CN119008780A - 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件。太阳能电池的制备方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的第一面和第二面；采用第一等离子体工艺于至少部分所述第一面上形成第一隧穿层；采用第二等离子体工艺对所述第一隧穿层进行氢化处理；于所述第一隧穿层远离所述半导体衬底的一侧形成第一掺杂半导体层；于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧形成与所述第一掺杂半导体层欧姆接触的第一电极。本申请能够降低第一隧穿层表面不饱和悬挂键的密度，提高第一隧穿层的钝化质量和钝化性能，进而有助于提升电池效率。

Description

太阳能电池及其制备方法、光伏组件

技术领域

本申请涉及太阳能光伏电池技术领域，特别是涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件。

背景技术

随着太阳能电池技术的不断发展，人们对电池光电转换效率的要求也越来越高，但目前产业化电池效率的提高仍面临着很多挑战，其中，金属与硅接触区域的接触复合以及硅基体中因扩散导致的俄歇复合和深能级复合是制约电池效率提高的主要因素。相关技术通过在硅基底的表面设置钝化接触结构来降低表面载流子的复合，其中，钝化接触结构由一层隧穿氧化层和一层掺杂多晶硅层构成。然而，目前的隧穿氧化层的钝化质量和钝化性能有待进一步提升。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件。

第一方面，本申请实施例提供一种太阳能电池的制备方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的第一面和第二面；

采用第一等离子体工艺于至少部分所述第一面上形成第一隧穿层；

采用第二等离子体工艺对所述第一隧穿层进行氢化处理；

于所述第一隧穿层远离所述半导体衬底的一侧形成第一掺杂半导体层；

于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧形成与所述第一掺杂半导体层欧姆接触的第一电极。

在其中一个实施例中，所述第二等离子体工艺的工艺气体包括氨气和氩气，所述氨气和所述氩气的体积流量比介于3:1-2:1；

和/或，所述第二等离子体工艺的腔体压力介于1200mbar-1500mbar；

和/或，所述第二等离子体工艺的功率介于11000W-13000W；

和/或，所述第二等离子体工艺的处理时间介于50s-60s；

和/或，所述第二等离子体工艺的处理温度介于440℃-455℃。

在其中一个实施例中，所述于所述第一隧穿层远离所述半导体衬底的一侧形成第一掺杂半导体层，包括：

采用第三等离子体工艺于所述第一隧穿层远离所述半导体衬底的一侧形成掺杂非晶半导体层；

于所述掺杂非晶半导体层远离所述半导体衬底的一侧形成保护层；

对所述掺杂非晶半导体层进行晶化处理，以形成所述第一掺杂半导体层。

在其中一个实施例中，所述第一等离子体工艺、所述第二等离子体工艺和所述第三等离子体工艺均采用同一等离子体设备。

在其中一个实施例中，所述第三等离子体工艺的工艺气体包括甲硅烷、氩气和磷化氢，甲硅烷、氩气和磷化氢的体积流量比介于22:40:1-22:55:1；

和/或，所述第三等离子体工艺的腔体压力介于2700mbar-2900mbar；

和/或，所述第三等离子体工艺的功率介于12000W-13000W；

和/或，所述第三等离子体工艺的处理时间介于3450s-3550s；

和/或，所述第三等离子体工艺的处理温度介于440℃-455℃。

在其中一个实施例中，所述第一等离子体工艺的工艺气体包括一氧化二氮，所述一氧化二氮的体积流量介于10000sccm-12000sccm；

和/或，所述第一等离子体工艺的腔体压力介于2700mbar-2900mbar；

和/或，所述第一等离子体工艺的功率介于15000W-16000W；

和/或，所述第一等离子体工艺的处理时间介于100s-140s；

和/或，所述第一等离子体工艺的处理温度介于430℃-450℃。

在其中一个实施例中，所述半导体衬底上设有沿第一方向排布的第一导电区和第二导电区；所述第一方向垂直于所述半导体衬底的厚度方向；

所述采用第一等离子体工艺于至少部分所述第一面上形成第一隧穿层，包括：

采用第一等离子体工艺于位于所述第一导电区的所述第一面上形成第一隧穿层。

在其中一个实施例中，所述提供半导体衬底之后，所述采用第一等离子体工艺于至少部分所述第一面上形成第一隧穿层之前，包括：

于位于第二导电区的所述第一面上形成第二隧穿层；

于所述第二隧穿层远离所述半导体衬底的一侧形成第二掺杂半导体层。

在其中一个实施例中，所述半导体衬底上还设有隔离区，所述隔离区位于所述第一导电区和所述第二导电区之间；

所述采用第一等离子体工艺于位于所述第一导电区的所述第一面上形成第一隧穿层，包括：采用第一等离子体工艺于位于所述第一导电区和所述隔离区的所述第一面上形成第一隧穿材料层；其中，位于所述第一导电区且位于所述第一面上的第一隧穿材料层形成所述第一隧穿层；

