5至图10为本申请另一实施例提供的太阳能电池的制备方法中各步骤对应的结构示意图。

参考图5，图5为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中提供的基底的结构示意图，提供基底100。

基底100用于接收入射光线并产生光生载流子，在一些实施例中，基底100可以为硅基底，硅基底的材料可以包括单晶硅、多晶硅、非晶硅以及微晶硅；在另一些实施例中，基底100的材料还可以为碳单质、有机材料以及多元化合物，多元化合物包括砷化镓、碲化镉、铜铟硒等。

在一些实施例中，太阳能电池为TOPCON电池，第一表面可以为基底100正面。在一些实施例中，基底100的第一表面可以设置为金字塔绒面，以使基底100第一表面对入射光线的反射率较小，从而对入射光线的吸收利用率较大。在一些实施例中，基底100为N型半导体基底，即基底100内掺杂有N型离子，N型离子可以为磷、砷或者锑中的任意一者。

参考图6，图6为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中形成发射极的步骤对应的结构示意图，形成发射极130，在一些实施例中，基底100为N型半导体基底，发射极130可以为P型发射极。

具体地，形成发射极130的具体工艺方法可以为：对基底100的第一表面进行硼扩散处理，形成发射极130，发射极130与N型基底形成PN结。值得注意的是，在形成发射极130后，需要去除硼扩散处理形成的硼硅玻璃，如此，后续在发射极130上形成第一钝化层时，使得第一钝化层的厚度均匀，有利于提高基底100第一表面对入射光线的吸收能力。具体地，硼扩散处理所使用的硼源包括液态三溴化硼。

参考图7，图7为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中形成钝化接触结构膜层的步骤对应的结构示意图，在基底100的第二表面形成钝化接触结构膜层150，在一些实施例中，钝化接触结构膜层150可以包括沿远离基底100第二表面方向依次堆叠的隧穿氧化层151和掺杂导电层152。

隧穿氧化层151用于实现基底100第二表面的界面钝化。在一些实施例中，可以采用沉积工艺形成隧穿氧化层151，例如可以采用化学气相沉积工艺。在另一些实施例中，也可以采用原位生成工艺形成隧穿氧化层151，例如采用热氧化工艺以及硝酸钝化等工艺在基底100上原位生成隧穿氧化层151。具体地，隧穿氧化层151的材料可以为电介质材料，例如氧化硅。

掺杂导电层152用于形成场钝化，在一些实施例中，掺杂导电层152的材料可以为掺杂硅，具体地，在一些实施例中，掺杂导电层152与基底100具有相同导电类型的掺杂元素，掺杂硅可以包括N型掺杂多晶硅、N型掺杂微晶硅或N型掺杂非晶硅的一种或多种。在一些实施例中，可以采用沉积工艺形成掺杂导电层152，具体地，可以在隧穿氧化层151远离基底100的表面沉积本征多晶硅以形成多晶硅层，并通过离子注入以及源扩散的方式掺杂磷离子，形成N型掺杂多晶硅层，掺杂多晶硅层作为掺杂导电层152。

参考图8至图9，图8为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中形成第一钝化层的步骤对应的结构示意图，图9为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中形成第二钝化层的步骤对应的结构示意图，在基底100的第一表面且在远离基底100的方向上形成依次堆叠的第一钝化层110以及第二钝化层120，其中，第一钝化层110包括化学钝化材料，第二钝化层120包括场钝化材料，场钝化材料包括两性离子化合物，两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与阴离子基团配位的阳离子基团，阴离子基团位于第二钝化层120朝向第一钝化层110的顶部。

