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CN116314415B - 背接触太阳能电池和制备方法 - Google Patents

背接触太阳能电池和制备方法 Download PDF

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CN116314415B
CN116314415B CN202310111624.XA CN202310111624A CN116314415B CN 116314415 B CN116314415 B CN 116314415B CN 202310111624 A CN202310111624 A CN 202310111624A CN 116314415 B CN116314415 B CN 116314415B
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silicon substrate
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solar cell
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Trina Solar Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种背接触太阳能电池和制备方法。该太阳能电池包括:具有相对正面和背面的硅衬底,硅衬底为第一掺杂类型;以及设置于硅衬底背面的第一发射极、第一隔离区、第二隔离区和第二发射极,第一隔离区和第二隔离区沿第一方向设置于第一发射极和第二发射极之间,第一发射极为第二掺杂类型,第一隔离区和第二发射极为第一掺杂类型,其中,第一方向与硅衬底的厚度方向相交。本申请的太阳能电池和制备方法通过在第一发射极和第二发射极之间设置第一隔离区和第二隔离区解决了太阳能电池反向漏电超标和无法通过热斑测试的问题。

Description

背接触太阳能电池和制备方法
技术领域
本申请主要涉及光伏技术领域,具体地涉及一种背接触太阳能电池和制备方法。
背景技术
背接触电池(interdigitated back contact,IBC)的电极位于电池的背面,因此减少了对电池受光面的遮挡,从而提高电池的转换效率,逐渐成为产业化高效电池的主要研发方向。目前,在背接触电池的量产过程中存在反向漏电超标和电池组件热斑测试失效的问题。
所以,如何解决背接触电池存在的反向漏电超标和电池组件热斑测试失效是亟待解决的问题。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种背接触太阳能电池和制备方法,该太阳能电池和制备方法能够解决背接触电池存在的反向漏电超标和电池组件热斑测试失效问题。
本申请为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种背接触太阳能电池,包括:具有相对正面和背面的硅衬底,所述硅衬底为第一掺杂类型;以及设置于所述硅衬底背面的第一发射极、第一隔离区、第二隔离区和第二发射极,所述第一隔离区和所述第二隔离区沿第一方向设置于所述第一发射极和所述第二发射极之间,所述第一发射极为第二掺杂类型,所述第一隔离区和所述第二发射极为第一掺杂类型,其中,所述第一方向与所述硅衬底的厚度方向相交。
在本申请一实施例中,所述第一发射极、所述第一隔离区、所述第二隔离区和所述第二发射极沿所述第一方向依次相邻地设置于所述硅衬底的背面。
在本申请一实施例中,所述第一隔离区沿所述第一方向具有相对第一侧和第二侧,所述第二隔离区沿所述第一方向具有相对的第三侧和第四侧,所述第一侧与所述第一发射极相接,所述第二侧与所述第三侧相接,所述第四侧与所述第二发射极相接。
在本申请一实施例中,所述第二隔离区为所述第二掺杂类型或所述第一掺杂类型。
在本申请一实施例中,第一部分的所述第二隔离区为所述第一掺杂类型,第二部分的所述第二隔离区为所述第二掺杂类型。
在本申请一实施例中,所述第一发射极包括隧穿氧化层和多晶硅层,所述隧穿氧化层设置于所述硅衬底背面,所述多晶硅层设置于所述隧穿氧化层远离所述硅衬底的一面,其中,所述多晶硅层为第二掺杂类型。
在本申请一实施例中,所述第一隔离区具有金字塔绒面形貌。
在本申请一实施例中,所述第二隔离区沿所述厚度方向远离所述硅衬底的表面具有平坦形貌。
在本申请一实施例中还包括:第一钝化层和减反射层,所述第一钝化层和所述减反射层沿所述厚度方向依次设置于所述硅衬底的正面。