所述于所述第一隧穿层远离所述半导体衬底的一侧形成第一掺杂半导体层之后，所述于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧形成与所述第一掺杂半导体层欧姆接触的第一电极之前，包括：

去除位于所述隔离区的所述第一隧穿材料层，并于位于所述隔离区的所述第一面上形成隔离槽；

对所述半导体衬底进行制绒处理；

于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧形成第一钝化层组，并于所述第二面上形成第二钝化层组。

第二方面，本申请实施例提供一种太阳能电池，包括：

半导体衬底，包括相对设置的第一面和第二面；

第一隧穿层，设于至少部分所述第一面上；

第一掺杂半导体层，设于所述第一隧穿层远离所述半导体衬底的一侧；以及

第一电极，设于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧，且与所述第一掺杂半导体层欧姆接触；

其中，所述第一隧穿层被配置为：在采用等离子体工艺沉积形成后被等离子体工艺氢化处理。

在其中一个实施例中，所述半导体衬底上设有沿第一方向排布的第一导电区、第二导电区和隔离区，所述隔离区位于所述第一导电区和所述第二导电区之间；所述第一方向垂直于所述半导体衬底的厚度方向；所述第一隧穿层设于位于所述第一导电区的所述第一面上；

所述太阳能电池还包括：

第二隧穿层，设于位于所述第二导电区的所述第一面上；

第二掺杂半导体层，设于所述第二隧穿层远离所述半导体衬底的一侧；

隔离槽，设于位于所述隔离区的所述第一面上；

第一钝化层组，设于所述第一掺杂半导体层和所述第二掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧；

第二钝化层组，设于所述第二面上；

第二电极，贯穿所述第一钝化层组，且与所述第二掺杂半导体层欧姆接触。

在其中一个实施例中，所述太阳能电池还包括富氮层，所述第一隧穿层远离所述半导体衬底一侧的至少部分表面上设有所述富氮层。

第三方面，本申请实施例提供一种光伏组件，包括第二方向任一实施例中的太阳能电池。

本申请实施例提供的太阳能电池及其制备方法、光伏组件，在采用等离子体工艺沉积形成第一隧穿层后，采用等离子体工艺对第一隧穿层进行氢化处理，可以降低第一隧穿层表面不饱和悬挂键的密度，提高第一隧穿层的钝化质量和钝化性能，进而有助于提升电池效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或示例性实施例中的技术方案，下面将对实施例或示例性实施例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为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法的一种流程示意图。

图2为本申请一实施例提供的太阳能电池的制备方法的另一种流程示意图。

图3为图2所示制备方法的过程中第二隧穿材料层和第二本征半导体材料层形成后的局部截面结构示意图。

图4为图2所示制备方法的过程中第二掺杂半导体材料层和硼硅玻璃层形成后的局部截面结构示意图。

图5为图2所示制备方法的过程中掩膜层形成后的局部截面结构示意图。

图6为图2所示制备方法的过程中部分硼硅玻璃层被去除后的局部截面结构示意图。

图7为图2所示制备方法的过程中部分区域的第二掺杂半导体材料层和第二隧穿材料层被去除后的局部截面结构示意图。

图8为图2所示制备方法的过程中第一隧穿材料层、掺杂非晶半导体层和保护层形成后的局部截面结构示意图。

图9为图2所示制备方法的过程中部分区域的保护层被去除后的局部截面结构示意图。

图10为图2所示制备方法的过程中隔离槽形成后的局部截面结构示意图。

图11为图2所示制备方法的过程中半导体衬底制绒后的局部截面结构示意图。

图12为图2所示制备方法的过程中保护层和硼硅玻璃层被去除后的局部截面结构示意图。

图13为图2所示制备方法的过程中钝化材料层形成后的局部截面结构示意图。

图14为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的局部截面结构示意图。

附图标记：

1、太阳能电池；11、半导体衬底；11a、第一导电区；11b、第二导电区；11c、隔离区；111、第一面；112、第二面；121、第一隧穿层；122、第一掺杂半导体层；131、第二隧穿层；132、第二掺杂半导体层；141、第一电极；142、第二电极；15、隔离槽；16、第一钝化层组；161、第一钝化层；162、第一减反射层；17、第二钝化层组；171、第二钝化层；172、第二减反射层；21、第二隧穿材料层；22、第二本征半导体材料层；23、第二掺杂半导体材料层；24、硼硅玻璃层；25、掩膜层；26、第一隧穿材料层；27、掺杂非晶半导体层；28、保护层；29、钝化材料层。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。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。但是本申请能够以很多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申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分，这些元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分与另一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层、掺杂类型或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

