CN120857700B - 光伏电池及其制备方法、光伏组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光伏电池及其制备方法、光伏组件。光伏电池的制备方法包括如下步骤：提供光伏电池预成品，光伏电池预成品沿厚度方向具有相对的第一表面和第二表面；使用第一工艺气体在第一温度下于第一表面上沉积第一钝化减反层；使用第二工艺气体在第二温度下于第一钝化减反层上沉积第二钝化减反层；使用第三工艺气体在第三温度下于第二钝化减反层上沉积第三钝化减反层；其中，第二温度大于第一温度，第二温度大于第三温度；第二工艺气体中氢气的流量大于第一工艺气体中氢气的流量以及第三工艺气体中氢气的流量；第二工艺气体中氢气的流量占比大于第一工艺气体中氢气的流量占比以及第三工艺气体中氢气的流量占比。

Description

光伏电池及其制备方法、光伏组件

技术领域

本申请涉及光伏技术领域，特别是涉及光伏电池及其制备方法、光伏组件。

背景技术

光伏电池的钝化减反层是提升光伏电池的光电转换效率的关键组成部分，其主要通过减少光反射和降低表面复合来实现这一目标。光伏电池的钝化减反层的材料通常包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。传统的钝化减反层的制备方法中，以硅烷、氨气和笑气作为工艺气体，采用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）进行制备。然而，传统的制备方法获得的钝化减反层中，受离化率低（硅烷和氨气本身性质影响）和高温逸出（高温沉积，游离氢容易从膜层中逸出）的影响，膜层中的游离氢含量通常低于20at%，进而导致钝化减反层钝化晶硅电池的表面缺陷的效果有限。

发明内容

基于此，有必要提供光伏电池及其制备方法、光伏组件。本申请的光伏电池的制备方法能够制备得到膜层中游离氢含量较高的钝化减反层，实现较好的钝化效果，进而能够提高光伏电池的转换效率。

第一方面，本申请提供一种光伏电池的制备方法，包括如下步骤：

提供光伏电池预成品，所述光伏电池预成品沿厚度方向具有相对的第一表面和第二表面；

使用第一工艺气体在第一温度下于所述第一表面上沉积第一钝化减反层，所述第一工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

使用第二工艺气体在第二温度下于所述第一钝化减反层上沉积第二钝化减反层，所述第二工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第三工艺气体在第三温度下于所述第二钝化减反层上沉积第三钝化减反层，所述第三工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，所述第二温度大于所述第一温度且两者的差值小于或等于30℃，所述第二温度大于所述第三温度且两者的差值小于或等于30℃；所述第二工艺气体中氢气的流量大于所述第一工艺气体中氢气的流量以及所述第三工艺气体中氢气的流量；所述第二工艺气体中氢气的流量占比大于所述第一工艺气体中氢气的流量占比以及所述第三工艺气体中氢气的流量占比。

在其中一些实施方式中，所述第二表面为绒面，所述光伏电池的制备方法还包括如下步骤：

使用第四工艺气体在第四温度下于所述第二表面上沉积第四钝化减反层，所述第四工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第五工艺气体在第五温度下于所述第四钝化减反层上沉积第五钝化减反层，所述第五工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，所述第四温度大于所述第五温度且两者的差值大于或等于60℃；所述第四温度大于所述第二温度且两者的差值大于或等于60℃；所述第五温度与所述第一温度和所述第三温度之间的差值的绝对值均小于或等于30℃。

在其中一些实施方式中，所述第四温度为420℃~480℃；所述第五温度为330℃~400℃。

在其中一些实施方式中，所述第二表面为绒面，所述光伏电池的制备方法还包括如下步骤：

使用第四工艺气体在第四温度下于所述第二表面上沉积第四钝化减反层，所述第四工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第五工艺气体在第五温度下于所述第四钝化减反层上沉积第五钝化减反层，所述第五工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，所述第四温度小于所述第五温度且两者的差值小于或等于30℃；所述第四温度大于所述第二温度且两者的差值大于或等于60℃；所述第五温度大于所述第一温度且两者的差值大于或等于60℃；所述第五温度大于所述第三温度且两者之间的差值大于或等于60℃。

在其中一些实施方式中，所述第四温度为420℃~480℃；所述第五温度为430℃~490℃。

在其中一些实施方式中，所述第二表面为绒面，所述光伏电池的制备方法还包括如下步骤：

对所述光伏电池预成品在预热温度下进行预热处理；

使用第四工艺气体在第四温度下于所述第二表面上沉积第四钝化减反层，所述第四工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第五工艺气体在第五温度下于所述第四钝化减反层上沉积第五钝化减反层，所述第五工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，所述预热温度大于所述第一温度、所述第二温度、所述第三温度、所述第四温度以及所述第五温度，且与其差值均大于或等于60℃；所述第四温度大于所述第五温度且两者的差值小于或等于30℃；所述第四温度大于所述第二温度且两者的差值小于或等于30℃；所述第五温度与所述第一温度的差值的绝对值小于或等于30℃；所述第五温度与所述第三温度的差值的绝对值小于或等于30℃。