在本申请一实施例中,所述第一钝化层包括化学钝化层和场钝化层,其中,所述化学钝化层设置于所述硅衬底的正面,所述场钝化层设置于所述化学钝化层远离所述硅衬底的一面。
本申请为解决上述技术问题还提出一种背接触太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:提供硅衬底,所述硅衬底具有相对的正面和背面,且为第一掺杂类型;以及在所述硅衬底的背面形成第一发射极、第一隔离区、第二隔离区和第二发射极,所述第一隔离区和所述第二隔离区沿第一方向设置于所述第一发射极和所述第二发射极之间,所述第一发射极为第二掺杂类型,所述第一隔离区和所述第二发射极为第一掺杂类型,其中,所述第一方向与所述硅衬底的厚度方向相交。
在本申请一实施例中,所述第一发射极、所述第一隔离区、所述第二隔离区和所述第二发射极沿所述第一方向依次相邻地设置于所述硅衬底的背面。
在本申请一实施例中,所述第一隔离区沿所述第一方向具有相对第一侧和第二侧,所述第二隔离区沿所述第一方向具有相对的第三侧和第四侧,所述第一侧与所述第一发射极相接,所述第二侧与所述第三侧相接,所述第四侧与所述第二发射极相接。
在本申请一实施例中,所述第一发射极包括隧穿氧化层和多晶硅层,所述隧穿氧化层设置于所述硅衬底背面,所述多晶硅层设置于所述隧穿氧化层远离所述硅衬底的一面,其中,所述多晶硅层为第二掺杂类型。
在本申请一实施例中,所述第一隔离区具有金字塔绒面形貌,其中,形成所述金字塔绒面形貌的方法包括使用碱溶液刻蚀所述第一隔离区远离所述硅衬底的一面。
在本申请一实施例中,所述第二隔离区为所述第二掺杂类型或所述第一掺杂类型。
在本申请一实施例中,第一部分的所述第二隔离区为所述第一掺杂类型,第二部分的所述第二隔离区为所述第二掺杂类型。
在本申请一实施例中,所述第二隔离区沿所述厚度方向远离所述硅衬底的表面具有平坦形貌。
在本申请一实施例中还包括:在所述硅衬底的正面沿所述厚度方向依次形成第一钝化层和减反射层。
本申请的背接触太阳能电池和制备方法通过在第一发射极和第二发射极之间设置第一隔离区和第二隔离区解决了太阳能电池反向漏电超标和无法通过热斑测试的问题。
附图说明
为让本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本申请的具体实施方式作详细说明,其中:
图1是本申请一实施例的一种背接触太阳能电池的截面示意图;
图2所示是图1中的背接触太阳能电池矩形虚线框部分的局部放大示意图;
图3所示本申请一实施例的一种背接触太阳能电池的局部截面放大示意图;
图4所示本申请另一实施例的一种背接触太阳能电池的局部截面放大示意图;
图5是本申请一实施例的一种背接触太阳能电池的制备方法的示例性流程图。
附图标记
硅衬底 110 第一隔离区 150
第一钝化层 120 第二隔离区 160
减反射层 130 第二发射极 170
第一发射极 140 第二钝化层 180
隧穿养护层 141 第一电极 190
多晶硅层 142 第二电极 210
具体实施方式
为让本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本申请的具体实施方式作详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
如本申请和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外,尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的,但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的,其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外,要求不仅仅通过所使用的实际术语,而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是,前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反,可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时,或将其他操作添加到这些过程中,或从这些过程移除某一步或数步操作。
接下来通过具体的实施例对本申请的太阳能电池和制备方法进行说明。
图1所示是本申请一实施例的背接触太阳能电池的截面示意图。参考图1所示,太阳能电池100包括硅衬底110、第一钝化层120、减反射层130、第一发射极140、第一隔离区150、第二隔离区160和第二发射极170。