这里参考作为本申请的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述申请的实施例，这样可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的所示形状的变化。因此，本申请的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造技术导致的形状偏差。例如，显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样，通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行时所经过的表面之间的区中的一些注入。因此，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不表示器件的区的实际形状，且并不限定本申请的范围。

第一方面，参照图1，并结合图3-图14所示，本申请实施例提供一种太阳能电池1的制备方法，该制备方法可以用于制备背接触（Back Contact，BC）电池、隧穿氧化层钝化接触（Tunnel Oxide Passivating Contacts，TOPCon）电池等。

该制备方法具体包括如下步骤：

S100：提供半导体衬底11，半导体衬底11包括相对设置的第一面111和第二面112。在这里，第一面111和第二面112中的一者为向光面，另一者为背光面。可以理解的是，半导体衬底11的材料可以为硅、化合物半导体、‌以及宽禁带半导体材料。示例性地，硅包括晶体硅、非晶硅。化合物半导体包括硒、‌硒化物等。宽禁带半导体材料包括碳化硅、氮化镓、金刚石等。需要说明的是，可以在该步骤中对半导体衬底11进行双面抛光。例如：在60℃-80℃的碱性抛光溶液处理200s-250s，半导体衬底11的表面形成大小为13μm-18μm的块状结构。碱性抛光溶液可以包括四甲基氨基氢氧化物、氢氧化钾和抛光剂等。

S400：采用第一等离子体工艺于至少部分第一面111上形成第一隧穿层121。示例性地，第一隧穿层121的材质可以为电介质材料，例如：氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅、氟化镁、非晶硅、多晶硅、碳化硅或氧化钛等。具体地，可以采用PECVD（Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积）工艺沉积第一隧穿层121。

S500：采用第二等离子体工艺对第一隧穿层121进行氢化处理。对第一隧穿层121进行氢化处理，可以对第一隧穿层121表面的悬挂键进行氢饱和，降低了不饱和悬挂键的密度，提高了第一隧穿层121的钝化质量和钝化性能。此外，在第一等离子体工艺完成后，接着进行第二等离子体工艺，有利于降低工艺成本。如：可以在同一个腔体内进行第一等离子体工艺和第二等离子体工艺，无需将半导体衬底11从一个腔室转移到另一个腔室，从而无需重复构建等离子体工艺所需的真空环境。

S600：于第一隧穿层121远离半导体衬底11的一侧形成第一掺杂半导体层122。第一掺杂半导体层122的材质可以是非晶硅、多晶硅、微晶硅、碳化硅等。可以理解的是，可以采用ALD（Atomic Layer Deposition，原子层沉积）、PECVD（Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积）、PEALD（Plasma Enhanced Atomic LayerDeposition，等离子体增强原子层沉积）、LPCVD（Low Pressure Chemical VaporDeposition，低压化学气相沉积）等工艺制备第一掺杂半导体层122。第一掺杂半导体层122的掺杂类型可以为N型或P型。

S1000：于第一掺杂半导体层122远离半导体衬底11的一侧形成与第一掺杂半导体层122欧姆接触的第一电极141。第一电极141的材料包括但不限于铝、钛、镍、钴、银、铜以及锡中的一种或多种。第一电极141可以通过涂布、烧结形成。

在其中一个实施例中，第二等离子体工艺的工艺气体包括氨气和氩气。如此，在第二等离子体工艺中，Ar离子的轰击可以增强NH₃中H的电离，电离的H可降低第一隧穿层121表面不饱和悬挂键的密度。NH₃中电离的N可以在第一隧穿层121表面形成一层富氮层，金属化烧结时阻挡H渗出，抑制第一隧穿层121在烧结过程中钝化质量下降，并且富氮层中的N能够增强Si-H键的能量，进一步改善第一掺杂半导体层122的电性能和热稳定性。