参考图8，在基底100的第一表面形成第一钝化层110。在一些实施例中，第一钝化层110的材料可以为氧化硅材料，具体地，在一些实施例中，可以采用低压力化学气相沉积法形成第一钝化层110，低压力化学气相沉积法为热氧化技术，热氧化技术生长氧化硅采用了干氧氧化的方式在基底100的发射极130表面生长氧化硅膜层，而干氧氧化生长的氧化硅膜层结构致密、均匀，使得第一钝化层110具有较好的钝化效果。具体地，在一些实施例中，形成第一钝化层110的工艺参数包括：向反应腔室内通入氧气进行氧化，反应温度为500℃~650℃，例如可以为610℃，反应时间为3s~22s。可以理解的是，在另一些实施例中，也可以采用等离子体增强原子层沉积热氧技术、常压化学气相沉积法、臭氧氧化法、浓硝酸氧化法以及双氧水氧化法等方式中的任一者形成第一钝化层110。

参考图9，在第一钝化层110远离基底100的表面形成第二钝化层120。在一些实施例中，可以采用湿法制备工艺形成第二钝化层120，具体地，形成第二钝化层120的工艺步骤包括：

将形成两性离子化合物的原料溶解在溶剂中，形成两性离子溶液，在一些实施例中，还可以在溶剂中加入添加剂，以使形成两性离子溶液的原料在溶剂中均匀分散，具体地，在一些实施例中，形成两性离子化合物的原料可以为乙二胺四乙酸、罗丹明、咪唑类两性离子材料或者磺酸类两性离子材料中的任一种，溶剂可以为醇类溶剂或者苯类溶剂中的任一种，例如，醇类溶剂可以为甲醇、乙醇或者异丙醇中的任一种，苯类溶剂可以为甲苯、二甲苯或者三甲苯中的任一种，可以理解的是，在另一些实施例中，溶剂还可以为水，本申请实施例不对具体的溶剂种类进行限定，只需满足两性离子化合物的原料可以较好地溶解在溶剂中即可；

采用旋涂法将两性离子溶液涂敷在第一钝化层110远离基底100的表面，形成两性离子湿膜，采用旋涂法形成的两性离子湿膜厚度均匀且膜层较为平整，使得后续形成的第二钝化层120厚度均匀且平整，具有较好的钝化效果，可以理解的是，在另一些实施例中，也可以采用浸渍法、狭缝涂布法或者刮涂法中的任一种方法将两性离子溶液涂敷在第一钝化层110远离基底100的表面；

对两性离子湿膜采用退火工艺，形成第二钝化层120，具体地，采用退火工艺以去除两性离子溶液中的溶剂以及添加剂，值得注意的是，采用退火工艺以去除两性离子溶液中的溶剂以及添加剂后，两性离子化合物中的阴离子基团会选择性朝向第一钝化层110的一端，阳离子基团会朝向远离第一钝化层110的一端，从而形成偶极矩。

在另一些实施例中，也可以采用干法制备工艺形成第二钝化层120，例如可以采用热蒸发法或者物理沉积法形成第二钝化层120。

参考图10，图10为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法中形成减反层的步骤对应的结构示意图，在第二钝化层120远离基底100的表面形成减反层140。在一些实施例中，减反层140可以为氮化硅层，氮化硅层包括氮化硅材料。具体地，在一些实施例中，可以采用PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积方法）方法形成减反层140，具体地，形成减反层140的工艺方法包括：在PECVD反应腔室内通入硅烷以及氨气并进行电离，在第二钝化层120远离基底100的表面形成减反层140。

参考图1，在掺杂导电层152远离基底100的表面形成第三钝化层160，以及形成第一电极170和第二电极180。具体地，可以采用PECVD方法在掺杂导电层152表面形成第三钝化层160。在一些实施例中，形成的第三钝化层160可以为单层结构，在另一些实施例中，形成的第三钝化层160也可以为多层结构。

形成第一电极170以及第二电极180的方法包括：在形成第三钝化层160之后，在基底100第一表面的减反层140以及基底100第二表面的第三钝化层160表面进行金属化处理，具体包括丝网印刷工艺和高温烧结工艺，以形成与基底100第一表面的发射极130电连接的第一电极170以及与基底100第二表面的掺杂导电层152电连接的第二电极180，且形成的第一电极170贯穿基底100第一表面的减反层140、第二钝化层120以及第一钝化层110，形成的第二电极180贯穿第三钝化层160。