在其中一些实施方式中，所述预热温度为430℃~490℃；所述预热处理的时间为300s~3600s；所述第四温度为340℃~410℃；所述第五温度为330℃~400℃。

在其中一些实施方式中，所述第四工艺气体中氢气的流量大于所述第五工艺气体中氢气的流量；所述第四工艺气体中氢气的流量占比大于所述第五工艺气体中氢气的流量占比。

在其中一些实施方式中，所述第四工艺气体中氢气的流量占比为5%~60%；所述第五工艺气体中氢气的流量占比为4%~20%。

在其中一些实施方式中，所述第四钝化减反层的厚度为40nm~80nm；所述第五钝化减反层的厚度为40nm~100nm。

在其中一些实施方式中，所述光伏电池预成品包括硅衬底以及分别设置于所述硅衬底的两个相对表面上的N型掺杂硅层和P型掺杂硅层；所述第一钝化减反层于所述N型掺杂硅层的远离所述硅衬底的表面上制备；所述第四钝化减反层于所述P型掺杂硅层远离所述硅衬底的表面上制备。

在其中一些实施方式中，所述第一温度为330℃~400℃；所述第二温度为340℃~410℃；所述第三温度为330℃~400℃。

在其中一些实施方式中，所述第一工艺气体中氢气的流量占比为5%~30%；所述第二工艺气体中氢气的流量占比为9%~65%；所述第三工艺气体中氢气的流量占比为5%~30%。

在其中一些实施方式中，所述第一钝化减反层的厚度为1nm~15nm；所述第二钝化减反层的厚度为60nm~120nm；所述第三钝化减反层的厚度为5nm~40nm。

第二方面，本申请提供一种光伏电池，通过上述中任一项所述的光伏电池的制备方法制备得到，包括：

硅衬底；所述硅衬底的两个相对设置的表面上分别设置有的N型掺杂硅层和P型掺杂硅层；

依次层叠设置于所述N型掺杂硅层的远离所述硅衬底的表面上的所述第一钝化减反层、所述第二钝化减反层和所述第三钝化减反层；

以及依次层叠设置于所述P型掺杂硅层的远离所述硅衬底的表面上的所述第四钝化减反层和所述第五钝化减反层。

第三方面，本申请提供一种光伏组件，包括：

盖板；

至少一个电池串，所述电池串包括多个上述的光伏电池；

以及封装层，所述封装层位于所述盖板和所述电池串之间，所述盖板通过所述封装层与所述电池串连接。

氢气吸收约435kJ的能量可解离出2mol的游离氢，而硅烷或氨气需要吸收约800kJ的能量才能解离出2mol的游离氢，上述光伏电池的制备方法中，在工艺气体中引入氢气，能够提高钝化减反层中的游离氢含量。其中，以相对较高的沉积温度、氢气流量、氢气流量占比沉积的第二钝化减反层作为主要的钝化减反层，其于层叠的钝化减反层中提供主要的氢气氢含量。第一钝化减反层位于光伏电池预成品和第二钝化减反层之间，通过相较于第二钝化减反层相对较低的沉积温度、氢气流量、氢气流量占比进行制备，能够实现钝化减反层和光伏电池预成品之间较好的接触效果、对光伏电池预成品表面缺陷较好的钝化效果和对光伏电池预成品较小的沉积损伤，提高钝化性能。第三钝化减反层位于第二钝化减反层远离光伏电池预成品的表面上，通过相较于第二钝化减反层相对较低的沉积温度、氢气流量、氢气流量占比进行制备，能够减少第二钝化减反层中的游离氢的溢出。本申请的光伏电池的制备方法能够制备得到膜层中游离氢含量较高（25%以上）的钝化减反层，实现较好的钝化效果，降低光伏电池的体表缺陷态密度，降低非辐射复合，进而能够提高光伏电池的转换效率。

附图说明

图1为本申请一实施方式提供的光伏电池的结构示意图；

图2为本申请实施例1中光伏电池光致发光测试的结果示意图；

图3为本申请实施例2中光伏电池光致发光测试的结果示意图；

图4为本申请实施例3中光伏电池光致发光测试的结果示意图；

图5为本申请对比例1中光伏电池光致发光测试的结果示意图。

附图标记说明：

10-硅衬底；20-隧穿氧化层；30-N型掺杂硅层；40-第一钝化减反层；50-第二钝化减反层；60-第三钝化减反层；70-第一电极；80-P型掺杂硅层；90-第四钝化减反层；100-第五钝化减反层；110-第二电极。