在其中一个实施例中，氨气和氩气的体积流量比介于3:1-2:1。示例性地，氨气和氩气的体积流量比可以为3:1、2.5:1、2:1等。通过使氨气和氩气的体积流量比介于上述范围内，有利于较好地降低第一隧穿层121表面不饱和悬挂键的密度，以及进一步改善第一掺杂半导体层122的电性能和热稳定性。

在其中一个实施例中，第二等离子体工艺的腔体压力介于1200mbar-1500mbar。示例性地，第二等离子体工艺的腔体压力可以为1200mbar、1300mbar、1400mbar、1500mbar等。

在其中一个实施例中，第二等离子体工艺的功率介于11000W-13000W。示例性地，第二等离子体工艺的功率可以为11000W、12000W、13000W等。

在其中一个实施例中，第二等离子体工艺的处理时间介于50s-60s。示例性地，第二等离子体工艺的处理时间可以为50s、55s、58s、60s等。

在其中一个实施例中，第二等离子体工艺的处理温度介于440℃-455℃。示例性地，第二等离子体工艺的处理温度可以为440℃、450℃、455℃等。

通过使第二等离子体工艺的工艺参数介于上述范围内，有利于较好地降低第一隧穿层121表面不饱和悬挂键的密度，以及进一步改善第一掺杂半导体层122的电性能和热稳定性。

在其中一个实施例中，S600：于第一隧穿层121远离半导体衬底11的一侧形成第一掺杂半导体层122，具体包括如下步骤：

S610：采用第三等离子体工艺于第一隧穿层121远离半导体衬底11的一侧形成掺杂非晶半导体层27。示例性地，掺杂非晶半导体层27可以是含磷的非晶硅层，进一步地，可以采用PECVD工艺沉积含磷的非晶硅层。需要说明的是，在沉积掺杂非晶半导体层27的过程中，可以采用分步沉积的方式。

S620：于掺杂非晶半导体层27远离半导体衬底11的一侧形成保护层28。示例性地，保护层28可以是氧化硅层，进一步地，可以采用PECVD工艺沉积氧化硅层。具体地，可以通入甲硅烷和一氧化二氮在掺杂非晶半导体层27的表面沉积氧化硅层。甲硅烷和一氧化二氮的体积流量之比可以为2:9、1:4.8、1:5等；腔体压力可以为1400mbar-1600mbar；功率可以为8500W-9500W；温度可以为430℃-440℃；沉积时间可以为40s-50s。

S630：对掺杂非晶半导体层27进行晶化处理，以形成第一掺杂半导体层122。示例性地，可以将半导体衬底11放入退火炉，恒温温度为900℃-930℃，恒温时间为40s-60s，升温速率为0.1℃/s，升温时间为250s-350s。需要说明的是，退火炉中的初始温度可以在810℃-825℃之间，在升温时，可以升温多次，每次的升温时间为250s-350s。保护层28和第一掺杂半导体层122形成后的结构如图8所示。

在其中一个实施例中，第一等离子体工艺、第二等离子体工艺和第三等离子体工艺均采用同一等离子体设备。具体地，采用PECVD设备进行第一等离子体工艺、第二等离子体工艺和第三等离子体工艺。如此，在制备第一隧穿层121和第一掺杂半导体层122的过程中，制备工艺连续性较好，在同一个腔体内接续进行第一等离子体工艺、第二等离子体工艺和第三等离子体工艺，无需将半导体衬底11从一个腔室转移到另一个腔室，从而无需重复构建等离子体工艺所需的真空环境，降低了工艺成本。此外，在整个过程中，无需将半导体衬底11从腔室中拿到空气环境中，避免了外界环境中的杂质对半导体衬底11、第一隧穿层121和第一掺杂半导体层122的污染。

在其中一个实施例中，第三等离子体工艺的工艺气体包括甲硅烷、氩气和磷化氢。需要说明的是，甲硅烷可以提供硅源，磷化氢可以提供掺杂源。使用氩气，一方面能够促进甲硅烷的电离增加沉积速率，另一方面能够降低掺杂非晶半导体层27中的含H量，控制孔隙率，降低掺杂非晶半导体层27在晶化过程中发生爆膜的几率。

在其中一个实施例中，甲硅烷、氩气和磷化氢的体积流量比介于22:40:1-22:55:1。示例性地，甲硅烷、氩气和磷化氢的体积流量比可以为22:40:1、22:48:1、22:52:1、22:55:1等。

