一种太阳能电池及其制作方法、光伏组件与流程

1.本技术涉及光伏技术领域，特别是涉及一种太阳能电池及其制作方法、光伏组件。


背景技术：

2.太阳能电池是一种通过光电效应直接将太阳能转化为电能的器件，可以有效缓解天然气、煤炭、石油等不可再生能源出现的能源危机。
3.提升太阳能电池的光电转换效率一直是光伏行业追求的目标，目前一种基于p型硅片和钝化接触结构的背结晶硅电池，转换效率达到26％。这种电池对硅基体与正面电极接触的部分区域进行硼重掺，从而使正面电极与硅基体之间有良好的欧姆接触，提升电池的光电转换效率。在进行局部重掺杂时，需要复杂的掩膜工艺，并且丝网印刷的金属栅线需要与局部重掺区域进行高精度对准，进一步增加工艺难度，导致电池量产难度较大，同时丝网印刷的金属栅线宽度宽，导致遮光面积大，使得太阳能电池的光吸收较小。此外，硼扩散时的高温会影响p型硅片的体少子寿命，进而影响电池的转换效率。
4.因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种太阳能电池及其制作方法、光伏组件，以简化太阳能电池制作过程中正面电极金属化的工艺，并提升太阳能电池的转换效率。
6.为解决上述技术问题，本技术提供一种太阳能电池制作方法，包括：
7.获得正面依次层叠有钝化层和减反层的硅基体；
8.对所述钝化层和所述减反层对应正电极的区域进行开孔；其中，开孔深度等于所述钝化层和所述减反层的厚度之和；
9.采用电镀法在开孔区域沉积铝形成铝电极，得到电池结构体；
10.对所述电池结构体进行退火处理，所述铝电极和所述硅基体发生共晶反应，在所述硅基体对应所述铝电极的区域形成铝重掺杂区域；
11.在所述硅基体的背面制备钝化接触结构和背电极，得到太阳能电池。
12.可选的，所述对所述钝化层和所述减反层对应正电极的区域进行开孔包括：
13.采用激光开孔方式对所述钝化层和所述减反层对应正电极的区域进行开孔。
14.可选的，在所述采用激光开孔方式对所述钝化层和所述减反层对应正电极的区域进行开孔之后，还包括：
15.去除所述硅基体表面对应开孔区域的激光损伤；
16.去除所述硅基体表面对应开孔区域的氧化硅，其中，氧化硅在去除激光损伤时形成。
17.可选的，在所述获得正面依次层叠有钝化层和减反层的硅基体之前，还包括：
18.对所述硅基体进行制绒。
19.可选的，钝化接触结构的制作过程包括：
20.在所述硅基体的背面形成隧穿氧化层；
21.在所述隧穿氧化层的下表面形成本征多晶硅层；
22.对所述本征多晶硅层进行扩散处理，形成掺杂多晶硅层。
23.可选的，在所述采用电镀法在开孔区域沉积铝形成铝电极之后，还包括：
24.在所述铝电极的上表面形成金属层，其中，所述金属层的电导率高于所述铝电极的电导率。
25.可选的，所述金属层为层叠的不同电导率金属层。
26.本技术还提供一种如上述任一种所述的太阳能电池制作方法制得的太阳能电池，包括：
27.硅基体；
28.位于所述硅基体的正面依次层叠的钝化层和减反层；
29.铝电极；
30.位于所述硅基体的背面的钝化接触结构和背电极。
31.可选的，还包括：
32.位于所述铝电极上表面的金属层，所述金属层的电导率高于铝电极的电导率。
33.本技术还提供一种光伏组件，所述光伏组件包括上述任一种所述的太阳能电池。
34.本技术所提供的一种太阳能电池制作方法，包括：获得正面依次层叠有钝化层和减反层的硅基体；对所述钝化层和所述减反层对应正电极的区域进行开孔；其中，开孔深度等于所述钝化层和所述减反层的厚度之和；采用电镀法在开孔区域沉积铝形成铝电极，得到电池结构体；对所述电池结构体进行退火处理，所述铝电极和所述硅基体发生共晶反应，在所述硅基体对应所述铝电极的区域形成铝重掺杂区域；在所述硅基体的背面制备钝化接触结构和背电极，得到太阳能电池。
35.可见，本技术中的太阳能电池制作方法对硅基体正面的钝化层和减反层开孔后，采用电镀法在开孔区域沉积铝，然后通过退火时铝和硅发生共晶反应对硅基体对应开孔区域进行局部重掺杂，即使硅基体对应铝电极的区域成为铝重掺杂区域，实现正面电极的欧姆接触，无需复杂的掩膜工艺，无需高温扩散，也无需高精度对准，制备过程非常简单，且不会影响硅基体的体少子寿命；另外，本技术中采用电镀法沉积的铝仅在开孔区域，铝电极的宽度小于丝网印刷时的电极宽度，对硅基体正面的遮光面积减小，提高太阳能电池的光吸收效率。
36.此外，本技术还提供一种具有上述优点的太阳能电池和光伏组件。