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。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”，“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”，“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请一实施方式提供一种光伏电池的制备方法，包括如下步骤：

提供光伏电池预成品，光伏电池预成品沿厚度方向具有相对的第一表面和第二表面；

使用第一工艺气体在第一温度下于第一表面上沉积第一钝化减反层40，第一工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

使用第二工艺气体在第二温度下于第一钝化减反层40上沉积第二钝化减反层50，第二工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第三工艺气体在第三温度下于第二钝化减反层50上沉积第三钝化减反层60，第三工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，第二温度大于第一温度且两者的差值小于或等于30℃，第二温度大于第三温度且两者的差值小于或等于30℃；第二工艺气体中氢气的流量大于第一工艺气体中氢气的流量以及第三工艺气体中氢气的流量；第二工艺气体中氢气的流量占比大于第一工艺气体中氢气的流量占比以及第三工艺气体中氢气的流量占比。

氢气吸收约435kJ的能量可解离出2mol的游离氢，而硅烷或氨气需要吸收约800kJ的能量才能解离出2mol的游离氢，上述光伏电池的制备方法中，在工艺气体中引入氢气，能够提高钝化减反层中的游离氢含量。其中，以相对较高的沉积温度、氢气流量、氢气流量占比沉积的第二钝化减反层50作为主要的钝化减反层，其于层叠的钝化减反层中提供主要的氢气氢含量。第一钝化减反层40位于光伏电池预成品和第二钝化减反层50之间，通过相较于第二钝化减反层50相对较低的沉积温度、氢气流量、氢气流量占比进行制备，能够实现钝化减反层和光伏电池预成品之间较好的接触效果、对光伏电池预成品表面缺陷较好的钝化效果和对光伏电池预成品较小的沉积损伤，提高钝化性能。第三钝化减反层60位于第二钝化减反层50远离光伏电池预成品的表面上，通过相较于第二钝化减反层50相对较低的沉积温度、氢气流量、氢气流量占比进行制备，能够减少第二钝化减反层50中的游离氢的溢出。本申请的光伏电池的制备方法能够制备得到膜层中游离氢含量较高（25%以上）的钝化减反层，实现较好的钝化效果，降低光伏电池的体表缺陷态密度，降低非辐射复合，进而能够提高光伏电池的转换效率。

在其中一些实施方式中，第一温度为330℃~400℃；第二温度为340℃~410℃；第三温度为330℃~400℃。

在上述第一温度、第二温度和第三温度的范围内，便于制备得到膜层中游离氢含量较高的钝化减反层，实现较好的钝化效果，降低光伏电池的体表缺陷态密度，降低非辐射复合，进而能够提高光伏电池的转换效率。

可选地，第一温度为330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或400℃，或者，第一温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

可选地，第二温度为340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃或410℃，或者，第二温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

可选地，第三温度为330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或400℃，或者，第三温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第一工艺气体中氢气的流量占比为5%~30%；第二工艺气体中氢气的流量占比为9%~65%；第三工艺气体中氢气的流量占比为5%~30%。

在上述各工艺气体中氢气的流量占比的范围内，便于实现第二钝化减反层50提供主要的氢含量，第一钝化减反层40实现和光伏电池预成品直接较好的接触效果、对光伏电池预成品表面缺陷较好，第三钝化减反层60减少第二钝化减反层50中的游离氢的溢出。从而便于实现制备得到膜层中游离氢含量较高的钝化减反层，实现较好的钝化效果，降低光伏电池的体表缺陷态密度，降低非辐射复合，进而能够提高光伏电池的转换效率。

可选地，第一工艺气体中氢气的流量占比为5%、8%、10%、15%、20%、25%、28%或30%，或者，第一工艺气体中氢气的流量占比也可以在上述任意两个流量占比之间的范围内。

可选地，第二工艺气体中氢气的流量占比为9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%或65%，或者，第二工艺气体中氢气的流量占比也可以在上述任意两个流量占比之间的范围内。

可选地，第三工艺气体中氢气的流量占比为5%、8%、10%、15%、20%、25%、28%或30%，或者，第三工艺气体中氢气的流量占比也可以在上述任意两个流量占比之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第一钝化减反层40的厚度为1nm~15nm；第二钝化减反层50的厚度为60nm~120nm；第三钝化减反层60的厚度为5nm~40nm。

可选地，第一钝化减反层40的厚度为1nm、2nm、5nm、8nm、10nm、12nm或15nm，或者，第一钝化减反层40的厚度也可以在上述任意两个厚度之间的范围内。

可选地，第二钝化减反层50的厚度为60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm或120nm，或者，第二钝化减反层50的厚度也可以在上述任意两个厚度之间的范围内。