在其中一个实施例中，第三等离子体工艺的腔体压力介于2700mbar-2900mbar。示例性地，第三等离子体工艺的腔体压力可以为2700mbar、2800mbar、2900mbar等。

在其中一个实施例中，第三等离子体工艺的功率介于12000W-13000W。示例性地，第三等离子体工艺的功率可以为12000W、12500W、12800W、13000W等。

在其中一个实施例中，第三等离子体工艺的处理时间介于3450s-3550s。示例性地，第三等离子体工艺的处理时间可以为3450s、3500s、3550s等。

在其中一个实施例中，第三等离子体工艺的处理温度介于440℃-455℃。示例性地，第三等离子体工艺的处理温度可以为440℃、450℃、455℃等。

通过使第三等离子体工艺的工艺参数介于上述范围内，一方面能够促进甲硅烷的电离增加沉积速率，另一方面能够降低掺杂非晶半导体层27中的含H量，控制孔隙率，降低掺杂非晶半导体层27在晶化过程中发生爆膜的几率。

在其中一个实施例中，第一等离子体工艺的工艺气体包括一氧化二氮，一氧化二氮的体积流量介于10000sccm-12000sccm。示例性地，一氧化二氮的体积流量可以为10000sccm、11000sccm、12000sccm。

在其中一个实施例中，第一等离子体工艺的腔体压力介于2700mbar-2900mbar。示例性地，第一等离子体工艺的腔体压力可以为2700mbar、2800mbar、2900mbar等。

在其中一个实施例中，第一等离子体工艺的功率介于15000W-16000W。示例性地，第一等离子体工艺的功率可以为15000W、15500W、16000W等。

在其中一个实施例中，第一等离子体工艺的处理时间介于100s-140s。示例性地，第一等离子体工艺的处理时间可以为100s、120s、130s、140s等。

在其中一个实施例中，第一等离子体工艺的处理温度介于430℃-450℃。示例性地，第一等离子体工艺的处理温度可以为430℃、440℃、450℃等。

通过使第一等离子体工艺的工艺参数介于上述范围内，有利于形成膜层质量较好、厚度比较均匀的第一隧穿层121。

需要说明的是，第一等离子体工艺、第二等离子体工艺和第三等离子体工艺的处理温度均介于400℃-500℃之间。在同一个腔体内接续进行第一等离子体工艺、第二等离子体工艺和第三等离子体工艺，由于各段工艺的处理温度接近，无需进行反复升温，有利于降低太阳能电池1的制备时间和制备成本。

在其中一个实施例中，参照图5所示，半导体衬底11上设有沿第一方向X排布的第一导电区11a和第二导电区11b。第一方向X垂直于半导体衬底11的厚度方向。进一步地，半导体衬底11上还设有隔离区11c，隔离区11c位于第一导电区11a和第二导电区11b之间。

S400：采用第一等离子体工艺于至少部分第一面111上形成第一隧穿层121，具体包括如下步骤：

S410：采用第一等离子体工艺于位于第一导电区11a的第一面111上形成第一隧穿层121。具体地，参照图8所示，在半导体衬底11靠近第一面111的一侧沉积第一隧穿材料层26，第一隧穿材料层26覆盖在第一导电区11a、第二导电区11b和隔离区11c，其中，覆盖在第一导电区11a的第一隧穿材料层26形成第一隧穿层121。

在其中一个实施例中，参照图2所示，S100：提供半导体衬底11之后，S400：采用第一等离子体工艺于至少部分第一面111上形成第一隧穿层121之前，还包括如下步骤：

S200：于位于第二导电区11b的第一面111上形成第二隧穿层131。具体地，参照图3所示，在第一面111和第二面112上形成第二隧穿材料层21。其中，位于第二导电区11b且位于第一面111上的第二隧穿材料层21形成第二隧穿层131。

示例性地，可以通过LPCVD工艺沉积第二隧穿层131。第二隧穿层131的材质可以为电介质材料，例如：氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅、氟化镁、非晶硅、多晶硅、碳化硅或氧化钛等。

