CN111916505A - 一种晶体硅太阳能电池、制备方法及电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明中，通过在传统的电池主体的一侧设置介质层和导电层，使得在导电层具有预设电势之后，导电层与第一电极间存在电势差，并由介质层导入至硅片衬底附近，从而在硅片衬底的表面形成电场钝化，增强硅片表面形成的静电场，在不对电池主体结构进行设置通孔等较大的改动的情况下，提高了电池的转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种晶体硅太阳能电池、制备方法及电池模组。
背景技术
随着传统能源的不断消耗及其对环境带来的负面影响，太阳能作为一种无污染、可再生能源，其开发和利用得到了迅速的发展，尤其是具有较高转化效率的太阳能电池成为了目前研究的重点。
目前，具有较高转化效率的钝化发射极和背面电池(Passivated EmitterandRear Cell，PERC)技术，利用在电池的背面制备得到氧化铝等钝化层，从而在硅片表面形成静电场，排斥硅片内部的非平衡载流子靠近硅片的表面，降低硅片表面的非平衡载流子浓度，进而降低非平衡载流子在硅片表面的复合率，使得太阳能电池的半导体主体通过光生伏特效应吸收太阳光之后产生的载流子，不会在硅片表面的复合中心处发生复合而引起电学损失，而是在内建电场的作用下定向运动，从而形成光生电场，产生有效电流，从而提高晶硅太阳电池的转化效率。此外，可以通过在PERC电池主体中设置通孔的方式，将电池背面的钝化层与电池正面的正面电极进行电性连接，使得钝化层具有与正面电极相等的静电势，从而可以形成外加电场，增强硅片表面的静电场，进一步降低非平衡载流子在硅片表面的复合率，提高太阳能电池的转化效率。
但是，在目前的方案中，在对PERC电池通过外加电场的方式增强硅片表面形成的静电场，提高PERC电池转化效率的过程中，由于需要对PERC电池主体结构进行设置通孔等较大的改动，从而影响PERC电池主体通过光生伏特效应吸收太阳光而产生载流子的效率，导致晶硅太阳能电池的转化效率下降。
发明内容
本发明提供一种晶体硅太阳能电池、制备方法及电池模组，旨在提升晶硅太阳能电池的转化效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种晶体硅太阳能电池，所述晶体硅太阳能电池包括：
电池主体，以及设置于所述电池主体一面的介质层和导电层；
其中，所述电池主体包括硅片衬底、设置在所述硅片衬底一面的钝化层；
所述介质层设置在所述钝化层背离所述硅片衬底的一面上，所述导电层设置在所述介质层背离所述钝化层的一面上；
在所述介质层和所述导电层的一侧，所述电池主体还包括第一电极；
通过电连接，使所述导电层具有预设电势，所述导电层与所述第一电极间存在电势差，从而在所述硅片衬底的表面形成电场钝化。
可选的，所述介质层的相对介电常数大于3.8。
可选的，所述介质层的材料包括氧化铝、二氧化钛和氧化锆中的任意一种或多种，所述介质层的厚度大于50纳米。
可选的，所述第一电极包括第一主栅和第一细栅，所述第一细栅与所述第一主栅相交；
所述介质层具有镂空结构，所述第一主栅位于所述镂空结构的位置，所述镂空结构的宽度大于所述第一主栅的宽度。
可选的，所述导电层的面积小于所述介质层的面积。
可选的，所述导电层的厚度大于200纳米。
可选的，在所述钝化层和所述介质层之间设置第一减反层或反射层。
可选的，所述电池主体还包括：设置在所述硅片衬底另一面的PN结结构层、第二减反层和第二电极；
其中，所述PN结结构层设置在所述硅片衬底的另一面上，所述第二减反层设置在所述PN结结构层背离所述硅片衬底的一面上。
可选的，所述通过电连接，使所述导电层具有预设电势，具体包括：