可选地，第三钝化减反层60的厚度为5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm或40nm，或者，第三钝化减反层60的厚度也可以在上述任意两个厚度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第一钝化减反层40的材料包括氢化氧化硅和氢化氮氧化硅中的至少一种。

在其中一些实施方式中，第二钝化减反层50的材料包括氢化氧化硅和氢化氮化硅中的至少一种。

在其中一些实施方式中，第三钝化减反层60的材料包括氢化氧化硅和氢化氮氧化硅中的至少一种。

在其中一些实施方式中，第一工艺气体中硅烷的流量为500sccm~1500sccm。

可选地，第一工艺气体中硅烷的流量为500sccm、600sccm、700sccm、800sccm、900sccm、1000sccm、1100sccm、1200sccm、1300sccm、1400sccm或1500sccm，或者，第一工艺气体中硅烷的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第一工艺气体中氨气的流量为3000sccm~6000sccm。

可选地，第一工艺气体中氨气的流量为3000sccm、3500sccm、4000sccm、4500sccm、5000sccm、5500sccm或6000sccm，或者，第一工艺气体中氨气的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第一工艺气体中笑气的流量为4000sccm~7000sccm。

可选地，第一工艺气体中笑气的流量为4000sccm、4500sccm、5000sccm、5500sccm、6000sccm、6500sccm或7000sccm，或者，第一工艺气体中笑气的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第一工艺气体中氢气的流量为1000sccm~3000sccm。

可选地，第一工艺气体中氢气的流量为1000sccm、1200sccm、1500sccm、1800sccm、2000sccm、2200sccm、2500sccm、2800sccm或3000sccm，或者，第一工艺气体中氢气的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第二工艺气体中硅烷的流量为1000sccm~3000sccm。

可选地，第二工艺气体中硅烷的流量为1000sccm、1200sccm、1500sccm、1800sccm、2000sccm、2200sccm、2500sccm、2800sccm或3000sccm，或者，第二工艺气体中硅烷的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第二工艺气体中氨气的流量为8000sccm~15000sccm。

可选地，第二工艺气体中氨气的流量为8000sccm、9000sccm、10000sccm、11000sccm、12000sccm、13000sccm、14000sccm或15000sccm，或者，第二工艺气体中氨气的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第二工艺气体中还包括笑气。

在其中一些实施方式中，第二工艺气体中笑气的流量为0~12000sccm。

可选地，第二工艺气体中笑气的流量为0、1000sccm、2000sccm、3000sccm、4000sccm、5000sccm、6000sccm、7000sccm、8000sccm、9000sccm、10000sccm、11000sccm或12000sccm，或者，第二工艺气体中笑气的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第二工艺气体中氢气的流量为3000sccm~20000sccm。

可选地，第二工艺气体中氢气的流量为3000sccm、5000sccm、7000sccm、9000sccm、11000sccm、13000sccm、15000sccm、17000sccm、19000sccm或20000sccm，或者，第二工艺气体中氢气的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第三工艺气体中硅烷的流量为500sccm~1500sccm。

可选地，第三工艺气体中硅烷的流量为500sccm、600sccm、700sccm、800sccm、900sccm、1000sccm、1100sccm、1200sccm、1300sccm、1400sccm或1500sccm，或者，第三工艺气体中硅烷的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第三工艺气体中氨气的流量为3000sccm~6000sccm。

可选地，第三工艺气体中氨气的流量为3000sccm、3500sccm、4000sccm、4500sccm、5000sccm、5500sccm或6000sccm，或者，第三工艺气体中氨气的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第三工艺气体中笑气的流量为4000sccm~7000sccm。

可选地，第三工艺气体中笑气的流量为4000sccm、4500sccm、5000sccm、5500sccm、6000sccm、6500sccm或7000sccm，或者，第三工艺气体中笑气的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第三工艺气体中氢气的流量为1000sccm~3000sccm。

可选地，第三工艺气体中氢气的流量为1000sccm、1200sccm、1500sccm、1800sccm、2000sccm、2200sccm、2500sccm、2800sccm或3000sccm，或者，第三工艺气体中氢气的流量也可以在上述任意两个流量之间的范围内。

在上述各工艺气体中的各气体的流量范围内，便于制备得到膜层中游离氢含量较高的钝化减反层，实现较好的钝化效果，降低光伏电池的体表缺陷态密度，降低非辐射复合，进而能够提高光伏电池的转换效率。

在其中一些实施方式中，第二表面为绒面，光伏电池的制备方法还包括如下步骤：

使用第四工艺气体在第四温度下于第二表面上沉积第四钝化减反层90，第四工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第五工艺气体在第五温度下于第四钝化减反层90上沉积第五钝化减反层100，第五工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，第四温度大于第五温度且两者的差值大于或等于60℃；第四温度大于第二温度且两者的差值大于或等于60℃；第五温度与第一温度和第三温度之间的差值的绝对值均小于或等于30℃。