附图说明
37.为了更清楚的说明本技术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技术的一些实施例，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。
38.图1为本技术实施例所提供的一种太阳能电池制作方法的流程图；
39.图2至图7为本技术实施例所提供的一种太阳能电池制作方法的工艺流程图。
具体实施方式
40.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
41.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。
42.正如背景技术部分所述，目前在制作钝化接触结构的背结晶硅电池，对硅基体与正面电极接触的部分区域进行硼重掺时需要复杂的掩膜工艺，并且丝网印刷的金属栅线需要与局部重掺区域进行高精度对准，进一步增加工艺难度，导致电池量产难度较大，同时丝网印刷的金属栅线宽度宽，导致遮光面积大，使得太阳能电池的光吸收较小。此外，硼扩散时的高温会影响p型硅片的体少子寿命，进而影响电池的转换效率。
43.有鉴于此，本技术提供了一种太阳能电池制作方法，请参考图1，图1为本技术实施例所提供的一种太阳能电池制作方法的流程图，包括：
44.步骤s101：获得正面依次层叠有钝化层和减反层的硅基体。
45.步骤s102：对所述钝化层和所述减反层对应正电极的区域进行开孔；其中，开孔深度等于所述钝化层和所述减反层的厚度之和。
46.可选的，作为一种可实施方式，所述对所述钝化层和所述减反层对应正电极的区域进行开孔包括：采用激光开孔方式对所述钝化层和所述减反层对应正电极的区域进行开孔。激光开孔方式操作简单。但是本技术中对开孔方式不做具体限定，作为其他可实施方式，还可以采用腐蚀的方式对钝化层和减反层对应正电极的区域进行开孔。
47.当采用激光开孔方式进行开孔时，激光可能会对硅基体的表面造成损伤，影响太阳能电池的性能，因此，为了避免太阳能电池性能受到不良影响，在所述采用激光开孔方式对所述钝化层和所述减反层对应正电极的区域进行开孔之后，还包括：
48.去除所述硅基体表面对应开孔区域的激光损伤；
49.去除所述硅基体表面对应开孔区域的氧化硅，其中，氧化硅在去除激光损伤时形成。
50.激光损伤可以采用碱溶液去除，碱溶液包括但不限于氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液。
51.硅基体表面对应开孔区域形成氧化硅是在碱溶液在去除硅基体表面对应开孔区域的激光损伤时形成，需要将氧化硅去除，可以采用氢氟酸去除氧化硅。
52.步骤s103：采用电镀法在开孔区域沉积铝形成铝电极，得到电池结构体。
53.铝电极即为太阳能电池的正面电极。
54.需要指出的是，电镀沉积铝时电镀液为离子液体，不能使用水溶液。在电镀后，需要用甲醇或乙醇清洗电池结构体表面的离子液体。
55.需要强调的是，本步骤中采用电镀法沉积铝形成铝电极，铝电极只沉积在开孔区域，铝电极不会沉积到电池表面的其他区域，电镀法形成的铝电极的宽度小于丝网印刷方式形成的电极宽度，减小电池的遮光面积，提高电池的转换效率。
56.步骤s104：对所述电池结构体进行退火处理，所述铝电极和所述硅基体发生共晶反应，在所述硅基体对应所述铝电极的区域形成铝重掺杂区域。
57.铝的掺杂浓度在10
18
cm
‑3上时称为重掺杂区域。
58.步骤s105：在所述硅基体的背面制备钝化接触结构和背电极，得到太阳能电池。
59.其中，钝化接触结构的制作过程包括：
60.在所述硅基体的背面形成隧穿氧化层；
61.在所述隧穿氧化层的下表面形成本征多晶硅层；
62.对所述本征多晶硅层进行扩散处理，形成掺杂多晶硅层。
63.需要指出的是，本技术中对形成掺杂多晶硅层的方式不做具体限定，还可以采用离子注入的方式对本征多晶硅进行掺杂，形成掺杂多晶硅层。
64.本技术中的太阳能电池制作方法对硅基体正面的钝化层和减反层开孔后，采用电镀法在开孔区域沉积铝，然后通过退火时铝和硅发生共晶反应对硅基体对应开孔区域进行局部重掺杂，即使硅基体对应铝电极的区域成为铝重掺杂区域，实现正面电极的欧姆接触，无需复杂的掩膜工艺，无需高温扩散，也无需高精度对准，制备过程非常简单，且不会影响硅基体的体少子寿命；另外，本技术中采用电镀法沉积的铝仅在开孔区域，铝电极的宽度小于丝网印刷时的电极宽度，对硅基体正面的遮光面积减小，提高太阳能电池的光吸收效率。