所述导电层与所述第二电极、所述晶体硅太阳能电池的相邻电池的第二电极，以及独立于所述晶体硅太阳能电池的外围电路中的任意一种电连接；
其中，所述第二电极、所述晶体硅太阳能电池的相邻电池的第二电极，以及所述外围电路具有所述预设电势。
可选的，所述晶体硅太阳能电池还包括局域掺杂层；
所述局域掺杂层设置在所述硅片衬底和所述第一电极接触的位置。
第二方面，本发明实施例提供了一种晶体硅太阳能电池的制备方法，用于制备上述晶体硅太阳能电池，所述方法包括：
在硅片衬底的一面上设置钝化层；
在所述硅片衬底的一面上制备第一电极；
在所述钝化层上制备介质层，并在所述介质层背离所述钝化层的一面上设置导电层；
通过电连接，使所述导电层具有预设电势，所述导电层与所述第一电极间存在电势差，从而在所述硅片衬底表面形成电场钝化。
本发明第三方面提供了一种晶体硅太阳能电池模组，所述晶体硅太阳能电池模组包括上述晶体硅太阳能电池。
基于上述晶体硅太阳能电池、制备方法及电池模组，本申请存在以下有益效果：
本申请通过在传统的电池主体的一侧设置介质层和导电层，其中，电池主体包括依次设置的硅片衬底和钝化层，以及设置在靠近导电层和导电层一侧的第一电极，介质层设置在电池主体中钝化层的表面，其中，钝化层可以在硅片衬底的表面形成阻挡层，从而排斥硅片中的非平衡载流子靠近硅片衬底的表面，进而减少非平衡载流子的表面复合率，导电层设置在介质层的表面，在通过电连接使得导电层具有预设电势之后，导电层与第一电极之间产生电势差，从而可以在电池主体中形成外加电场，并由介质层导入至硅片衬底附近，使得在硅片衬底的表面形成电场钝化，该电场钝化可以进一步增强钝化层在硅片衬底表面形成的阻挡层的静电场，从而进一步减少非平衡载流子的表面复合率，使得在不对电池主体结构进行设置通孔等较大的改动的情况下，提高了电池的转化效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中的一种晶体硅太阳能电池的结构示意图；
图2示出了本发明实施例中的一种电池主体的俯视图；
图3示出了本发明实施例中的一种晶体硅太阳能电池的俯视图；
图4示出了本发明实施例中的另一种晶体硅太阳能电池的俯视图；
图5示出了本发明实施例中的一种晶体硅太阳能电池的制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在晶硅太阳能电池工作过程中，晶硅太阳能电池中非平衡载流子复合带来的电学损失，是导致晶硅太阳能电池效率较低的主要因素之一，因此，减少非平衡载流子复合带来的电学损失，是优化电池结构、提高转换效率需要考虑的重要环节。
具体的，晶硅太阳能电池中的非平衡载流子复合主要有辐射复合、俄歇复合、间接复合等多种方式。辐射复合、俄歇复合同晶硅的禁带宽度、能带结构以及掺杂浓度相关，是无法避免的，需要结合电池整体的光电性能进行优化设计。间接复合指的是非平衡载流子通过复合中心进行的复合，其中，复合中心是半导体中的晶格缺陷结构，如杂质、位错等，这些复合中心能在半导体禁带中形成一定的能级，非平衡载流子可以借助这些中间能级进行复合，晶格缺陷越多，复合速率就越大，非平衡载流子的寿命就越短。
因此，随着单晶硅冶炼技术和电池制备工艺的进步，由间接复合引起的太阳电池电学性能损失可以大幅降低，这也是不同类型太阳电池技术发展的重要方向。
进一步的，根据间接复合过程发生的位置，非平衡载流子的间接复合又分为体内复合和表面复合。晶硅太阳能电池的体内复合同单晶硅冶炼技术有关，目前的冶炼技术在满足量产成本的前提下已经对单晶硅体内的杂质进行了最大程度地去除，因而，表面复合成为了太阳电池转换效率降低的主要原因。表面复合同硅片表面大量的悬挂键有关，使得原本周期性排列的硅原子失去了部分配位原子，硅-硅化学键在表面被打断后形成悬挂键，作为晶格缺陷的一种，这些悬挂键介于施主和受主之间，能在禁带中形成一定的中间能级，成为非平衡载流子的复合中心。因此，需要对硅片表面的悬挂键进行钝化处理，以此降低非平衡载流子进行表面复合的表面复合率(Us)，提高非平衡载流子寿命，从而提升电池的转换效率。
