阅读说明：本技术 一种太阳能电池及其制作方法 (Solar cell and manufacturing method thereof ) 是由 徐孟雷 杨洁 张昕宇 金浩 于 2019-10-10 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种太阳能电池制作方法,在形成具有多晶硅间隔区、极性相反的第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域的第二多晶硅层时,均采用激光加热的方式形成第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域,整个制作过程不需要对任何一层进行图案化的步骤,也不需要额外的高温处理过程,简化太阳能电池制作过程,从而提高太阳能电池的生产效率。此外,本申请还提供一种具有上述优点的太阳能电池。(The application discloses a solar cell manufacturing method, when a second polycrystalline silicon layer with a polycrystalline silicon spacer region, a first doped polycrystalline silicon region and a second doped polycrystalline silicon region with opposite polarities is formed, the first doped polycrystalline silicon region and the second doped polycrystalline silicon region are formed in a laser heating mode, the step of patterning any layer is not needed in the whole manufacturing process, an extra high-temperature treatment process is not needed, the solar cell manufacturing process is simplified, and therefore the production efficiency of a solar cell is improved. In addition, the application also provides a solar cell with the advantages.)

一种太阳能电池及其制作方法

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种太阳能电池及其制作方法。

背景技术

使用钝化接触技术的背接触太阳能电池正面无金属栅线，不仅可以避免因金属栅线的遮挡而出现的电流损耗，而且可以避免对金属栅线烧结时，金属栅线的浆料烧穿钝化层与硅衬底接触产生表面复合而导致太阳能电池的开压降低，因此，背接触太阳能电池成为研究热点。

含有N型多晶硅和P型多晶硅结合的多晶硅层的背接触太阳能电池最大限度的降低了金属栅线与硅衬底接触区域的表面复合，使开压提升。在N型多晶硅和P型多晶硅之间需要存在绝缘区域，绝缘区域可以为一个沟道或经氧离子注入法提升电阻后的未掺杂的多晶硅。当绝缘区域为沟道时，在形成N型多晶硅、P型多晶硅时需要对掺杂层进行图案化处理的过程，非常复杂；当绝缘区域为提升电阻后的未掺杂的多晶硅时，需要采用离子注入法，过程中需要使用掩膜材料，以特定图案形成电阻间隔区，同样会引入额外的掩膜层和掩膜层所需的图案化步骤，此外，离子注入法还需进行高温处理过程，导致现有的背接触太阳能电池的制备过程非常复杂、繁琐，使得太阳能电池的生产效率低。

因此，如何简化太阳能电池的制备工艺是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种太阳能电池及其制作方法，以简化太阳能电池的制备工艺。

为解决上述技术问题，本申请提供一种太阳能电池制作方法，包括：

在硅衬底的正面形成扩散层；

在所述硅衬底的背面形成电介质层；

在所述电介质层的下表面形成多晶硅层；

在所述多晶硅层的下表面形成第一类型掺杂层；

采用激光加热方式对所述第一类型掺杂层的第一预设区域进行加热，使所述多晶硅层与所述第一预设区域对应的区域形成第一掺杂多晶硅区域，得到第一多晶硅层；

去除所述第一类型掺杂层；

在所述第一多晶硅层的下表面形成第二类型掺杂层，且所述第二类型掺杂层与所述第一类型掺杂层的极性相反；

采用激光加热方式对所述第二类型掺杂层的第二预设区域进行加热，使所述第一多晶硅层与所述第二预设区域对应的区域形成第二掺杂多晶硅区域，得到第二多晶硅层，且所述第二多晶硅层具有位于所述第一掺杂多晶硅区域与所述第二掺杂多晶硅区域之间的多晶硅间隔区；