具体的,如图1所示,硅衬底110沿厚度方向D2具有相对的正面和背面,其中,“正面”指的是太阳能电池工作时硅衬底110用于接受光照的一面。第一钝化层120沿厚度方向D2设置于硅衬底110的正面上,减反射层130沿厚度方向D2设置于第一钝化层120远离硅衬底110的一面上。第一钝化层120能够减少硅衬底110正面载流子复合,从而提高电池的效率。减反射层130能够减少入射光线的反射,从而提高太阳能电池对入射光的吸收。在一些实施例中,第一钝化层120包括氧化铝、氧化硅、氮氧化硅中的一种或多种,减反射层130包括氮化硅。
在一实施例中,第一钝化层120包括化学钝化层(图未示)和场钝化层(图未示)。化学钝化层设置于硅衬底110的正面,场钝化层设置于化学钝化层远离硅衬底110的一面,对应的,减反射层130设置于场钝化层远离硅衬底110的一面。化学钝化层能够使硅衬底110正面处的缺陷饱和,并降低缺陷浓度,从而减少禁带内的复合中心,进而提高太阳能电池的效率。场钝化层能够通过电荷积累在界面处形成静电场,从而降低少数载流子浓度,进而提高太阳能电池的效率。
如图1所示,在一些实施例中,硅衬底110的正面以及位于正面上的第一钝化层120和减反射层130具有金字塔绒面形貌。在太阳能电池工作时,太阳光从硅衬底110的正面一侧入射到硅衬底110,金字塔绒面形貌能够起到陷光和减少表面反射的作用,从而提高太阳能电池对光线的利用率。
本申请的硅衬底110为第一掺杂类型,该第一掺杂类型可以是P型,既硅衬底110为P型硅衬底;也可以是N型,既硅衬底110为N型硅衬底。本申请不对形成P型和N型的具体掺杂元素做限制。
继续参考图1所示,第一发射极140、第一隔离区150、第二隔离区160和第二发射极170沿第一方向D1依次相邻设置于硅衬底110的背面,如图1所示,第一方向D1与厚度方向D2相交。参考图2所示的图1中的背接触太阳能电池矩形虚线框部分的局部放大示意图。第一隔离区150沿第一方向D1具有相对的第一侧151和第二侧152,第二隔离区160沿第一方向D1具有相对的第三侧161和第四侧162,第一侧151与第一发射极140相接,第二侧152与第三侧161相接,第四侧162与第二发射极170相接。需要说明的是,第一发射极140、第一隔离区150、第二隔离区160和第二发射极170之间的位置关系不限于图1中的实施例,例如,在其他一些实施例中,第一隔离区150和第二隔离区160设置在第一发射极140和第二发射极170之间,且彼此不相接;或第一隔离区150和第二隔离区160彼此相接,但第一隔离区150不与第一发射极140相接,第二隔离区160不与第二发射极170相接。第一发射极140为第二掺杂类型,第一隔离区150和第二发射极170为第一掺杂类型,第二隔离区160为第二掺杂类型或第一掺杂类型,或第一部分的第二隔离区160为第一掺杂类型,第二部分的第二隔离区160为第二掺杂类型。对第二隔离区160的掺杂类型将在后文进行详细说明,在此不展开。第二掺杂类型与第一掺杂类型的极性相反,既当第一掺杂类型为P型时,第二掺杂类型为N型时,当第一掺杂类型为N型时,第二掺杂类型为P型时。
图2所示是图1中的背接触太阳能电池矩形虚线框部分的局部放大示意图。参考图2所示,第一发射极140包括隧穿氧化层141和多晶硅层142。隧穿氧化层141设置于硅衬底110背面,多晶硅层142设置于隧穿氧化层141远离硅衬底110的一面。多晶硅层142为第二掺杂类型,换句话说,多晶硅142的掺杂类型与硅衬底110的掺杂类型极性相反。
在一些实施例中,隧穿氧化层141的厚度为1-20nm,多晶硅层142的厚度为20-1000nm。隧穿氧化层141可以实施为二氧化硅。隧穿氧化层141和多晶硅层142可实现对载流子的选择性收集,既多子可以较容易地穿过隧穿氧化层141,而少子则很难通过隧穿氧化层141。
接下来对本申请第一隔离区和第二隔离区的掺杂类型进行说明。参考图2、图3和图4所示,除特别说明外,在图2、图3和图4中相同的标号表示相同的含义。在图2中,第一隔离区150为第一掺杂类型,全部的第二隔离区160为第二掺杂类型。参考图3所示,第一隔离区150与第二隔离区160沿第一方向D1相邻,与图2中不同的是:第一部分的第二隔离区160为第一掺杂类型,该第一部分在图3中被表示为161,第二部分的第二隔离区160为第二掺杂类型,该第二部分在图3中被表示为162。需要说明的是,第一部分161与第二部分162的相对位置关系不限于图3中所示,例如,第二部分162可以位于第一部分161的左侧;第一部分161占第二隔离区160的比例(体积比值或质量比值)以及第二部分162占第二隔离区160的比例(体积比值或质量比值)不限于图3中所示。换句话说,假设第二隔离区160中第一部分部分161的占比为x,x可以是大于0%且小于100%的任意数值,则第二部分162的占比为100%-x,需要说明的是,由于制造工艺等客观原因,第二隔离区160中可能具有既不属于第一掺杂类型也不属于第二掺杂类型的部分,此时,第二部分162的占比小于100%-x。参考图4所示,与图2和图3不同的是,图4中的全部的第二隔离区160为第一掺杂类型。为更清楚地理解本申请背接触太阳能电池中的第一隔离区和第二隔离区,这里从第一隔离区和第二隔离区形成的过程对第一隔离区和第二隔离区的位置和组成进行时说明。