不同的钝化处理方式形成了不同的晶硅太阳能电池技术路线，如硅异质结(SHJ)太阳电池利用氢化非晶硅进行钝化，而PERC电池则采用高温工艺制备氧化铝对硅片表面进行钝化。这些钝化工艺能大大降低表面复合速率，是高效太阳电池的关键技术之一。
具体的，表面复合率的计算过程如公式(1)所示：
Us＝s×(Δp)s (1)
其中，Us为非平衡载流子进行表面复合的表面复合率；
s为非平衡载流子进行表面复合的表面复合速率；
(Δp)s为表面处非平衡载流子的浓度。
由公式(1)可知，可以通过降低表面复合速率s或减少表面处非平衡载流子浓度(Δp)s降低非平衡载流子的表面复合率。
对于通过降低表面复合速率s，从而降低非平衡载流子的表面复合率Us的方法而言，具体的实例包括：针对SHJ太阳电池，利用氢化非晶硅进行钝化，具体的，是利用氢与硅形成的硅-氢键来降低悬挂键数量，降低表面复合速率s，从而降低非平衡载流子的表面复合率Us，该钝化方式称为化学钝化。
对于通过减少表面处非平衡载流子浓度(Δp)s，从而降低非平衡载流子的表面复合率Us的方法而言，具体的实例包括：针对PERC电池，通过高温制备的氧化铝钝化层具有大量的带有负电的空间电荷，它能吸引p型硅衬底中的多数载流子空穴在氧化铝钝化层的界面处聚集形成正的阻挡层，该阻挡层能排斥非平衡载流子靠近硅片表面，从而实现减少表面处非平衡载流子浓度(Δp)s，进而降低非平衡载流子的表面复合率Us，该钝化方式称为场钝化。
下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本发明提供的一种晶体硅太阳能电池及电池模组。
参见图1，示出了本发明实施例提供的一种晶体硅太阳能电池的结构示意图，如图1所示，所述晶体硅太阳能电池是在传统电池的基础上进行了改进，即在电池主体10的一面设置介质层20和导电层30。
其中，电池主体10可以是具有较高转化效率的PERC电池，PERC电池中包括通过高温制备的氧化铝钝化层60，该氧化铝钝化层60具有大量的带有负电的空间电荷，它能吸引硅片衬底40中的多数载流子在氧化铝钝化层的界面处聚集形成阻挡层，该阻挡层能排斥非平衡载流子靠近硅片表面，进而减少表面复合的发生，这种钝化方式称之为场钝化。
在本发明实施例中，导电层30可以是具有高导电性能的金属材料构成的膜层结构，通过与其他电极进行电连接，导电层30可以具有预设电势；所述介质层20可以是具有较高相对介电常数的材料构成的膜层结构，由于介质层20具有较高的相对介电常数，因此，介质层20可以在将导电层30与电池主体10之间隔离，避免与电池主体10其他部分形成短路的同时，还可以将导电层30具有的预设电势导入至电池主体10，增强电池主体10中硅片表面形成的阻挡层的静电场，从而通过形成外加电场的方式，强化电池主体10中的阻挡层，进一步排斥非平衡载流子靠近硅片表面，从而降低硅片表面处非平衡载流子的浓度，进而减少非平衡载流子的表面复合率，增强场钝化的强度，提高电池的转化效率。
具体的，参照图1，电池主体10包括硅片衬底40和钝化层60，钝化层60设置在硅片衬底40的一面上。
其中，钝化层60可以是氧化铝层，氧化铝层中包含的大量的带有负电的空间电荷，与硅片衬底40中包含的多数载流子，可以在钝化层60与硅片衬底40的界面处聚集形成阻挡层，该阻挡层能排斥硅片衬底40中的非平衡载流子靠近硅片衬底40的表面，降低硅片表面处非平衡载流子的浓度，进而减少非平衡载流子的表面复合率，实现场钝化。