S300：于第二隧穿层131远离半导体衬底11的一侧形成第二掺杂半导体层132。示例性地，参照图3所示，首先，通过LPCVD工艺在第二隧穿材料层21上沉积第二本征半导体材料层22（例如本征微晶非晶混合层），接着，参照图4所示，将半导体衬底11放入退火炉，在第二本征半导体材料层22上沉积硼硅玻璃层24，在高温下将第二本征半导体材料层22晶化，并且硼硅玻璃层24中的硼掺杂入第二本征半导体材料层22中，从而形成第二掺杂半导体材料层23。接着，参照图5所示，在第一面111所在的一侧形成掩膜层25，使位于隔离区11c和第一导电区11a的第二掺杂半导体材料层23暴露。接着，参照图6所示，去除第二面112的硼硅玻璃层24、以及在第一面111上且位于隔离区11c和第一导电区11a的硼硅玻璃层24。示例性地，可以采用氢氟酸溶液或者激光去除硼硅玻璃层24。接着，参照图7所示，采用碱性溶液去除掩膜层25，以保留的硼硅玻璃层24为掩膜，使用添加有抛光剂的碱性溶液去除其它区域的第二隧穿材料层21和第二掺杂半导体材料层23，使第二导电区11b的第二隧穿材料层21和第二掺杂半导体材料层23保留。接着，将半导体衬底11依次放入氨水溶液清洗5min、放入盐酸溶液清洗5min、放入氢氟酸溶液中清洗10s，清洗完成后进行后续步骤。

在其中一个实施例中，S410：采用第一等离子体工艺于位于第一导电区11a的第一面111上形成第一隧穿层121，包括如下步骤：

S411：采用第一等离子体工艺于位于第一导电区11a和隔离区11c的第一面111上形成第一隧穿材料层26。参照图8所示，位于第一导电区11a，且位于第一面111上的第一隧穿材料层26形成第一隧穿层121，其中，第一隧穿材料层26还会覆盖保留的硼硅玻璃层24上。

S600：于第一隧穿层121远离半导体衬底11的一侧形成第一掺杂半导体层122之后，S1000：于第一掺杂半导体层122远离半导体衬底11的一侧形成与第一掺杂半导体层122欧姆接触的第一电极141之前，还包括如下步骤：

S700：去除位于隔离区11c的第一隧穿材料层26，并于位于隔离区11c的第一面111上形成隔离槽15。具体地，参照图9所示，首先使用激光器对隔离区11c的保护层28进行开膜，在此过程中，还可以使用单面链式HF清洗机去除半导体衬底11第二面112边缘和侧边绕镀的保护层28。接着，参照图10所示，将半导体衬底11放入包含抛光剂的碱性溶液（如氨水和氢氧化钾溶液）中，将隔离区11c的第一隧穿层121和第一掺杂半导体层122去除，并在半导体衬底11上刻蚀形成隔离槽15，隔离槽15的深度为3μm左右。

S800：对半导体衬底11进行制绒处理。具体地，参照图11所示，首先将半导体衬底11放入包含制绒添加剂的碱性溶液（如氨水溶液）中，进行制绒处理。接着，参照图12所示，采用氢氟酸溶液去除硼硅玻璃层24和保护层28。

S900：于第一掺杂半导体层122远离半导体衬底11的一侧形成第一钝化层组16，并于第二面112上形成第二钝化层组17。示例性地，可以在第一面111和第二面112分别沉积钝化材料层29，位于第一面111的钝化材料层29形成第一钝化层组16，位于第二面112的钝化材料层29形成第二钝化层组17。

可选地，首先采用ALD工艺在第一面111和第二面112上分别沉积一层5nm-10nm厚的氧化铝层，接着，采用PECVD工艺在第一面111和第二面112上分别沉积多层氮化硅层，氮化硅层的折射率介于2-2.3。其中，第一面111上的氧化铝层和氮化硅层构成第一钝化层组16，第二面112上的氧化铝层和氮化硅层构成第二钝化层组17。

S900完成后，进行S1000。可以理解在是，在S1000中，可以同步形成第一电极141和第二电极142。参照图14所示，第一电极141贯穿第一钝化层组16与第一掺杂半导体层122欧姆接触，第二电极142贯穿第一钝化层组16与第二掺杂半导体层132欧姆接触。第一电极141和第二电极142可以通过涂布、烧结形成，其中烧结温度可以介于840℃-850℃。

需要说明的是，发明人经过测试发现，采用本申请实施例提供的制备方法制备的太阳能电池与传统方法制备的太阳能电池相比，PL亮度提升约5000。

第二方面，参照图14所示，本申请实施例提供一种太阳能电池1，该太阳能电池1可以通过前文所述的制备方法制得。该太阳能电池1可以为背接触（Back Contact，BC）电池、隧穿氧化层钝化接触（Tunnel Oxide Passivating Contacts，TOPCon）电池等。