可以理解的是，对于晶硅电池，其通常正面作为向光面，于绒面上制备发射极。背面则为平面结构。本申请中针对正背面的形貌差异，通过差异化的工艺分别于正面和背面分别制备不同叠层结构的钝化减反层，在降低制备钝化减反层的过程中光伏电池预成品的爆膜风险的同时，还能够共同实现得到膜层中游离氢含量较高（25%以上）的钝化减反层，实现较好的钝化效果，降低光伏电池的体表缺陷态密度，降低非辐射复合，进而能够提高光伏电池的钝化性能、开路电压和转换效率。

在其中一些实施方式中，第四温度为420℃~480℃；第五温度为330℃~400℃。

可选地，第四温度为420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃或480℃，或者，第四温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

可选地，第五温度为330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或400℃，或者，第五温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第二表面为绒面，光伏电池的制备方法还包括如下步骤：

使用第四工艺气体在第四温度下于第二表面上沉积第四钝化减反层90，第四工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第五工艺气体在第五温度下于第四钝化减反层90上沉积第五钝化减反层100，第五工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，第四温度小于第五温度且两者的差值小于或等于30℃；第四温度大于第二温度且两者的差值大于或等于60℃；第五温度大于第一温度且两者的差值大于或等于60℃；第五温度大于第三温度且两者之间的差值大于或等于60℃。

可以理解的是，对于晶硅电池，其通常正面作为向光面，于绒面上制备发射极。背面则为平面结构。本申请中针对正背面的形貌差异，还提出了又一种通过差异化的工艺分别于正面和背面分别制备不同叠层结构的钝化减反层的方法，在降低制备钝化减反层的过程中光伏电池预成品的爆膜风险的同时，还能够共同实现得到膜层中游离氢含量较高（25%以上）的钝化减反层，实现较好的钝化效果，降低光伏电池的体表缺陷态密度，降低非辐射复合，进而能够提高光伏电池的钝化性能、开路电压和转换效率。

在其中一些实施方式中，第四温度为420℃~480℃；第五温度为430℃~490℃。

可选地，第四温度为420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃或480℃，或者，第四温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

可选地，第五温度为430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃或490℃，或者，第五温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第二表面为绒面，光伏电池的制备方法还包括如下步骤：

对光伏电池预成品在预热温度下进行预热处理；

使用第四工艺气体在第四温度下于第二表面上沉积第四钝化减反层90，第四工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第五工艺气体在第五温度下于第四钝化减反层90上沉积第五钝化减反层100，第五工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，预热温度大于第一温度、第二温度、第三温度、第四温度以及第五温度，且与其差值均大于或等于60℃；第四温度大于第五温度且两者的差值小于或等于30℃；第四温度大于第二温度且两者的差值小于或等于30℃；第五温度与第一温度的差值的绝对值小于或等于30℃；第五温度与第三温度的差值的绝对值小于或等于30℃。

可以理解的是，对于晶硅电池，其通常正面作为向光面，于绒面上制备发射极。背面则为平面结构。本申请中针对正背面的形貌差异，还提出了又一种通过差异化的工艺分别于正面和背面分别制备不同叠层结构的钝化减反层的方法，先对光伏电池预成品在相对较高的预热温度下进行预热处理，再于相对较低的温度下沉积第四钝化减反层90和第五钝化减反层100，在降低制备钝化减反层的过程中光伏电池预成品的爆膜风险的同时，还能够共同实现得到膜层中游离氢含量较高（25%以上）的钝化减反层，实现较好的钝化效果，降低光伏电池的体表缺陷态密度，降低非辐射复合，进而能够提高光伏电池的钝化性能、开路电压和转换效率。

在其中一些实施方式中，预热温度为430℃~490℃；预热处理的时间为300s~3600s；第四温度为340℃~410℃；第五温度为330℃~400℃。

可选地，预热温度为430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃或490℃，或者，预热温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

可选地，预热处理的时间为300s、600s、900s、1200s、1600s、2000s、2400s、2800s、3200s或3600s，或者，预热处理的时间也可以在上述任意两个时间之间的范围内。

可选地，第四温度为340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃或410℃，或者，第四温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

可选地，第五温度为330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或400℃，或者，第五温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第四工艺气体中氢气的流量大于第五工艺气体中氢气的流量；第四工艺气体中氢气的流量占比大于第五工艺气体中氢气的流量占比。

在其中一些实施方式中，第四工艺气体中氢气的流量占比为5%~60%；第五工艺气体中氢气的流量占比为4%~20%。

可选地，第四工艺气体中氢气的流量占比为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%，或者，第四工艺气体中氢气的流量占比也可以在上述任意两个流量占比之间的范围内。