此外，在电池主体10靠近介质层20和导电层30的一侧，电池主体10还包括第一电极90，所述导电层30具有的预设电势与第一电极90具有的电势不相等，使得导电层30与第一电极90间存在电势差，从而可以在硅片衬底40的表面形成电场钝化，该电场钝化可以进一步增强钝化层在硅片衬底表面形成的阻挡层的静电场，从而进一步减少非平衡载流子的表面复合率，使得在不对电池主体结构进行设置通孔等较大的改动的情况下，提高了电池的转化效率。
需要说明的是，对于p型硅片衬底，硅片衬底中的多数载流子为空穴，所述多数载流子空穴在氧化铝钝化层的界面处聚集形成正的阻挡层，通过电连接，可以使所述导电层具有较高的预设电势，即所述预设电势大于所述第一电极的电势，从而在导电层与所述第一电极间产生正的电势差，进而在硅片衬底的表面形成电场钝化，该电场钝化可以进一步增强硅片衬底表面形成的正的阻挡层的静电场，从而进一步减少非平衡载流子空穴的表面复合率，使得在不对电池主体结构进行设置通孔等较大的改动的情况下，提高了电池的转化效率。
对于n型硅片衬底，硅片衬底中的多数载流子为电子，所述多数载流子电子在氧化铝钝化层的界面处聚集形成负的阻挡层，通过电连接，可以使所述导电层具有较低的预设电势，即所述预设电势小于所述第一电极的电势，从而在导电层与所述第一电极间产生负的电势差，进而在硅片衬底的表面形成电场钝化，该电场钝化可以进一步增强硅片衬底表面形成的负的阻挡层的静电场，从而进一步减少非平衡载流子电子的表面复合率，使得在不对电池主体结构进行设置通孔等较大的改动的情况下，提高了电池的转化效率。
在本发明实施例中，为增强电池主体10中的场钝化，可以在电池主体10原有结构的基础上，仅通过在电池主体10的一面设置介质层20和导电层30，而不对电池主体10的结构进行较大的改动。
具体的，介质层20设置在钝化层60背离硅片衬底40的一面上，导电层30设置在介质层20背离所述钝化层60的一面上。
在本发明实施例中，一种晶体硅太阳能电池，包括：电池主体，以及设置于电池主体一面的介质层和导电层；其中，电池主体包括硅片衬底、设置在硅片衬底一面的钝化层；介质层设置在钝化层背离硅片衬底的一面上，导电层设置在介质层背离钝化层的一面；在介质层和导电层的一侧，电池主体还包括第一电极；通过电连接，使导电层具有预设电势，导电层与第一电极间存在电势差，从而在硅片衬底的表面形成电场钝化。本申请中，通过在传统的电池主体的一侧设置介质层和导电层，其中，电池主体包括依次设置的硅片衬底和钝化层，以及设置在靠近导电层和导电层一侧的第一电极，介质层设置在电池主体中钝化层的表面，其中，钝化层可以在硅片衬底的表面形成阻挡层，从而排斥硅片中的非平衡载流子靠近硅片衬底的表面，进而减少非平衡载流子的表面复合率，导电层设置在介质层的表面，在通过电连接使得导电层具有预设电势之后，导电层与第一电极之间产生电势差，从而可以在电池主体中形成外加电场，并由介质层导入至硅片衬底附近，进而使得在硅片衬底的表面形成电场钝化，该电场钝化可以进一步增强钝化层在硅片衬底表面形成的阻挡层的静电场，从而进一步减少非平衡载流子的表面复合率，使得在不对电池主体结构进行设置通孔等较大的改动的情况下，提高了电池的转化效率。
可选的，所述介质层的相对介电常数可以大于3.8，因此，具有较高相对介电常数的介质层，一方面，由于具有较好的绝缘性能，可以设置在导电层与电池主体之间，从而对导电层与电池主体进行隔离，避免导电层与电池主体其他部分形成短路的同时，另一方面，还可以将导电层具有的预设电势，导入至电池主体，从而增强电池主体中硅片表面形成的阻挡层的静电场，形成外加电场。
可选的，所述介质层的材料可以为氧化铝、二氧化钛和氧化锆中的任意一种或多种，介质层的厚度可以大于50纳米，使得介质层具有较高的相对介电常数。
