CN114975648B - 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的正面和背面；位于半导体衬底正面的掺杂导电层、正面钝化层及设置所述正面钝化层上的多个栅线电极组，其中，栅线电极组包括相邻设置的第一正面栅线电极和第二正面栅线电极，掺杂导电层的掺杂量自第一正面栅线电极至第一正面栅线电极与第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减；位于半导体衬底背面的背面钝化层、背面栅线电极。本申请的太阳能电池的掺杂导电层自第一正面栅线电极与第二正面栅线电极的对称中心区域至第一正面栅线电极的电流逐渐升高，传输电阻逐渐降低，从而有利于电流在掺杂导电层中横向的传输，从而减少串联电阻，提高电池效率。
Description
【技术领域】
本申请涉及太阳能光伏组件技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件。
【背景技术】
在晶体硅太阳能电池中，与电极接触的均匀掺杂层无法同时满足两个方面的要求：一方面需要轻掺杂减少俄歇复合和Shockley-Read-Hall复合，提高短波段的光谱响应；另一方面需要重掺杂形成高表面浓度，使硅片与金属电极之间形成欧姆接触。因此经常采用到局部掺杂技术实现选择性掺杂以提高电池效率。
局部掺杂技术作用在发射极，可以实现选择性发射极(SE，Selective emitter)；局部掺杂技术作用在背面电场，可以实现局部背面电场和局部电极接触，然而，现有的选择性发射极不能很好的匹配电流的传输要求，限制了串联电阻的下降，导致太阳能电池的效率提升有限。
【发明内容】
为了克服上述缺陷，本申请提供一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件，能够提高电流的横向传输，减少了串联电阻，进一步提高电池效率。
第一方面，本申请实施例提供了一种太阳能电池，包括：
半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的正面和背面；
位于所述半导体衬底正面的掺杂导电层、正面钝化层及设置所述正面钝化层上的多个栅线电极组，其中，所述栅线电极组包括相邻设置的第一正面栅线电极和第二正面栅线电极，所述掺杂导电层的掺杂量自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述掺杂导电层的掺杂量自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减；
位于所述半导体衬底背面的背面钝化层、背面栅线电极。
结合第一方面，所述掺杂导电层的掺杂浓度自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述掺杂导电层的掺杂浓度自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减。
结合第一方面，所述掺杂导电层的厚度自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述掺杂导电层的厚度自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减。
结合第一方面，所述正面钝化层的高度自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述正面钝化层的高度自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减。
结合第一方面，所述掺杂导电层自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域包括N个掺杂导电区域，其中，N大于等于3，N个所述掺杂导电区域的长度自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减；和/或N个所述掺杂导电区域的长度自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减。
结合第一方面，所述掺杂导电层中的掺杂元素包括硼、镓、磷和砷中的至少一种。
结合第一方面，所述掺杂导电层的掺杂浓度差异为1E18cm-3～9E20cm-3。
结合第一方面，所述位于第一正面栅线电极底部的掺杂导电层的掺杂浓度为1E19cm-3～1E21cm-3；和/或位于第二正面栅线电极底部的掺杂导电层的掺杂浓度为1E19cm-3～1E21cm-3。
第二方面，本申请提供一种太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
提供半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的正面和背面；
在所述半导体衬底的正面形成掺杂导电层、正面钝化层以及在所述正面钝化层上形成多个栅线电极组，其中，所述栅线电极组包括相邻设置的第一正面栅线电极和第二正面栅线电极，所述掺杂导电层的掺杂量自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述掺杂导电层的掺杂量自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减；
在所述半导体衬底背面形成背面钝化层、背面栅线电极。
结合第二方面，所述在所述半导体衬底的正面形成掺杂导电层之后、形成正面钝化层之前还包括：对所述掺杂导电层进行多次激光处理，使得所述掺杂导电层的厚度自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或对所述掺杂导电层进行多次激光处理，使得所述掺杂导电层的厚度自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减。