可选地，第五工艺气体中氢气的流量占比为4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%或20%，或者，第五工艺气体中氢气的流量占比也可以在上述任意两个流量占比之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第四钝化减反层90的厚度为40nm~80nm；第五钝化减反层100的厚度为40nm~100nm。

可选地，第四钝化减反层90的厚度为40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm或80nm，或者，第四钝化减反层90的厚度也可以在上述任意两个厚度之间的范围内。

可选地，第五钝化减反层100的厚度为40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm，或者，第五钝化减反层100的厚度也可以在上述任意两个厚度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，沉积第一钝化减反层40、第二钝化减反层50、第三钝化减反层60、第四钝化减反层90或第五钝化减反层100的过程中，射频放电的功率9000W~15000W。

可选地，射频放电的功率9000W、10000W、11000W、12000W、13000W、14000W或15000W，或者射频放电的功率也可以在上述任意两个功率之间的范围内。

在其中一些实施方式中，沉积第一钝化减反层40、第二钝化减反层50、第三钝化减反层60、第四钝化减反层90或第五钝化减反层100的过程中，压强为1000mTorr~3000mTorr。

可选地，压强为1000mTorr、1200mTorr、1400mTorr、1600mTorr、1800mTorr、2000mTorr、2200mTorr、2400mTorr、2600mTorr、2800mTorr或3000mTorr，或者，压强也可以在上述任意两个压强之间的范围内。

在其中一些实施方式中，光伏电池预成品包括硅衬底10以及分别设置于硅衬底10的两个相对表面上的N型掺杂硅层30和P型掺杂硅层80；第一钝化减反层40于N型掺杂硅层30的远离硅衬底10的表面上制备；第四钝化减反层90于P型掺杂硅层80远离硅衬底10的表面上制备。

在其中一些实施方式中，光伏电池的制备方法包括如下步骤：

S10：提供硅衬底10，硅衬底10沿厚度方向具有相对的第三表面和第四表面，对第四表面进行制绒处理获得绒面；

S20：于第三表面上依次制备层叠设置的隧穿氧化层20和N型掺杂硅层30；于第四表面上制备P型掺杂硅层80；

S30：于P型掺杂硅层80上依次制备层叠设置的第四钝化减反层90、第五钝化减反层100；

S40：于N型掺杂硅层30上依次制备层叠设置的第一钝化减反层40、第二钝化减反层50、第三钝化减反层60；

S50：于第三钝化减反层60上制备第一电极70，第一电极70和N型掺杂硅层30电连接；于第五钝化减反层100上制备第二电极110，第二电极110和P型掺杂硅层80电连接。

本申请又一实施方式提供一种光伏电池，通过上述中任一项的光伏电池的制备方法制备得到，包括：硅衬底；硅衬底10的两个相对设置的表面上分别设置有的N型掺杂硅层30和P型掺杂硅层80；依次层叠设置于N型掺杂硅层30的远离硅衬底10的表面上的第一钝化减反层40、第二钝化减反层50和第三钝化减反层60；以及依次层叠设置于P型掺杂硅层80的远离硅衬底10的表面上的第四钝化减反层90和第五钝化减反层100。

再次参照图1所示，在其中一些实施方式中，光伏电池包括：硅衬底10；硅衬底10沿厚度方向具有相对的第三表面和第四表面，第四表面为绒面；第三表面上依次层叠设置有隧穿氧化层20、N型掺杂硅层30、第一钝化减反层40、第二钝化减反层50以及第三钝化减反层60；第四表面上依次层叠设置有P型掺杂硅层80、第四钝化减反层90以及第五钝化减反层100；第三钝化减反层60上设置有第一电极70，第一电极70和N型掺杂硅层30电连接；第五钝化减反层100上设置有第二电极110，第二电极110和P型掺杂硅层80电连接。

本申请又一实施方式提供一种光伏组件，包括：

盖板；

至少一个电池串，电池串包括多个上述的光伏电池；

以及封装层，封装层位于盖板和电池串之间，盖板通过封装层与电池串连接。

以下为具体实施方式：

实施例1

光伏电池的制备方法：

（1）提供硅衬底10，硅衬底10沿厚度方向具有相对的第三表面和第四表面，对第四表面进行制绒处理获得绒面；于第三表面上依次制备层叠设置的隧穿氧化层20和N型掺杂硅层30；于第四表面上制备P型掺杂硅层80；

（2）使用第四工艺气体在第四温度下于P型掺杂硅层80上沉积第四钝化减反层90；第四工艺气体中：硅烷的流量为2000sccm、氨气的流量为15000sccm、笑气的流量为6000sccm、氢气的流量为11500sccm，第四温度为450℃；