去除所述第二类型掺杂层；

在所述第二多晶硅层的下表面形成第一钝化层；

在所述扩散层的上表面形成减反层；

在所述第一钝化层的下表面形成金属电极。

可选的，在所述多晶硅层的下表面形成第一类型掺杂层包括：

采用常压化学气相淀积法、丝网印刷法、喷墨法、旋涂法中的任一种方法，在所述多晶硅层的下表面形成所述第一类型掺杂层。

可选的，在硅衬底的正面形成扩散层包括：

采用热扩散或者离子注入法，在所述硅衬底的正面形成所述扩散层。

可选的，所述在所述硅衬底的背面形成电介质层包括：

采用化学气相沉积法、高温热氧氧化法、硝酸氧化法中的任一种方法，在所述硅衬底的背面形成所述电介质层。

可选的，在硅衬底的背面形成多晶硅层之前，还包括：

对所述硅衬底进行制绒。

可选的，在所述扩散层的上表面形成减反层之前，还包括：

在所述扩散层的上表面形成第二钝化层；

相应的，在所述扩散层的上表面形成减反层包括：

在所述第二钝化层的上表面形成所述减反层。

本申请还提供一种太阳能电池，包括：

硅衬底；

位于所述硅衬底背面的电介质层；

位于所述电介质层下表面的第二多晶硅层，且所述第二多晶硅层包括第一掺杂多晶硅区域、第二掺杂多晶硅区域、位于所述第一掺杂多晶硅区域与所述第二掺杂多晶硅区域之间的多晶硅间隔区，其中，所述第一掺杂多晶硅区域与所述第二掺杂多晶硅区域的极性相反，且所述第一掺杂多晶硅区域和所述第二掺杂多晶硅区域均由激光加热方式得到；

位于所述第二多晶硅层的下表面的第一钝化层；

位于所述第一钝化层的下表面的金属电极；

位于所述硅衬底的正面的扩散层；

位于所述扩散层的上表面的减反层。

可选的，所述电介质层为下述任一种：

二氧化硅电介质层、氮化硅电介质层、氧化铝电介质层、氧化铪电介质层。

可选的，所述电介质层的厚度取值范围为1纳米至4纳米，包括端点值。

可选的，还包括：

位于所述扩散层与所述减反层之间的第二钝化层。

本申请所提供的太阳能电池制作方法，包括在硅衬底的正面形成扩散层；在所述硅衬底的背面形成电介质层；在所述电介质层的下表面形成多晶硅层；在所述多晶硅层的下表面形成第一类型掺杂层；采用激光加热方式对所述第一类型掺杂层的第一预设区域进行加热，使所述多晶硅层与所述第一预设区域对应的区域形成第一掺杂多晶硅区域，得到第一多晶硅层；去除所述第一类型掺杂层；在所述第一多晶硅层的下表面形成第二类型掺杂层，且所述第二类型掺杂层与所述第一类型掺杂层的极性相反；采用激光加热方式对所述第二类型掺杂层的第二预设区域进行加热，使所述第一多晶硅层与所述第二预设区域对应的区域形成第二掺杂多晶硅区域，得到第二多晶硅层，且所述第二多晶硅层具有位于所述第一掺杂多晶硅区域与所述第二掺杂多晶硅区域之间的多晶硅间隔区；去除所述第二类型掺杂层；在所述第二多晶硅层的下表面形成第一钝化层；在所述扩散层的上表面形成减反层；在所述第一钝化层的下表面形成金属电极。

可见，本申请中的太阳能电池制作方法在形成具有多晶硅间隔区、极性相反的第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域的第二多晶硅层时，均采用激光加热的方式形成第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域，整个制作过程不需要对任何一层进行图案化的步骤，也不需要额外的高温处理过程，简化太阳能电池制作过程，从而提高太阳能电池的生产效率。此外，本申请还提供一种具有上述优点的太阳能电池。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种太阳能电池制作方法的流程图；

图2至图11为本申请实施例所提供的一种太阳能电池制作方法的工艺流程图；

图12为本申请实施例所提供的一种太阳能电池制作方法的流程图；

图13为本申请实施例所提供的一种太阳能电池的结构示意图；

图14为本申请实施例所提供的另一种太阳能电池的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，在制备含有N型多晶硅和P型多晶硅结合的多晶硅层的背接触太阳能电池时，在N型多晶硅和P型多晶硅之间需要形成绝缘区域，无论绝缘区域为沟道还是提升电阻后的未掺杂的多晶硅，均需进行图案化处理的过程，非常复杂，甚至还需高温处理过程，进一步增加复杂程度，使得太阳能电池的生产效率低。

有鉴于此，本申请提供了一种太阳能电池制作方法，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种太阳能电池制作方法的流程图，该方法包括：

步骤S101：在硅衬底的正面形成扩散层。

参见图2，在硅衬底1的正面形成扩散层2。

需要说明的是，硅衬底的正面为面向太阳的表面，背面即为背对太阳的表面。

还需要说明的是，本实施例中对形成扩散层的方法不做具体限定，可视情况而定。例如，可以采用热扩散法，或者离子注入法，或者激光掺杂法，等等。

具体的，当采用热扩散法时，会在硅衬底的正面和背面均形成扩散层，然后进行刻蚀过程，将背面的扩散层、正面的磷硅玻璃或硼硅玻璃刻蚀掉；当采用离子注入法或者激光掺杂法时，仅在硅衬底的正面形成扩散层，然后进行刻蚀过程，将正面的磷硅玻璃或硼硅玻璃刻蚀掉。