参考图2所示,在图2中,隧穿氧化层141和多晶硅层142覆盖部分硅衬底110的背面。形成部分覆盖硅衬底110背面的隧穿氧化层141和多晶硅层142的过程如下:在硅衬底110的背面形成覆盖整个背面的隧穿氧化层141;然后在隧穿氧化层141的表面形成覆盖整个隧穿氧化层141的多晶硅层142;接着,通过刻蚀工艺移除不需要的隧穿氧化层141和多晶硅层142,保留第一发射极140部分的隧穿氧化层141和多晶硅层142。结合图1所示,当保留第二隔离区160处的多晶硅层142时,此时,全部的第二隔离区160为第二掺杂类型,既图2中所示的情形;参考图3所示,当保留第二隔离区160处的部分多晶硅层142时,此时,第二隔离区160中的第一部分161为第一掺杂类型,第二隔离区160中的第二部分162为第二掺杂类型,既图3中所示的情形;参考图4所示,当去除第二隔离区160处的全部多晶硅层142时,此时,全部的第二隔离区160为第一掺杂类型,既图4中所示的情形。需要说明的是,上述实施例仅仅是形成第一隔离区和第二隔离区的一种情形,本申请中形成第一隔离区和第二隔离区的方法不限于上述实施例。
在一实施例中,如图2所示,第一隔离区150具有金字塔绒面形貌。在该实施例中,第一隔离区150的金字塔绒面形貌与硅衬底110正面处的金字塔绒面形貌是在同一制绒工艺步骤中形成,形成第一隔离区和第二隔离区的隔离工艺步骤可以和制绒工艺步骤合并,从而简化工艺。此外,如图2所示,第一隔离区150的金字塔绒面形貌具有大小不一的凸起,这是由制绒工艺步骤自身的属性引起。在其他一些实施例中,第二隔离区160沿厚度方向D2远离硅衬底110的表面为平坦形貌。该平坦形貌可以是通过化学机械抛光(CMP)获得。
回到图1所示,在一实施例中,太阳能电池100还包括第二钝化层180。结合图2所示,第二钝化层180设置于第一发射极140、第一隔离区150和第二隔离区160远离硅衬底110的一面。在一些实施例中,第二钝化层为氮化硅、氧化铝、氧化钛、氧化硅、氮氧化硅中的一种或多种。在图1中,形成在第一隔离区150远离硅衬底110一面上的第二钝化层180具有金字塔绒面形貌,这是因为第一隔离区150具有金字塔绒面形貌,从而导致沉积在第一隔离区150上的第二钝化层180也具有金字塔绒面形貌。
结合图1和如图2所示,第二隔离区160沿第一方向D1的一侧与第一隔离区150相邻,另一侧与第二发射极170相邻。第二发射极170与硅衬底110相接触,且掺杂类型与硅衬底110相同,既均为第一掺杂类型。在一些实施例中,第二发射极170的掺杂浓度大于硅衬底110的掺杂浓度。
基于前文对第一发射极、第一隔离区、第二隔离区和第二发射极的说明,接下来对第一隔离区和第二隔离区的作用进行说明。
参考图2所示,如前所述,为形成第一发射极140,在硅衬底110的背面形成有多晶硅层142,若不去除形成在硅衬底110背面的多晶硅层142,则在图2中的虚线框A和虚线框B部分均存在多晶硅层142。这使得,位于第一发射极140和第二发射极170之间的多晶硅层142将第一发射极140和第二发射极170连通。从而导致太阳能电池出现反向漏电超标,进而导致由该太阳能电池组成的太阳能电池组件无法通过热斑测试。
回到图1所示,在一实施例中,太阳能电池100还包括第一电极190和第二电极210。第一电极190的一端穿过第二钝化层180与第一发射极140中的多晶硅层142接触,第二电极210的一端穿过第二钝化层180与第二发射极170接触。第一电极190的另一端和第二电极210的另一端可与外部器件连接。
本申请上述实施例中的太阳能电池通过在第一发射极和第二发射极之间设置第一隔离区和第二隔离区解决了太阳能电池反向漏电超标和无法通过热斑测试的问题。
本申请另一方面还提出一种背接触太阳能电池的制备方法。参考图5所示的本申请一实施例的背接触太阳能电池的制备方法的示例性流程图。该实施例中的制备方法包括以下步骤:
步骤S310:提供硅衬底,硅衬底具有相对的正面和背面,且为第一掺杂类型;
步骤S320:在硅衬底的背面形成第一发射极、第一隔离区、第二隔离区和第二发射极,第一隔离区和第二隔离区沿第一方向设置于第一发射极和第二发射极之间,第一发射极为第二掺杂类型,第一隔离区和第二发射极为第一掺杂类型,其中,第一方向与硅衬底的厚度方向相交。