使用第五工艺气体在第五温度下于第四钝化减反层90上沉积第五钝化减反层100；第五工艺气体中：硅烷的流量为1000sccm、氨气的流量为4500sccm、笑气的流量为10500sccm、氢气的流量为2000sccm，第五温度为365℃；

射频放电的功率12000W，压强为2000mTorr；

（3）于N型掺杂硅层30上使用第一工艺气体在第一温度下沉积第一钝化减反层40；第一工艺气体中，硅烷的流量为1000sccm、氨气的流量为4500sccm、笑气的流量为5500sccm、氢气的流量为2000sccm，第一温度为365℃；

使用第二工艺气体在第二温度下在第一钝化减反层40上沉积第二钝化减反层50；第二工艺气体中，硅烷的流量为2000sccm、氨气的流量为11500sccm、笑气的流量为6000sccm、氢气的流量为11500sccm，第二温度为375℃；

使用第三工艺气体在第三温度下在第二钝化减反层50上沉积第三钝化减反层60；第三工艺气体中，硅烷的流量为1000sccm、氨气的流量为4500sccm、笑气的流量为5500sccm、氢气的流量为2000sccm，第三温度为365℃；

射频放电的功率12000W，压强为2000mTorr；

（4）于第三钝化减反层60上制备第一电极70，第一电极70和N型掺杂硅层30电连接；于第五钝化减反层100上制备第二电极110，第二电极110和P型掺杂硅层80电连接。

实施例2

实施例2中的光伏电池的制备方法和实施例1中基本相同，其区别仅在于：

步骤（2）中，第四温度为450℃，第五温度为460℃。

实施例3

实施例3中的光伏电池的制备方法和实施例1中基本相同，其区别仅在于：

步骤（2）：将硅衬底10在预热温度下进行预热处理；预热温度为460℃；预热处理的时间为2000s；

使用第四工艺气体在第四温度下于P型掺杂硅层80上沉积第四钝化减反层90；第四工艺气体中：硅烷的流量为2000sccm、氨气的流量为15000sccm、笑气的流量为6000sccm、氢气的流量为11500sccm，第四温度为375℃；

使用第五工艺气体在第五温度下于第四钝化减反层90上沉积第五钝化减反层100；第五工艺气体中：硅烷的流量为1000sccm、氨气的流量为4500sccm、笑气的流量为10500sccm、氢气的流量为2000sccm，第五温度为365℃。

对比例1

对比例1中光伏电池的制备方法和实施例1中基本相同，其区别仅在于：

步骤（2）中，使用第六工艺气体在第六温度下于P型掺杂硅层80上沉积正面钝化减反层；第六工艺气体中：硅烷的流量为2000sccm、氨气的流量为15000sccm、笑气的流量为6000sccm，第六温度为465℃；

步骤（3）中，使用第七工艺气体在第七温度下于N型掺杂硅层30上沉积背面钝化减反层；第七工艺气体中：硅烷的流量为2000sccm、氨气的流量为11500sccm、笑气的流量为6000sccm，第七温度为465℃。

对实施例1~实施例3以及对比例1中制备得到的光伏电池前驱体（未制备电极）进行光致发光测试（PL），测试其钝化参数，测试结果如下表1所示：

表1

对实施例1~实施例3以及对比例1中制备得到的光伏电池的性能进行测试，测试结果如下表2所示，可以理解的是，表2中的各项数据为多个光伏电池的测试结果的平均值：

表2

参照上述的测试结果以及图2~图5，可以看出，本申请的光伏电池的制备方法能够制备得到膜层中游离氢含量较高的钝化减反层，实现较好的钝化效果，降低光伏电池的体表缺陷态密度，降低非辐射复合，进而能够提高光伏电池的转换效率。

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发明专利范围的限制。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，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims (16)

1.一种光伏电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供光伏电池预成品，所述光伏电池预成品沿厚度方向具有相对的第一表面和第二表面；

使用第一工艺气体在第一温度下于所述第一表面上沉积第一钝化减反层，所述第一工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

使用第二工艺气体在第二温度下于所述第一钝化减反层上沉积第二钝化减反层，所述第二工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第三工艺气体在第三温度下于所述第二钝化减反层上沉积第三钝化减反层，所述第三工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，所述第二温度大于所述第一温度且两者的差值小于或等于30℃，所述第二温度大于所述第三温度且两者的差值小于或等于30℃；所述第二工艺气体中氢气的流量大于所述第一工艺气体中氢气的流量以及所述第三工艺气体中氢气的流量；所述第二工艺气体中氢气的流量占比大于所述第一工艺气体中氢气的流量占比以及所述第三工艺气体中氢气的流量占比。

2.根据权利要求1所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述第二表面为绒面，所述光伏电池的制备方法还包括如下步骤：