可选的，可以采用湿法刻蚀进行刻蚀过程，使用硝酸和氢氟酸混合酸溶液，或者氢氧化钾溶液，或者氢氧化钠溶液。

步骤S102：在所述硅衬底的背面形成电介质层。

参见图3，在硅衬底1的背面形成电介质层3。

步骤S103：在所述电介质层的下表面形成多晶硅层。

参见图4，在电介质层3的下表面形成多晶硅层4。

具体的，采用等离子增强化学气相沉积法或者物理气相沉积法制备多晶硅层，并在700℃至1000℃的范围内进行高温退火。

可以理解的是，多晶硅层为未掺杂的多晶硅层。

步骤S104：在所述多晶硅层的下表面形成第一类型掺杂层。

参见图5，在多晶硅层5的下表面形成第一类型掺杂层5。

需要指出的是，本实施例中对第一类型掺杂层的极性不做具体限定，可为N型掺杂层或者P型掺杂层。例如，第一类型掺杂层可以为掺有掺杂剂的二氧化硅，或者硼硅玻璃，或者磷硅玻璃，或者含有掺杂剂的液相掺杂源，其中，掺杂剂可以为磷或硼。

步骤S105：采用激光加热方式对所述第一类型掺杂层的第一预设区域进行加热，使所述多晶硅层与所述第一预设区域对应的区域形成第一掺杂多晶硅区域，得到第一多晶硅层。

可以理解的是，第一预设区域为第一类型掺杂层的局部区域，不是第一类型掺杂层的整个区域。同理，第一掺杂多晶硅区域的极性与第一类型掺杂层的极性相同。其中，第一多晶硅层由第一掺杂多晶硅区域和多晶硅区域组成。

参见图6，用激光加热方式对第一类型掺杂层5的第一预设区域进行加热，使第一类型掺杂层5中的磷或者硼掺杂剂进入多晶硅层4中，使多晶硅层中与第一预设区域对应的区域形成第一掺杂多晶硅区域，得到第一多晶硅层6。

步骤S106：去除所述第一类型掺杂层。

具体的，第一类型掺杂层为掺有掺杂剂的二氧化硅，或者硼硅玻璃，或者磷硅玻璃时，可以用氢氟酸溶液去除。

步骤S107：在所述第一多晶硅层的下表面形成第二类型掺杂层，且所述第二类型掺杂层与所述第一类型掺杂层的极性相反。

参见图7，在第一多晶硅层6的下表面形成第二类型掺杂层7。

需要指出的是，本实施例中对第二类型掺杂层的极性不做具体限定，只要保证与第一类型掺杂层的极性相反即可。例如，第一类型掺杂层可以为掺有掺杂剂的二氧化硅，或者硼硅玻璃，或者磷硅玻璃，或者含有掺杂剂的液相掺杂源，其中，掺杂剂可以为磷或硼。

步骤S108：采用激光加热方式对所述第二类型掺杂层的第二预设区域进行加热，使所述第一多晶硅层与所述第二预设区域对应的区域形成第二掺杂多晶硅区域，得到第二多晶硅层，且所述第二多晶硅层具有位于所述第一掺杂多晶硅区域与所述第二掺杂多晶硅区域之间的多晶硅间隔区。

参见图8，用激光加热方式对第二类型掺杂层7的第二预设区域进行加热，使第二类型掺杂层7中的磷或者硼掺杂剂进入第一多晶硅层6中，使第一多晶硅层6中与第二预设区域对应的区域形成第二掺杂多晶硅区域，得到第二多晶硅层8。

可以理解的是，第二预设区域为第二类型掺杂层的局部区域，并且形成的第二掺杂多晶硅区域与第一掺杂多晶硅区域之间留有间隙，间隙处即为多晶硅间隔区，多晶硅间隔区为未掺杂的多晶硅。其中，第二多晶硅层由第一掺杂多晶硅区域、第二掺杂多晶硅区域、多晶硅区域组成。