可选的，参照图1，第一电极90可以包括第一主栅91和第一细栅92，第一细栅92与第一主栅91相交，从而第一细栅92可以将收集到的有效电流汇集至第一主栅91，进一步的，在将多个电池组装成为电池模组时，可以通过将电池的第一主栅与相邻电池的第二主栅电性连接，将电池的第二主栅与另一相邻电池的第一主栅电性连接，从而实现多个电池的串联。
进一步的，介质层20具有镂空结构，所述第一主栅91位于所述介质层20中的镂空结构的位置，所述介质层20的镂空结构的宽度B大于所述第一主栅的宽度A，从而在制备介质层20时，避免了介质层20由于产生绕度而使得介质层20与第一主栅91发生接触。
在本发明实施例中，第一细栅92的一面可以与硅片衬底40相互连接，第一细栅92的另一面可以与介质层20相互连接。
可选的，所述导电层30的面积小于所述介质层20的面积，即第一主栅91与导电层30之间也未相互接触，并且，在制备导电层30时，为防止导电层30由于产生绕度而使得导电层30与电池本体10中的其他部分接触而发生短路，介质层20也具有镂空结构，且所述导电层30镂空结构的宽度C大于所述介质层20镂空结构的宽度B。
可选的，导电层的厚度可以为大于200纳米，所述导电层的材料可以为铝、银和铜中的任意一种或多种，使得导电层具有较高的导电性能，从而可以通过电连接的方式，使导电层可以具有预设电势，使得导电层与第一电极间存在电势差，从而在硅片衬底的表面形成电场钝化，强化电池主体中由于钝化层在钝化层与硅片衬底的界面处形成的阻挡层，从而进一步排斥非平衡载流子靠近硅片表面，降低硅片表面处非平衡载流子的浓度，进而减少非平衡载流子的表面复合率，增强场钝化的强度，提高电池的转化效率。
可选的，参照图1，在所述钝化层60和所述介质层30之间设置第一减反层或反射层71，从而减少太阳光在所述晶体硅太阳能电池表面的反射，减少或消除系统的杂散光，增加晶体硅太阳能电池元件的透光量，提高晶体硅太阳能电池的光电转化效率。
可选的，参照图1，电池主体10还包括设置于硅片衬底40的另一面上的PN结结构层50、第二减反层70和第二电极80。
其中，PN结结构层50设置在硅片衬底40的另一面上，第二减反层70设置在PN结结构层50背离硅片衬底40的一面上。
在本发明实施例中，第一电极90可以穿过钝化层60和第一减反层71，并伸出第一减反层或反射层71背离钝化层60的表面，第二电极80的一面可以与PN结结构层50相互连接，第二电极80穿过第二减反层70，并伸出第二减反层70背离PN结结构层50的表面。
可选的，导电层可以与第二电极、晶体硅太阳能电池的相邻电池的第二电极，以及独立于晶体硅太阳能电池的外围电路中的任意一种电连接，由于所述第二电极、所述晶体硅太阳能电池的相邻电池的第二电极，以及所述外围电路具有所述预设电势，因此，与所述第二电极和外围电路电连接的导电层也具有预设电势，使得导电层与所述第一电极间产生电势差，从而在所述硅片衬底的表面形成电场钝化。
参照图1，可以将导电层30与电池主体10中的第二电极80电连接，使得导电层30与第二电极80形成等势体，而与第一电极90之间形成电容器，使得导电层30与第一电极90之间产生电势差。
在本发明实施例中，也可以在将多个电池组装成为电池模组之后，将导电层与相邻电池的第二电极电连接，使得导电层与相邻电池的第二电极形成等势体，而与第一电极之间形成电容器，使得导电层与第一电极之间产生电势差。
此外，也可以将导电层与独立于电池的外围电路电连接，所述外围电路具有预设电势，使得导电层与外围电路形成等势体，而与第一电极之间形成电容器，使得导电层与第一电极之间产生电势差。
在本发明实施例中，所述第二电极80可以包括第二主栅81和第二细栅82，所述第二细栅82与所述第二主栅81相交。
参见图2，示出了本发明实施例提供的一种电池主体的俯视图，如图2所示，可以通过丝网印刷的方式，在电池主体10的一面制备包括第二主栅和第二细栅的第二电极，从而实现电池主体的一面中有效电流的收集和传导，在电池主体10的另一面制备第一主栅91和第一细栅92，从而实现电池主体10的另一面中有效电流的收集和传导。