以下结合图1和图5具体说明上述的步骤S310和S320。
在步骤S310中,提供掺杂类型为第一掺杂类型的硅衬底110。优选的,硅衬底110为单晶硅。硅衬底110沿厚度方向D2具有相对的正面和背面。
在步骤S320中,在硅衬底110的背面形成第一发射极140、第一隔离区150、第二隔离区160和第二发射极170,第一隔离区150和第二隔离区160沿第一方向D1设置于第一发射极140和第二发射极170之间,其中,第一方向D1与硅衬底的厚度方向D2相交。
结合图2所示,在一实施例中,第一隔离区150的第一侧151与第一发射极140相接,第一隔离区150的第二侧152与第二隔离区160的第三侧161相接,第二隔离区160的第四侧162与第二发射极170相接。
进一步,第一发射极140为第二掺杂类型,第一隔离区150和第二发射极170为第一掺杂类型,第二隔离区160为第二掺杂类型或第一掺杂类型,或第一部分的第二隔离区160为第一掺杂类型,第二部分的第二隔离区160为第二掺杂类型。
在一实施例中,第一发射极140包括隧穿氧化层141和多晶硅层142。如图2所示,隧穿氧化层141设置于硅衬底110的背面,多晶硅层142设置于隧穿氧化层141远离硅衬底110的一面。其中,多晶硅层142为第二掺杂类型,隧穿氧化层141的厚度为1-20nm,多晶硅层的厚度为20-1000nm。隧穿氧化层141可以实施为二氧化硅。隧穿氧化层141和多晶硅层142可实现对载流子的选择性收集,既多子可以较容易地穿过隧穿氧化层141,而少子则很难通过隧穿氧化层141。
在一实施例中,参考图1所示,在硅衬底110的正面沿厚度方向D2依次形成第一钝化层120和减反射层130。形成第一钝化层120和减反射层130的方法包括化学气象沉积(CVD)和/或物理气相沉积(PVD)。在一些实施例中,第一钝化层120包括化学钝化层和场钝化层,在形成该第一钝化层120时,首先在硅衬底110的正面形成化学钝化层,然后在化学钝化层远离硅衬底110的一面形成场钝化层。
在一实施例中,第一隔离区150具有金字塔绒面形貌。形成金字塔绒面形貌的方法包括使用碱溶液刻蚀第一隔离区150远离硅衬底110的一面。在一实施例中,第一隔离区150的金字塔绒面形貌与硅衬底110正面处的金字塔绒面形貌是在同一制绒工艺步骤中形成,从而简化工艺。在其他一些实施例中,第二隔离区160沿厚度方向D2远离硅衬底110的表面为平坦形貌。该平坦形貌可以是通过化学机械抛光(CMP)获得。
有关本申请的背接触太阳能电池的制备方法的其他细节可以参考前文对背接触太阳能电池的说明,在此不再展开。本申请的制备方法通过在第一发射极和第二发射极之间设置第一隔离区和第二隔离区解决了太阳能电池反向漏电超标和无法通过热斑测试的问题。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述申请披露仅仅作为示例,而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议,所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时,本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外,本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字,应当理解的是,此类用于实施例描述的数字,在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明,“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地,在一些实施例中,说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值,该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中,数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值,在具体实施例中,此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

Claims (15)

1.一种背接触太阳能电池,其特征在于,包括:
具有相对正面和背面的硅衬底,所述硅衬底为第一掺杂类型;以及