上述实施例提供的太阳能电池的制备方法中，在基底100的第一表面且在远离基底100的方向上形成依次堆叠的第一钝化层110以及第二钝化层120，其中，第一钝化层110包括化学钝化材料，第二钝化层120包括两性离子化合物，两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与阴离子基团配位的阳离子基团，阴离子基团位于第二钝化层120朝向第一钝化层110的顶部。其中，第一钝化层110对基底100第一表面起到化学钝化效果，使基底100第一表面的缺陷态饱和，降低界面缺陷浓度，从而抑制基底100第一表面的载流子复合，通过第二钝化层120中，阴离子基团所带的负电荷，在基底100第一表面处形成内建电场以减少基底100第一表面的少子浓度，从而达到场钝化的效果。如此，使得第一钝化层110以及第二钝化层120对基底100的第一表面具有较好的钝化效果，从而改善太阳能电池的光电转换性能。

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申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

硅基底；

位于所述硅基底的第一表面且在远离所述硅基底的方向上依次设置第一钝化层以及第二钝化层，其中，所述第一钝化层包括化学钝化材料，所述第二钝化层包括场钝化材料，所述场钝化材料包括两性离子化合物，所述两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与所述阴离子基团配位的阳离子基团，所述阴离子基团位于所述第二钝化层朝向所述第一钝化层的顶部，所述阴离子基团用于在所述基底的第一表面处形成内建电场以减少所述基底的第一表面的少子浓度。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层的材料包括氧化硅材料、碳化硅材料以及四氯化硅材料中的任一种。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层的材料为氧化硅材料，且所述第一钝化层的折射率为1.4~1.6。

4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于，在垂直于所述第一表面的方向上，所述第一钝化层的厚度为0.7nm~2nm。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述阴离子基团包括：羧酸根离子、磺酸根离子以及磷酸根离子中的任一种。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述阳离子基团包括胺离子、季胺离子以及咪唑离子中的任一种。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，在垂直于所述第一表面的方向上，所述第二钝化层的厚度为1nm~100nm。

8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述基底具有与所述第一表面相对的第二表面，在所述第二表面设置钝化接触结构膜层。

9.一种光伏组件，包括：

电池串，所述电池串由多个权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池连接而成；

封装层，所述封装层用于覆盖所述电池串的表面；

盖板，所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。

10.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

提供硅基底；

在所述硅基底的第一表面且在远离所述硅基底的方向上形成依次堆叠的第一钝化层以及第二钝化层，其中，所述第一钝化层包括化学钝化材料，所述第二钝化层包括场钝化材料，所述场钝化材料包括两性离子化合物，所述两性离子化合物包括至少一个阴离子基团以及与所述阴离子基团配位的阳离子基团，所述阴离子基团位于所述第二钝化层朝向所述第一钝化层的顶部，所述阴离子基团用于在所述基底的第一表面处形成内建电场以减少所述基底的第一表面的少子浓度。

11.根据权利要求10所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一钝化层的材料为氧化硅材料，采用低压力化学气相沉积法形成所述第一钝化层；形成所述第一钝化层的工艺参数包括：向反应腔室内通入氧气进行氧化，反应温度为500℃~650℃，反应时间为3s~22s。

12.根据权利要求10所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用湿法制备工艺形成所述第二钝化层，形成所述第二钝化层的工艺步骤包括：

将形成所述两性离子化合物的原料溶解在溶剂中，形成两性离子溶液；

采用旋涂法将所述两性离子溶液涂敷在所述第一钝化层远离所述基底的表面，形成两性离子湿膜；

对所述两性离子湿膜采用退火工艺，形成所述第二钝化层。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述形成两性离子化合物的原料为乙二胺四乙酸、罗丹明、咪唑类两性离子材料或者磺酸类两性离子材料中的任一种，所述溶剂为醇类溶剂或者苯类溶剂中的任一种。

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