具体的，所述第二电极包括第二主栅和第二细栅，所述第二细栅与所述第二主栅相交，从而第二细栅可以将收集到的有效电流汇集至第二主栅。
参见图3，示出了本发明实施例提供的一种晶体硅太阳能电池的俯视图，如图3所示，通过丝网印刷的方式，在电池主体10的第一减反层或反射层71上制备得到相交的第一主栅91与第一细栅92之后，可以继续在第一减反层或反射层71上制备介质层20，所述介质层20具有镂空结构，且介质层20的镂空结构的宽度大于所述第一主栅91的宽度。
参见图4，示出了本发明实施例提供的另一种晶体硅太阳能电池的俯视图，如图4所示，在第一减反层或反射层71上制备得到介质层20之后，可以继续在介质层20上制备导电层30，所述导电层30也具有镂空结构，且导电层30的镂空结构的宽度大于介质层20的镂空结构的宽度。
可选的，所述电池还包括局域掺杂层，所述局域掺杂层设置在所述硅片衬底和所述第一电极接触的位置。
参照图1，在电池主体10的硅片衬底40和第一电极90之间，还设置有局域掺杂层100，若硅片衬底40为p型硅片，则可以在硅片衬底40的一面通过扩散掺入杂质磷原子，形成PN结结构层50，从而制备得到PN结，使得电池主体10可以通过光生伏特效应，吸收太阳光之后产生载流子，产生有效电流，为进一步提高晶硅太阳电池的转化效率，提高光生载流子的有效收集，可以在所述硅片衬底40的另一面通过掺入杂质硼原子，在硅片衬底40和第一电极90接触的位置形成局域掺杂层100。
本发明还提供了一种制备上述晶体硅太阳能电池的方法，参见图5，示出了本发明实施例提供的一种晶体硅太阳能电池的制备方法的步骤流程图，该方法可以包括如下步骤：
步骤101，在硅片衬底的一面上设置钝化层。
在该步骤中，可以选择P型硅衬底作为晶体硅太阳能电池的硅片衬底，并可以在硅片衬底的一面通过原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition，ALD)制备氧化铝膜层，从而在硅片衬底的一面上形成钝化层。
在本发明实施例中，可以在硅片衬底的一面上形成钝化层之后，进一步在所述钝化层上通过等离子体增强化学的气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，PECVD)制备氮化硅膜层，从而在钝化层背离硅片衬底的表面形成第一减反层或反射层。
步骤102，在所述硅片衬底的一面上制备第一电极。
在该步骤中，可以利用丝网印刷技术在钝化层的表面印刷具有图形结构的第一电极。
在本发明实施例中，若所述钝化层上还设置有第一减反层或反射层，则可以在所述第一减反层或反射层的表面印刷具有图形结构的第一电极。
进一步的，可以利用腐蚀银浆去除钝化层和第一减反层或反射层，实现第一电极和硅片衬底的接触，使得第一电极穿过所述钝化层和所述第一减反层或反射层，并伸出所述第一减反层或反射层背离所述钝化层的表面。
可选的，所述第一电极包括第一主栅和第一细栅，为实现光生载流子的有效收集，可以在第一主栅和第一细栅同硅片衬底接触的地方，通过重掺杂制备局域掺杂层。
步骤103，在所述钝化层上制备介质层，并在所述介质层背离所述钝化层的一面上设置导电层。
在该步骤之前，可以在硅片衬底的另一面上通过扩散掺入杂质磷原子，形成PN结结构层，并在PN结结构层上通过PECVD制备氮化硅膜层，从而在PN结结构层背离硅片衬底的表面形成第二减反层。
进一步的，可以利用丝网印刷技术在第二减反层的表面印刷具有图形结构的第二电极，并利用腐蚀银浆去除第二减反层，实现第二电极和硅片衬底的接触，使得第二电极与PN结结构层相互接触，并穿过所述第二减反层，伸出所述第二减反层背离所述PN结结构层的表面，最终得到PERC电池。