具体地，该太阳能电池1包括半导体衬底11、第一隧穿层121、第一掺杂半导体层122和第一电极141。半导体衬底11包括相对设置的第一面111和第二面112。第一隧穿层121设于至少部分第一面111上。第一掺杂半导体层122设于第一隧穿层121远离半导体衬底11的一侧。第一电极141设于第一掺杂半导体层122远离半导体衬底11的一侧，且与第一掺杂半导体层122欧姆接触。

其中，第一隧穿层121被配置为：在采用等离子体工艺沉积形成后被等离子体工艺氢化处理。

本申请实施例提供的太阳能电池1，在采用等离子体工艺沉积形成第一隧穿层121后，采用等离子体工艺对第一隧穿层121进行氢化处理，可以降低第一隧穿层121表面不饱和悬挂键的密度，提高第一隧穿层121的钝化质量和钝化性能，进而有助于提升电池效率。

在其中一个实施例中，半导体衬底11上设有沿第一方向X排布的第一导电区11a、第二导电区11b和隔离区11c，隔离区11c位于第一导电区11a和第二导电区11b之间。第一方向X垂直于半导体衬底11的厚度方向。第一隧穿层121设于位于第一导电区11a的第一面111上。

太阳能电池1还包括第二隧穿层131、第二掺杂半导体层132、隔离槽15、第一钝化层组16、第二钝化层组17和第二电极142。第二隧穿层131设于位于第二导电区11b的第一面111上。第二掺杂半导体层132设于第二隧穿层131远离半导体衬底11的一侧。隔离槽15设于位于隔离区11c的第一面111上。第一钝化层组16设于第一掺杂半导体层122和第二掺杂半导体层132远离半导体衬底11的一侧，第一钝化层组16还覆盖隔离槽15的槽壁上。第二钝化层组17设于第二面112上。第二电极142贯穿第一钝化层组16，且与第二掺杂半导体层132欧姆接触。

可选地，第一钝化层组16包括层叠设置的第一钝化层161和第一减反射层162，第二钝化层组17包括层叠设置的第二钝化层171和第二减反射层172。第一钝化层161和第二钝化层171的材质可以为氧化铝，第一减反射层162和第二减反射层172的材质可以包括氮化硅和氮氧化硅。

在其中一个实施例中，太阳能电池1还包括富氮层，第一隧穿层121远离半导体衬底11一侧的至少部分表面上设有富氮层。需要说明的是，采用第二等离子体工艺对第一隧穿层121进行氢化处理的过程中，Ar离子的轰击可以增强NH₃中H的电离，电离的H可降低第一隧穿层121表面不饱和悬挂键的密度。NH₃中电离的N可以在第一隧穿层121表面形成一层富氮层，金属化烧结时阻挡H渗出，抑制第一隧穿层121在烧结过程中钝化质量下降，并且富氮层中的N能够增强Si-H键的能量，进一步改善第一掺杂半导体层122的电性能和热稳定性。可以理解的是，富氮层为包含氮元素的膜层。

第三方面，本申请实施例提供一种光伏组件，包括第二方向任一实施例中的太阳能电池。

示例性地，该光伏组件包括多个太阳能电池，多个太阳能电池可通过焊带而串焊在一起，从而将单个太阳能电池产生的电能进行汇集以便进行后续的输送。当然，太阳能电池之间可以间隔排布，也可以采用叠瓦形式堆叠在一起。

进一步地，光伏组件还包括封装层和盖板，封装层用于覆盖电池串的表面，盖板用于覆盖封装层远离电池串的表面。太阳能电池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电连接。封装层覆盖太阳能电池的表面。示例性地，封装层可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯胶膜等有机封装胶膜。盖板可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。

应该理解的是，在本申请实施例中，附图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的第一面和第二面；

采用第一等离子体工艺于至少部分所述第一面上形成第一隧穿层；

采用第二等离子体工艺对所述第一隧穿层进行氢化处理；

于所述第一隧穿层远离所述半导体衬底的一侧形成第一掺杂半导体层；

于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧形成与所述第一掺杂半导体层欧姆接触的第一电极。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第二等离子体工艺的工艺气体包括氨气和氩气，所述氨气和所述氩气的体积流量比介于3:1-2:1；

和/或，所述第二等离子体工艺的腔体压力介于1200mbar-1500mbar；

和/或，所述第二等离子体工艺的功率介于11000W-13000W；

和/或，所述第二等离子体工艺的处理时间介于50s-60s；

和/或，所述第二等离子体工艺的处理温度介于440℃-455℃。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述于所述第一隧穿层远离所述半导体衬底的一侧形成第一掺杂半导体层，包括：