结合第二方面，所述掺杂导电层采用掩膜工艺形成，使得所述掺杂导电层的掺杂浓度自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述掺杂导电层采用掩膜工艺形成，使得所述掺杂导电层的掺杂浓度自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减。
第三方面，本申请实施例提供一种光伏组件，所述光伏组件包括盖板、封装材料层、太阳能电池串，所述太阳能电池串包括多个第一方面所述的太阳能电池。
与现有技术相比，本申请具备如下进步：
本申请通过设置掺杂导电层的掺杂量自第一正面栅线电极至第一正面栅线电极与第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，即第一正面栅线电极至第一正面栅线电极与第二正面栅线电极的对称中心区域掺杂区域逐步减弱，使得掺杂导电层自第一正面栅线电极与第二正面栅线电极的对称中心区域至第一正面栅线电极的电流逐渐升高，传输电阻逐渐降低，从而有利于电流在掺杂导电层中横向的传输，从而减少串联电阻，提高电池效率。同理，掺杂导电层的掺杂量自第二正面栅线电极至第一正面栅线电极与第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，也能够有利于电流在掺杂导电层中横向的传输，从而减少串联电阻，提高电池效率。本申请的太阳能电池能够在实现选择性掺杂的基础上进一步实现梯度掺杂，能够显著提高太阳能电池的转化效率。
本申请实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点在说明书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。
图1为本申请太阳能电池的结构示意图一；
图2为本申请太阳能电池的结构示意图二；
图3为本申请太阳能电池的结构示意图三；
图4为本申请的太阳能电池厚度变化的掺杂导电层的结构示意图；
图5为本申请太阳能电池的制备流程图；
图6为本申请半导体衬底的结构示意图；
图7为本申请在半导体衬底表面形成重掺杂层的结构示意图；
图8为本申请通过重掺杂层经激光减薄处理制备的厚度变化的掺杂导电层的结构示意图；
图9为本申请在半导体衬底的正面和背面形成正面钝化层和背面钝化层的结构示意图；
图10为本申请形成掺杂浓度变化的掺杂导电层的结构示意图；
图11为本申请光伏组件的结构示意图。
附图标记：
1-半导体衬底；
2-掺杂导电层；
3-正面钝化层；
4-正面栅线电极组；
41-第一正面栅线电极；
42-第二正面栅线电极；
5-背面钝化层；
6-背面栅线电极；
7-重掺杂层；
8-第一正面栅线电极和第二正面栅线电极的对称中心区域；
1000-光伏组件；
100-太阳能电池；
200-第一盖板；
300-第一封装胶层；
400-第二封装胶层；
500-第二盖板。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是各实施例步骤的顺序并不限定于按照本说明书中排列的顺序依次进行，在某些情况下，也可以根据具体需要对实施步骤进行调整，以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在晶体硅太阳能电池中，与电极接触的均匀掺杂层无法同时满足降低复合和提高硅片与金属电极欧姆接触，进一步地，人们研发出选择性发射极，即采用到局部掺杂技术实现选择性掺杂以提高电池效率。现有的选择性发射极，掺杂导电层在金属电极区域形成高掺杂，实现良好的欧姆接触，降低串联电阻，在非金属电极区域形成低掺杂，减少俄歇复合和Shockley-Read-Hall复合，提高短波段的光谱响应，从而提高电池效率。
然而，现有的选择性发射极，其在非金属电极区域形成的是统一的低掺杂区域，并不能很好的匹配电流的传输要求，限制了串联电阻的下降，效率还存在提升空间。
因此，为了进一步提高太阳能电池的转化效率，本申请提出一种太阳能电池，如图1所示，包括：
半导体衬底1，半导体衬底1包括相对设置的正面和背面；
位于半导体衬底1正面的掺杂导电层2、正面钝化层3及设置正面钝化层3上的多个栅线电极组4，其中，栅线电极组4包括相邻设置的第一正面栅线电极41和第二正面栅线电极42，掺杂导电层2的掺杂量自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，和/或掺杂导电层2的掺杂量自第二正面栅线电极42至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减；
位于半导体衬底1背面的背面钝化层5、背面栅线电极6。
在上述方案中，本申请通过设置掺杂导电层2的掺杂量自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，即第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8掺杂区域逐步减弱，使得掺杂导电层2自第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8至第一正面栅线电极41的电流逐渐升高，传输电阻逐渐降低，从而有利于电流在掺杂导电层2中横向的传输，从而减少串联电阻，提高电池效率。同理，掺杂导电层2的掺杂量自第二正面栅线电极42至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，也能够有利于电流在掺杂导电层2中横向的传输，从而减少串联电阻，提高电池效率。本申请的太阳能电池能够在实现选择性掺杂的基础上进一步实现梯度掺杂，能够显著提高太阳能电池的转化效率。