在该步骤中，可以在根据上述步骤制备得到的PERC电池的基础上，在所述钝化层上通过掩膜制备介质层，所述介质层的材料可以为氧化铝、二氧化钛和氧化锆中的任意一种或多种，介质层的厚度可以为大于50纳米，使得介质层具有较高的相对介电常数，具体的，所述介质层的相对介电常数可以大于3.8。
在本发明实施例中，若所述钝化层上还设置有第一减反层或反射层，则可以在所述第一减反层或反射层上通过掩膜制备介质层。
需要说明的是，由于在将电池组装成模组时，第一主栅需要与焊带形成良好的电接触，因此，在沉积所述介质层时，掩膜需要将第一主栅遮挡住，避免介质层沉积到第一主栅上，从而使所述介质层具有镂空结构，第一主栅位于所述镂空结构的位置，且保证所述介质层的镂空结构的宽度大于所述第一主栅的宽度。
进一步的，可以在所述介质层背离所述钝化层的表面，通过掩膜制备导电层，所述导电层的材料可以为铝、银和铜中的任意一种或多种，导电层的厚度可以大于200纳米，使得导电层具有较高的导电性能，可以通过电连接具有预设电势，使得导电层与第一电极间产生电势差，从而在硅片衬底的表面形成电场钝化。
需要说明的是，由于在将电池组装成模组时，第一主栅需要与焊带形成良好的电接触，同时，为避免由于膜层存在绕镀而与电池产生短路，因此，在沉积所述导电层时，掩膜的镂空部分应比制备介质层时所用的掩膜的镂空部分的图形小，从而使得制备得到的导电层也具有镂空结构，第一主栅位于所述镂空结构的位置，且保证导电层镂空结构的宽度大于所述介质层镂空结构的宽度。
步骤104、通过电连接，使所述导电层具有预设电势，所述导电层与所述第一电极间存在电势差，从而在所述硅片衬底表面形成电场钝化。
在该步骤中，可以通过电连接，使得导电层具有预设电势，使得导电层与第一电极间存在电势差，从而可以在硅片衬底的表面形成电场钝化。
具体的，可以通过将导电层与第二电极、晶体硅太阳能电池的相邻电池的第二电极，以及独立于晶体硅太阳能电池的外围电路中的任意一种电连接，由于所述第二电极、所述晶体硅太阳能电池的相邻电池的第二电极，以及所述外围电路具有所述预设电势，因此，与所述第二电极和外围电路电连接的导电层也具有预设电势，使得导电层与所述第一电极间产生电势差，从而在所述硅片衬底的表面形成电场钝化。
在本发明实施例中，一种晶体硅太阳能电池的制备方法，包括：在硅片衬底的一面上设置钝化层；在硅片衬底的一面上制备第一电极；在钝化层上制备介质层，并在介质层背离钝化层的表面设置导电层；通过电连接，使导电层具有预设电势，导电层与第一电极间存在电势差，从而在硅片衬底表面形成电场钝化。本申请中，通过在传统的电池主体的一侧设置介质层和导电层，其中，电池主体包括依次设置的硅片衬底和钝化层，以及设置在靠近导电层和导电层一侧的第一电极，介质层设置在电池主体中钝化层的表面，其中，钝化层可以在硅片衬底的表面形成阻挡层，从而排斥硅片中的非平衡载流子靠近硅片衬底的表面，进而减少非平衡载流子的表面复合率，导电层设置在介质层的表面，在通过电连接使得导电层具有预设电势之后，导电层与第一电极之间产生电势差，从而可以在电池主体中形成外加电场，并由介质层导入至硅片衬底附近，使得在硅片衬底的表面形成电场钝化，该电场钝化可以进一步增强钝化层在硅片衬底表面形成的阻挡层的静电场，从而进一步减少非平衡载流子的表面复合率，使得在不对电池主体结构进行设置通孔等较大的改动的情况下，提高了电池的转化效率。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定都是本申请实施例所必须的。
此外，本发明还提供了一种晶体硅太阳能电池模组，所述晶体硅太阳能电池模组由上述晶体硅太阳能电池构成。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (12)
1.一种晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述晶体硅太阳能电池包括：