采用第三等离子体工艺于所述第一隧穿层远离所述半导体衬底的一侧形成掺杂非晶半导体层；

于所述掺杂非晶半导体层远离所述半导体衬底的一侧形成保护层；

对所述掺杂非晶半导体层进行晶化处理，以形成所述第一掺杂半导体层。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一等离子体工艺、所述第二等离子体工艺和所述第三等离子体工艺均采用同一等离子体设备。

5.根据权利要求3所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第三等离子体工艺的工艺气体包括甲硅烷、氩气和磷化氢，甲硅烷、氩气和磷化氢的体积流量比介于22:40:1-22:55:1；

和/或，所述第三等离子体工艺的腔体压力介于2700mbar-2900mbar；

和/或，所述第三等离子体工艺的功率介于12000W-13000W；

和/或，所述第三等离子体工艺的处理时间介于3450s-3550s；

和/或，所述第三等离子体工艺的处理温度介于440℃-455℃。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一等离子体工艺的工艺气体包括一氧化二氮，所述一氧化二氮的体积流量介于10000sccm-12000sccm；

和/或，所述第一等离子体工艺的腔体压力介于2700mbar-2900mbar；

和/或，所述第一等离子体工艺的功率介于15000W-16000W；

和/或，所述第一等离子体工艺的处理时间介于100s-140s；

和/或，所述第一等离子体工艺的处理温度介于430℃-450℃。

7.根据权利要求1-6任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述半导体衬底上设有沿第一方向排布的第一导电区和第二导电区；所述第一方向垂直于所述半导体衬底的厚度方向；

所述采用第一等离子体工艺于至少部分所述第一面上形成第一隧穿层，包括：

采用第一等离子体工艺于位于所述第一导电区的所述第一面上形成第一隧穿层。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述提供半导体衬底之后，所述采用第一等离子体工艺于至少部分所述第一面上形成第一隧穿层之前，包括：

于位于第二导电区的所述第一面上形成第二隧穿层；

于所述第二隧穿层远离所述半导体衬底的一侧形成第二掺杂半导体层。

9.根据权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述半导体衬底上还设有隔离区，所述隔离区位于所述第一导电区和所述第二导电区之间；

所述采用第一等离子体工艺于位于所述第一导电区的所述第一面上形成第一隧穿层，包括：采用第一等离子体工艺于位于所述第一导电区和所述隔离区的所述第一面上形成第一隧穿材料层；其中，位于所述第一导电区且位于所述第一面上的第一隧穿材料层形成所述第一隧穿层；

所述于所述第一隧穿层远离所述半导体衬底的一侧形成第一掺杂半导体层之后，所述于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧形成与所述第一掺杂半导体层欧姆接触的第一电极之前，包括：

去除位于所述隔离区的所述第一隧穿材料层，并于位于所述隔离区的所述第一面上形成隔离槽；

对所述半导体衬底进行制绒处理；

于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧形成第一钝化层组，并于所述第二面上形成第二钝化层组。

10.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

半导体衬底，包括相对设置的第一面和第二面；

第一隧穿层，设于至少部分所述第一面上；

第一掺杂半导体层，设于所述第一隧穿层远离所述半导体衬底的一侧；以及

第一电极，设于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧，且与所述第一掺杂半导体层欧姆接触；

其中，所述第一隧穿层被配置为：在采用等离子体工艺沉积形成后被等离子体工艺氢化处理。

11.根据权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体衬底上设有沿第一方向排布的第一导电区、第二导电区和隔离区，所述隔离区位于所述第一导电区和所述第二导电区之间；所述第一方向垂直于所述半导体衬底的厚度方向；所述第一隧穿层设于位于所述第一导电区的所述第一面上；

所述太阳能电池还包括：

第二隧穿层，设于位于所述第二导电区的所述第一面上；

第二掺杂半导体层，设于所述第二隧穿层远离所述半导体衬底的一侧；

隔离槽，设于位于所述隔离区的所述第一面上；

第一钝化层组，设于所述第一掺杂半导体层和所述第二掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧；

第二钝化层组，设于所述第二面上；

第二电极，贯穿所述第一钝化层组，且与所述第二掺杂半导体层欧姆接触。

12.根据权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括富氮层，所述第一隧穿层远离所述半导体衬底一侧的至少部分表面上设有所述富氮层。

13.一种光伏组件，其特征在于，包括如权利要求10-12任一项所述的太阳能电池。