还可以理解的是，由于第二类型掺杂层与第一类型掺杂层的极性相反，第二掺杂多晶硅区域与第一掺杂多晶硅区域的极性也相反。

步骤S109：去除所述第二类型掺杂层。

具体的，第二类型掺杂层为掺有掺杂剂的二氧化硅，或者硼硅玻璃，或者磷硅玻璃时，可以用氢氟酸溶液去除。

步骤S110：在所述第二多晶硅层的下表面形成第一钝化层。

参见图9，在第二多晶硅层8的下表面形成第一钝化层9。

具体的，可以采用等离子化学气相沉积法沉积第一钝化层。

步骤S111：在所述扩散层的上表面形成减反层。

参见图10，在扩散层2的上表面形成减反层10。

具体的，可以采用等离子化学气相沉积法沉积减反层，当然还可以采用其他方法，例如有机化学气相沉积法，减反层具有减反增透和钝化的双重作用。

步骤S112：在所述第一钝化层的下表面形成金属电极。

参见图11，在第一钝化层9的下表面形成金属电极11。

具体的，采用丝网印刷法制备金属电极，并进行烧结，使金属电极烧穿第一钝化层与第二多晶硅层接触。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，在所述多晶硅层的下表面形成第一类型掺杂层包括：

采用常压化学气相淀积法、丝网印刷法、喷墨法、旋涂法中的任一种方法，在所述多晶硅层的下表面形成所述第一类型掺杂层。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述在所述硅衬底的背面形成电介质层包括：

采用化学气相沉积法、高温热氧氧化法、硝酸氧化法中的任一种方法，在所述硅衬底的背面形成所述电介质层。

本实施例中的太阳能电池制作方法在形成具有多晶硅间隔区、极性相反的第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域的第二多晶硅层时，均采用激光加热的方式形成第一掺杂多晶硅区域和第二掺杂多晶硅区域，整个制作过程不需要对任何一层进行图案化的步骤，也不需要额外的高温处理过程，简化太阳能电池制作过程，从而提高太阳能电池的生产效率。

请参考图12，图12为本申请实施例所提供的另一种太阳能电池制作方法的流程图，该方法包括：

步骤S201：对所述硅衬底进行制绒。

需要指出的是，可以选用但不限于湿法制绒工艺对硅衬底进行制绒，当硅衬底为单晶硅时，采用碱性溶液进行制绒，如氢氧化钾溶液，当硅衬底为多晶硅时，采用酸性溶液进行制绒，如氢氟酸溶液。

本实施例中通过制绒时硅衬底的表面具有绒面结构，产生陷光效果，增加太阳能电池对光线的吸收数量，从而提高太阳能电池的效率。

优选地，在制绒前对硅衬底进行清洗，以去除表面的金属和有机污染物。

步骤S202：在硅衬底的正面形成扩散层。

优选地，当采用离子注入法或者激光掺杂法在硅衬底的正面形成扩散层时，进行刻蚀过程时，将硅衬底背面刻蚀平整，以提高太阳能电池的电流。

步骤S203：在所述硅衬底的背面形成电介质层。

步骤S204：在所述电介质层的下表面形成多晶硅层。

步骤S205：在所述多晶硅层的下表面形成第一类型掺杂层。

步骤S206：去除所述第一类型掺杂层。

步骤S207：采用激光加热方式对所述第一类型掺杂层的第一预设区域进行加热，使所述多晶硅层与所述第一预设区域对应的区域形成第一掺杂多晶硅区域，得到第一多晶硅层。

步骤S208：在所述第一多晶硅层的下表面形成第二类型掺杂层，且所述第二类型掺杂层与所述第一类型掺杂层的极性相反。

步骤S209：采用激光加热方式对所述第二类型掺杂层的第二预设区域进行加热，使所述第一多晶硅层与所述第二预设区域对应的区域形成第二掺杂多晶硅区域，得到第二多晶硅层，且所述第二多晶硅层具有位于所述第一掺杂多晶硅区域与所述第二掺杂多晶硅区域之间的多晶硅间隔区。

步骤S210：去除所述第二类型掺杂层。

步骤S211：在所述第二多晶硅层的下表面形成第一钝化层。

步骤S212：在所述扩散层的上表面形成第二钝化层。

步骤S213：在所述第二钝化层的上表面形成减反层。

需要指出的是，本实施例中对形成第二钝化层的方法不作具体限定，可视情况而定。例如，可以采用等离子化学气相沉积法或有机化学气相沉积法。

本实施例中形成第二钝化层的目的是与减反层形成层叠的具有钝化效果的膜层，提高太阳能电池的光电转换效率。

步骤S214：在所述第一钝化层的下表面形成金属电极。

需要指出的是，本申请对制备太阳能电池的步骤顺序不做具体限定，可根据实际生产工艺进行调整。

本申请还提供一种太阳能电池，请参考图13，图13为本申请实施例所提供的一种太阳能电池的结构示意图，该太阳能电池包括：

硅衬底1；

位于所述硅衬底1背面的电介质层3；

位于所述电介质层3下表面的第二多晶硅层8，且所述第二多晶硅层8包括第一掺杂多晶硅区域、第二掺杂多晶硅区域、位于所述第一掺杂多晶硅区域与所述第二掺杂多晶硅区域之间的多晶硅间隔区，其中，所述第一掺杂多晶硅区域与所述第二掺杂多晶硅区域的极性相反，且所述第一掺杂多晶硅区域和所述第二掺杂多晶硅区域均由激光加热方式得到；