电池主体，以及设置于所述电池主体一面的介质层和导电层；
其中，所述电池主体包括硅片衬底、设置在所述硅片衬底一面的钝化层；
所述介质层设置在所述钝化层背离所述硅片衬底的一面上，所述导电层设置在所述介质层背离所述钝化层的一面上；
在所述介质层和所述导电层的一侧，所述电池主体还包括第一电极；
通过电连接，使所述导电层具有预设电势，所述导电层与所述第一电极间存在电势差，从而在所述硅片衬底的表面形成电场钝化。
2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述介质层的相对介电常数大于3.8。
3.根据权利要求2所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述介质层的材料包括氧化铝、二氧化钛和氧化锆中的任意一种或多种，所述介质层的厚度大于50纳米。
4.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，
所述第一电极包括第一主栅和第一细栅，所述第一细栅与所述第一主栅相交；
所述介质层具有镂空结构，所述第一主栅位于所述镂空结构的位置，所述镂空结构的宽度大于所述第一主栅的宽度。
5.根据权利要求4所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，
所述导电层的面积小于所述介质层的面积。
6.根据权利要求1-5任一项所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，
所述导电层的厚度大于200纳米。
7.根据权利要求1-5任一项所述的晶体硅太阳能电池，在所述钝化层和所述介质层之间设置第一减反层或反射层。
8.根据权利要求1-5任一项所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，
所述电池主体还包括：设置在所述硅片衬底另一面的PN结结构层、第二减反层和第二电极；
其中，所述PN结结构层设置在所述硅片衬底的另一面上，所述第二减反层设置在所述PN结结构层背离所述硅片衬底的一面上。
9.根据权利要求1-5任一项所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述通过电连接，使所述导电层具有预设电势，具体包括：
所述导电层与所述第二电极、所述晶体硅太阳能电池的相邻电池的第二电极，以及独立于所述晶体硅太阳能电池的外围电路中的任意一种电连接；
其中，所述第二电极、所述晶体硅太阳能电池的相邻电池的第二电极，以及所述外围电路具有所述预设电势。
10.根据权利要求1-5任一项所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述晶体硅太阳能电池还包括局域掺杂层；
所述局域掺杂层设置在所述硅片衬底和所述第一电极接触的位置。
11.一种晶体硅太阳能电池的制备方法，用于制备权利要求1-10中任一项所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述方法包括：
在硅片衬底的一面上设置钝化层；
在所述硅片衬底的一面上制备第一电极；
在所述钝化层上制备介质层，并在所述介质层背离所述钝化层的一面上设置导电层；
通过电连接，使所述导电层具有预设电势，所述导电层与所述第一电极间存在电势差，从而在所述硅片衬底表面形成电场钝化。
12.一种晶体硅太阳能电池模组，其特征在于，所述晶体硅太阳能电池模组包括权利要求1-10中任一项所述的晶体硅太阳能电池。
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