设置于所述硅衬底背面的第一发射极、第一隔离区、第二隔离区和第二发射极,所述第一隔离区和所述第二隔离区沿第一方向设置于所述第一发射极和所述第二发射极之间,所述第一发射极为第二掺杂类型,所述第一隔离区和所述第二发射极为第一掺杂类型,第一部分的所述第二隔离区为所述第一掺杂类型,第二部分的所述第二隔离区为所述第二掺杂类型,所述第一部分与所述第二部分在所述第一方向上相接,其中,所述第一方向与所述硅衬底的厚度方向相交。
2.如权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一发射极、所述第一隔离区、所述第二隔离区和所述第二发射极沿所述第一方向依次相邻地设置于所述硅衬底的背面。
3.如权利要求2所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一隔离区沿所述第一方向具有相对第一侧和第二侧,所述第二隔离区沿所述第一方向具有相对的第三侧和第四侧,所述第一侧与所述第一发射极相接,所述第二侧与所述第三侧相接,所述第四侧与所述第二发射极相接。
4.如权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一发射极包括隧穿氧化层和多晶硅层,所述隧穿氧化层设置于所述硅衬底背面,所述多晶硅层设置于所述隧穿氧化层远离所述硅衬底的一面,其中,所述多晶硅层为第二掺杂类型。
5.如权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一隔离区具有金字塔绒面形貌。
6.如权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二隔离区沿所述厚度方向远离所述硅衬底的表面具有平坦形貌。
7.如权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于还包括:第一钝化层和减反射层,所述第一钝化层和所述减反射层沿所述厚度方向依次设置于所述硅衬底的正面。
8.如权利要求7所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一钝化层包括化学钝化层和场钝化层,其中,所述化学钝化层设置于所述硅衬底的正面,所述场钝化层设置于所述化学钝化层远离所述硅衬底的一面。
9.一种背接触太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供硅衬底,所述硅衬底具有相对的正面和背面,且为第一掺杂类型;以及
在所述硅衬底的背面形成第一发射极、第一隔离区、第二隔离区和第二发射极,所述第一隔离区和所述第二隔离区沿第一方向设置于所述第一发射极和所述第二发射极之间,所述第一发射极为第二掺杂类型,所述第一隔离区和所述第二发射极为第一掺杂类型,第一部分的所述第二隔离区为所述第一掺杂类型,第二部分的所述第二隔离区为所述第二掺杂类型,所述第一部分与所述第二部分在所述第一方向上相接,其中,所述第一方向与所述硅衬底的厚度方向相交。
10.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第一发射极、所述第一隔离区、所述第二隔离区和所述第二发射极沿所述第一方向依次相邻地设置于所述硅衬底的背面。
11.如权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述第一隔离区沿所述第一方向具有相对第一侧和第二侧,所述第二隔离区沿所述第一方向具有相对的第三侧和第四侧,所述第一侧与所述第一发射极相接,所述第二侧与所述第三侧相接,所述第四侧与所述第二发射极相接。
12.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第一发射极包括隧穿氧化层和多晶硅层,所述隧穿氧化层设置于所述硅衬底背面,所述多晶硅层设置于所述隧穿氧化层远离所述硅衬底的一面,其中,所述多晶硅层为第二掺杂类型。
13.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第一隔离区具有金字塔绒面形貌,其中,形成所述金字塔绒面形貌的方法包括使用碱溶液刻蚀所述第一隔离区远离所述硅衬底的一面。
14.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第二隔离区沿所述厚度方向远离所述硅衬底的表面具有平坦形貌。
15.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于还包括:在所述硅衬底的正面沿所述厚度方向依次形成第一钝化层和减反射层。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117913168A (zh) * 2023-11-09 2024-04-19 天合光能股份有限公司 背接触太阳电池及电池组件