位于所述第二多晶硅层8的下表面的第一钝化层9；

位于所述第一钝化层9的下表面的金属电极11；

位于所述硅衬底1的正面的扩散层2；

位于所述扩散层2的上表面的减反层10。

可选的，在本申请的一个实施例中，硅衬底1为N型硅衬底，但是本申请对此并不做具体限定，在本申请的其他实施例中，硅衬底1为P型硅衬底。其中，硅衬底1的厚度在100μm至250μm之间，当硅衬底1为制绒后的衬底时，硅衬底1的正面和背面的刻蚀厚度在5μm至20μm之间。

在本申请的一个实施例中，扩散层2为N型扩散层2，但本申请对此并不做具体限定，在本申请其他实施例中扩散层2还可以为P型扩散层2。

需要指出的是，本实施例中对电介质层3的种类不做具体限定，可视情况而定。例如，所述电介质层3为下述任一种：二氧化硅电介质层3、氮化硅电介质层3、氧化铝电介质层3、氧化铪电介质层3。

需要说明的是，本实施例中对第一掺杂多晶硅区域和所述第二掺杂多晶硅区域的极性不做具体限定，只要保证两者的极性相反即可。例如，当第一掺杂多晶硅区域为N型掺杂区域时，第二掺杂多晶硅区域为P型掺杂区域；当第一掺杂多晶硅区域为P型掺杂区域时，第二掺杂多晶硅区域为N型掺杂区域。

在本申请的一个实施例中，第一钝化层9为氮化硅层，但是本申请对此并不做具体限定，在本申请的其他实施例中，第一钝化层9还可以为二氧化硅层和氮化硅层形成的叠层。其中，氮化硅层厚度取值范围为40纳米至150纳米，包括端点值，以对硅衬底1产生良好的钝化效果；二氧化硅层厚度取值范围为1纳米至25纳米，包括端点值，以对硅衬底1产生良好的钝化效果。

减反层10的设置目的是一方面较少光线的反射，增加太阳能电池吸收光线的数量，另一方面还可以起到钝化效果，从而提高太阳能电池的效率。具体的，减反层10为氮化硅层。

可选的，减反层10的厚度取值范围为40纳米至150纳米，包括端点值，以产生良好的钝化效果和减反效果。

本实施例中的太阳能电池中的第二多晶硅层8中极性相反的第一掺杂多晶硅区域与第二掺杂多晶硅区域均是通过激光加热方式得到，不需要进行图案化的步骤，也不需要额外的高温处理过程，使得到太阳能电池的制作过程更加简单，从而使太阳能电池的生产效率得到提高。

优选地，在本申请的一个实施例中，所述电介质层3的厚度取值范围为1纳米至4纳米，包括端点值。电介质层3不仅对硅衬底1表面起到钝化作用，还需要使载流子隧穿通过，当电介质层3的厚度小于1纳米时，无法起到钝化作用；且当电介质层3的厚度大于4纳米时载流子无法有效隧穿。

优选地，在本申请的一个实施例中，第二多晶硅层8的厚度取值范围为50纳米至300纳米，包括端点值，若第二多晶硅层8的厚度过小，使得第二多晶硅层8与电介质层3组成的叠层对硅衬底1表面的钝化效果较差，且金属电极11浆料容易烧穿第二多晶硅层8与硅衬底1接触；若第二多晶硅层8的厚度过大，使载流子在第二多晶硅层8中传输时产生较大的复合损失，从而导致太阳能电池的性能降低。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，请参考图14，太阳能电池还包括：

位于所述扩散层2与所述减反层10之间的第二钝化层12。

第二钝化层12的设置目的是，与减反层10形成具有钝化效果的叠层，提升太阳能电池的效率。具体的，第二钝化层12可以为二氧化硅层。

可选的，第二钝化层12的厚度取值范围为1纳米至25纳米，包括端点值，以对硅衬底1产生良好的钝化效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本申请所提供的太阳能电池及其制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。