使用第四工艺气体在第四温度下于所述第二表面上沉积第四钝化减反层，所述第四工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第五工艺气体在第五温度下于所述第四钝化减反层上沉积第五钝化减反层，所述第五工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，所述第四温度大于所述第五温度且两者的差值大于或等于60℃；所述第四温度大于所述第二温度且两者的差值大于或等于60℃；所述第五温度与所述第一温度和所述第三温度之间的差值的绝对值均小于或等于30℃。

3.根据权利要求2所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述第四温度为420℃~480℃；所述第五温度为330℃~400℃。

4.根据权利要求1所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述第二表面为绒面，所述光伏电池的制备方法还包括如下步骤：

使用第四工艺气体在第四温度下于所述第二表面上沉积第四钝化减反层，所述第四工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第五工艺气体在第五温度下于所述第四钝化减反层上沉积第五钝化减反层，所述第五工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，所述第四温度小于所述第五温度且两者的差值小于或等于30℃；所述第四温度大于所述第二温度且两者的差值大于或等于60℃；所述第五温度大于所述第一温度且两者的差值大于或等于60℃；所述第五温度大于所述第三温度且两者之间的差值大于或等于60℃。

5.根据权利要求4所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述第四温度为420℃~480℃；所述第五温度为430℃~490℃。

6.根据权利要求1所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述第二表面为绒面，所述光伏电池的制备方法还包括如下步骤：

对所述光伏电池预成品在预热温度下进行预热处理；

使用第四工艺气体在第四温度下于所述第二表面上沉积第四钝化减反层，所述第四工艺气体包括氢气、硅烷和氨气；

使用第五工艺气体在第五温度下于所述第四钝化减反层上沉积第五钝化减反层，所述第五工艺气体包括氢气、硅烷、笑气和氨气；

其中，所述预热温度大于所述第一温度、所述第二温度、所述第三温度、所述第四温度以及所述第五温度，且与其差值均大于或等于60℃；所述第四温度大于所述第五温度且两者的差值小于或等于30℃；所述第四温度大于所述第二温度且两者的差值小于或等于30℃；所述第五温度与所述第一温度的差值的绝对值小于或等于30℃；所述第五温度与所述第三温度的差值的绝对值小于或等于30℃。

7.根据权利要求6所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述预热温度为430℃~490℃；所述预热处理的时间为300s~3600s；所述第四温度为340℃~410℃；所述第五温度为330℃~400℃。

8.根据权利要求2~7中任一项所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述第四工艺气体中氢气的流量大于所述第五工艺气体中氢气的流量；所述第四工艺气体中氢气的流量占比大于所述第五工艺气体中氢气的流量占比。

9.根据权利要求8所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述第四工艺气体中氢气的流量占比为5%~60%；所述第五工艺气体中氢气的流量占比为4%~20%。

10.根据权利要求2~7、9中任一项所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述第四钝化减反层的厚度为40nm~80nm；所述第五钝化减反层的厚度为40nm~100nm。

11.根据权利要求2~7、9中任一项所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述光伏电池预成品包括硅衬底以及分别设置于所述硅衬底的两个相对表面上的N型掺杂硅层和P型掺杂硅层；所述第一钝化减反层于所述N型掺杂硅层的远离所述硅衬底的表面上制备；所述第四钝化减反层于所述P型掺杂硅层远离所述硅衬底的表面上制备。

12.根据权利要求1~7、9中任一项所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述第一温度为330℃~400℃；所述第二温度为340℃~410℃；所述第三温度为330℃~400℃。

13.根据权利要求1~7、9中任一项所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述第一工艺气体中氢气的流量占比为5%~30%；所述第二工艺气体中氢气的流量占比为9%~65%；所述第三工艺气体中氢气的流量占比为5%~30%。

14.根据权利要求1~7、9中任一项所述的光伏电池的制备方法，其特征在于，所述第一钝化减反层的厚度为1nm~15nm；所述第二钝化减反层的厚度为60nm~120nm；所述第三钝化减反层的厚度为5nm~40nm。

15.一种光伏电池，其特征在于，通过权利要求1~14中任一项所述的光伏电池的制备方法制备得到，包括：

硅衬底；所述硅衬底的两个相对设置的表面上分别设置有的N型掺杂硅层和P型掺杂硅层；

依次层叠设置于所述N型掺杂硅层的远离所述硅衬底的表面上的所述第一钝化减反层、所述第二钝化减反层和所述第三钝化减反层。

16.一种光伏组件，其特征在于，包括：

盖板；

至少一个电池串，所述电池串包括多个权利要求15所述的光伏电池；

以及封装层，所述封装层位于所述盖板和所述电池串之间，所述盖板通过所述封装层与所述电池串连接。