可以理解的，第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8指的是靠近第一正面栅线电极41和第二正面栅线电极42的对称轴的区域。优选地，第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8指的是第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称轴形成的区域。
在一些实施方式中，如图2所示，掺杂导电层2的掺杂量自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称轴依次递减，和/或掺杂导电层2的掺杂量自第二正面栅线电极42至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称轴依次递减。
在本申请中，本申请的太阳能电池还包括位于正面钝化层上的多个正面主栅栅线，栅线电极组4指的是相邻两个副栅栅线组成的电极组，主栅栅线与副栅栅线相会垂直，副栅栅线收集电流并传递至主栅栅线上，主栅栅线直接连接电池外部引线。
半导体衬底1的正面为面向太阳的表面(即受光面)，半导体衬底1的背面为背对太阳的表面(即背光面)。
在一些实施方式中，半导体衬底1为N型硅衬底(或硅片)，还可以是P型硅衬底(或硅片)，，N型硅衬底例如为多晶硅衬底、单晶硅衬底、微晶硅衬底或碳化硅衬底中的一种，P型硅衬底例如为多晶硅衬底、单晶硅衬底、微晶硅衬底或碳化硅衬底中的一种，本申请实施例对于半导体衬底1的具体类型不作限定。
在一些实施方式中，半导体衬底1的厚度为60μm～240μm，具体可以是60μm、80μm、90μm、100μm、120μm、150μm、200μm或240μm等，在此不做限定。
在一些实施方式中，可以根据需求在掺杂导电层2的表面形成发射极(发射极在附图中未示出)。发射极为P型发射极或N型发射极，当半导体衬底1为N型硅衬底时，发射极为P型发射极，P型发射极为掺硼扩散层或掺镓扩散层；当半导体衬底1为P型硅衬底时，发射极为N型发射极，N型发射极为掺硼扩散层或掺镓扩散层，掺硼扩散层、掺镓扩散层、掺硼扩散层和掺镓扩散层均是利用相应的掺杂源通过扩散工艺使掺杂源原子扩散到前表面一定深度而形成的发射极。示例性地，当制备掺硼扩散层时，掺杂源可以是液态三溴化硼或三氯化硼。
在一些实施方式中，本申请的太阳能电池中，掺杂导电层2在相邻的第一正面栅线电极41和第二正面栅线电极42之间的掺杂量为先降低后增加的。即位于第一正面栅线电极41的底部的导电掺杂层2或位于第二正面栅线电极42底部的导电掺杂层的掺杂量是最大的。
可以理解的，掺杂导电层2也可以作为发射极，还可以形成在半导体衬底1内部与半导体衬底1作为一个整体，当然还可以作为单独的层结构形成在半导体衬底1的外部。
在一些实施方式中，由于在太阳能电池的工作过程中，电流会沿着半导体衬底1表面的掺杂导电层2进行横向传输，最后被电极收集，为了提高电流在掺杂导电层的传输，则需要在靠近栅线电极的区域的掺杂量较大，在远离栅线电极的区域的掺杂量较小，且掺杂导电层能够形成一定的梯度，从而有利于电流的传输，因此，为了满足上述掺杂量的要求，本申请通过如下具体的方式进行实施：
如图3所示，本申请通过设置掺杂导电层2的掺杂浓度自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，使得掺杂导电层自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8的掺杂区域逐步减弱，总掺杂量逐步减少，电流逐渐升高，传输电阻逐渐降低，从而有利于电流在掺杂导电层2中横向的传输，提高填充因子，进而提高电池效率。基于相同的理由，本申请还可以通过限定掺杂导电层2的掺杂浓度自第二正面栅线电极42至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，使得掺杂导电层2的掺杂量自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，从而有利于电流在掺杂导电层2中横向的传输，提高填充因子，进而提高电池效率。当然，同时控制上述掺杂导电层2的掺杂浓度分布，使得掺杂导电层2的掺杂浓度自第一正面栅线电极41至第二正面电极栅线42先减小后增大，即第一正面栅线电极41至第二正面电极栅的对称中心区域的传输电阻最小，有利于电流传输至第一正面栅线电极41和第二正面电极栅线42，从而提高填充因子，进而提高电池效率。当然，第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8也可以是第一栅线电极和第二栅线电极的对称轴。
本申请通过设置掺杂导电层2的厚度自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，使得掺杂导电层2的掺杂量自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，从而有利于电流在掺杂导电层2中横向的传输，提高填充因子，进而提高电池效率。示例性地，如图4所示，掺杂导电层2的厚度自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次为L1、L2和L3，L1＞L2＞L3，使得掺杂导电层2的掺杂量自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减。基于相同的理由，本申请还可以通过控制掺杂导电层2的厚度自第二正面栅线电极42至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，提高电流在掺杂导电层2中横向的传输，提高填充因子，进而提高电池效率。当然，同时控制上述掺杂导电层2的厚度分布，使得掺杂导电层2的厚度自第一正面栅线电极41至第二正面电极栅线42先减小后增大，第一正面栅线电极41至第二正面电极栅的对称中心区域的掺杂量最小，即传输电阻最小，在有利于电流传输至第一正面栅线电极41和第二正面电极栅线42，从而提高填充因子，进而提高电池效率。