65.在上述实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，太阳能电池制作方法在所述获得正面依次层叠有钝化层和减反层的硅基体之前，还包括：
66.对所述硅基体进行制绒。
67.制绒使得硅基体的表面形成绒面陷光结构，增加太阳能电池对光线的吸收，提升太阳能电池的效率。
68.在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，在所述采用电镀法在开孔区域沉积铝形成铝电极之后，还包括：
69.在所述铝电极的上表面形成金属层，其中，所述金属层的电导率高于所述铝电极的电导率。
70.金属层同样采用电镀法沉积形成，电解液为水溶液。
71.需要指出的是，铝电极上表面可能会发生氧化反应形成氧化铝，在制备金属层之前，需要将氧化铝去除，可以采用盐酸溶液去除氧化铝。
72.本技术中对金属层的材料不做具体限定，只要电导率高于铝的电导率即可，例如金属层可以为铜或者银等等。
73.在铝电极的上表面形成电导率更高的金属层，可以减小正面电极栅线的线电阻，使得线电阻比丝网印刷的正面电极的线电阻更低，减小电池串联电阻。
74.优选地，所述金属层为层叠的不同电导率金属层。层叠的不同电导率金属层中的任一层电导率均大于铝的电导率。例如，金属层可以为层叠的铜层和银层，或者其他金属层的叠层。
75.金属层为层叠的不同电导率金属层可以进一步降低电池串联电阻。
76.下面以p型硅片为例，对本技术中太阳能电池制作方法进行阐述。
77.步骤1、在p型硅片1的正面依次沉积钝化层2和减反层3，如图2所示；
78.步骤2、采用激光对钝化层2和减反层3进行开孔，露出p型硅片1，并用氢氟酸溶液
清洗露出的p型硅片1的表面，用碱溶液去除露出的硅表面的激光损伤，并用氢氟酸溶液去除露出的硅表面氧化硅，如图3所示；
79.步骤3、采用电镀法在露出的硅表面上沉积铝电极4，电镀液为离子液体；电镀后，用甲醇或乙醇清洗样品表面的离子液体，得到的电池结构体如图4所示；
80.步骤4、采用烧结炉对电池结构体进行快速退火，铝和硅发生共晶反应，在铝电极4下方形成局部铝重掺的硅11，如图5所示；
81.步骤5、用盐酸溶液清洗铝电极4表面的氧化铝后，采用电镀法在铝电极4上方沉积电导率更高的铜金属层5，电解液为水溶液，如图6所示；
82.步骤6、在p型硅片1的背面制备隧穿氧化层6、掺杂多晶硅层7和背电极8，得到太阳能电池，如图7所示。
83.本技术还提供一种采用上述任一实施例所述的太阳能电池制作方法制得的太阳能电池，包括：
84.硅基体；
85.位于所述硅基体的正面依次层叠的钝化层和减反层；
86.铝电极；
87.位于所述硅基体的背面的钝化接触结构和背电极。
88.本技术中硅基体p型硅片。
89.钝化层可以为氧化铝层，减反层可以为氮化硅层或者氮氧化硅层；钝化接触结构包括隧穿氧化层和掺杂多晶硅层，隧穿氧化层为氧化硅层，掺杂多晶硅层为n型掺杂多晶硅层。
90.在上述实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，太阳能电池还包括：
91.位于所述铝电极上表面的金属层，所述金属层的电导率高于铝电极的电导率。
92.在铝电极的上表面形成电导率更高的金属层，可以减小正面电极栅线的线电阻，使得线电阻比丝网印刷的正面电极的线电阻更低，减小电池串联电阻。
93.金属层可以为单层的金属层，或者金属层为层叠的不同电导率金属层，本技术中不做具体限定。
94.本技术还提供一种光伏组件，所述光伏组件包括上述任一实施例所述的太阳能电池。
95.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。
96.以上对本技术所提供的太阳能电池及其制作方法、光伏组件进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术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技术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，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。