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102057497A (zh) * 2008-06-12 2011-05-11 太阳能公司 具有多晶硅掺杂区域的背面接触太阳能电池的沟槽工艺和结构
CN105185849A (zh) * 2015-07-14 2015-12-23 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种背接触太阳能电池及其制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4081820A (en) * 1977-02-03 1978-03-28 Sensor Technology, Inc. Complementary photovoltaic cell
US4846896A (en) * 1987-07-08 1989-07-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Solar cell with integral reverse voltage protection diode
JP2593957B2 (ja) * 1990-11-09 1997-03-26 シャープ株式会社 バイパスダイオード付太陽電池
JP3888860B2 (ja) * 2000-05-24 2007-03-07 シャープ株式会社 太陽電池セルの保護方法
JP2005310830A (ja) * 2004-04-16 2005-11-04 Sharp Corp 太陽電池および太陽電池の製造方法
DE102008047162A1 (de) * 2008-09-15 2010-03-25 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Rückkontaktsolarzelle mit integrierter Bypass-Diode sowie Herstellungsverfahren hierfür
JPWO2010090090A1 (ja) * 2009-02-05 2012-08-09 シャープ株式会社 半導体装置の製造方法および半導体装置
CN102044579B (zh) * 2009-09-07 2013-12-18 Lg电子株式会社 太阳能电池
JP2011100919A (ja) * 2009-11-09 2011-05-19 Sharp Corp 裏面電極型太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール
US8134217B2 (en) * 2010-12-14 2012-03-13 Sunpower Corporation Bypass diode for a solar cell
JP5566502B2 (ja) * 2013-05-10 2014-08-06 京セラ株式会社 太陽電池素子
US9196758B2 (en) * 2013-12-20 2015-11-24 Sunpower Corporation Solar cell emitter region fabrication with differentiated p-type and n-type region architectures
CN214753793U (zh) * 2021-06-04 2021-11-16 浙江爱旭太阳能科技有限公司 一种p型背接触式晶硅太阳能电池及太阳能电池组件
CN113394304A (zh) * 2021-07-22 2021-09-14 浙江爱旭太阳能科技有限公司 一种太阳能电池及其背面接触结构、电池组件及光伏系统
CN115513307B (zh) * 2022-08-31 2025-04-04 隆基绿能科技股份有限公司 背接触太阳能电池及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102057497A (zh) * 2008-06-12 2011-05-11 太阳能公司 具有多晶硅掺杂区域的背面接触太阳能电池的沟槽工艺和结构
CN105185849A (zh) * 2015-07-14 2015-12-23 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种背接触太阳能电池及其制备方法

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