在一些实施方式中，当掺杂导电层2的厚度自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减时，由于正面钝化层3设置在掺杂导电层2的表面，因此，正面钝化层3的高度自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，即正面钝化层3呈现一定的梯度高度；当掺杂导电层2的厚度自第二正面栅线电极42至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减时，正面钝化层3的高度自第二正面栅线电极42至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减。
可以理解的，本申请通过设置掺杂导电层2的厚度梯度变化、设置掺杂导电层2掺杂浓度变化可以单一进行设置，还可以两种组合进行设置，使得掺杂导电层2的掺杂量自第一正面栅线电极41至第二正面电极栅线42先减小后增大、第一正面栅线电极41至第二正面电极栅的对称中心区域8的掺杂量最小即可。
在一些实施方式中，掺杂导电层2中的掺杂元素包括硼、镓、磷和砷中的至少一种。当半导体衬底1为N型衬底时，掺杂导电层2中的掺杂元素包括硼和镓中的至少一种；当半导体衬底1为P型衬底时，掺杂导电层2中的掺杂元素包括磷和砷中的至少一种。
在一些实施方式中，掺杂导电层2的掺杂浓度差异为1E18cm-3～9E20cm-3，例如可以是1E18cm-3、5E18cm-3、1E19cm-3、5E19cm-3、1E20cm-3、5E20cm-3和9E20cm-3，将掺杂导电层2的掺杂浓度差异控制在上述范围内，有利于在提高电流和开压的同时，保证横向电阻损失较小。
在一些实施方式中，位于第一正面栅线电极41底部的掺杂导电层2的掺杂浓度为1E19cm-3～1E21cm-3，例如可以是1E19cm-3、5E19cm-3、1E20cm-3、5E20cm-3和1E21cm-3，位于第二正面栅线电极42的掺杂导电层2的掺杂浓度为1E 19cm-3～1E 21cm-3，例如可以是1E19cm-3、5E19cm-3、1E20cm-3、5E20cm-3和1E21cm-3，本申请通过将栅线电极处的掺杂导电层2的掺杂浓度控制在上述范围内，保证半导体衬底1与栅线电极之间的掺杂导电层2为重掺杂，从而有利于半导体衬底1与栅线电极形成良好的欧姆接触。
在一些实施方式中，正面钝化层3可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等至少一种或者其任意组合，正面钝化层3能够对半导体衬底1产生良好的钝化效果，有助于提高电池的转换效率。需要说明的是，正面钝化层3也可以起到减少入射光反射的作用，在某些实例中，也可称之为减反射层。
在一些实施方式中，正面钝化层3的厚度范围为10nm～120nm，具体可以是10nm、20nm、30nm、42nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm或120nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，背面钝化层5可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等至少一种或者其任意组合。当背面钝化层5为层叠设置的氮化硅层与氧化硅层或层叠设置的氮化硅层与氮氧化硅层时，氮化硅层位于掺杂导电层的表面，氧化硅层或氮氧化硅层位于氮化硅层的表面。
在一些实施方式中，背面栅线电极6的厚度范围为70nm～120nm，具体可以是70nm、80nm、90nm、100nm或120nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，正面栅线电极组4和背面栅线电极6均为金属栅线电极，金属栅线电极的材质包括铜、银、铝、镍中的至少一种。
背面栅线电极6包括主栅线与副栅线，副栅线与主栅线连接，副栅线用于汇聚太阳能电池产生的电流，主栅线用于收集副栅线上的电流。
在一些实施方式中，多条主栅线呈等间距分布，使得每一根主栅线收集的电流更加均匀。
本申请还提供上述太阳能电池的制备方法，请参阅图5，为本申请太阳能电池的制备方法的流程图，包括如下步骤：
提供半导体衬底1，半导体衬底1包括相对设置的正面和背面；
在半导体衬底1的正面形成掺杂导电层2、正面钝化层3以及在正面钝化层3上形成多个栅线电极组4，其中，栅线电极组4包括相邻设置的第一正面栅线电极41和第二正面栅线电极42，掺杂导电层2的掺杂量自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，和/或掺杂导电层2的掺杂量自第二正面栅线电极42至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减；
在半导体衬底1背面形成背面钝化层5、背面栅线电极6。
在上述方案中，本申请通过设置掺杂导电层2的掺杂量自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，即自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8掺杂区域逐步减弱、总掺杂量逐步减少、电流逐渐升高、传输电阻逐渐降低，从而有利于电流在掺杂导电层2中横向的传输，从而减少串联电阻，提高电池效率。同理，掺杂导电层2的掺杂量自第二正面栅线电极42至所述第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，也能够有利于电流在掺杂导电层2中横向的传输，从而减少串联电阻，提高电池效率。本申请的太阳能电池能够在实现选择性掺杂的基础上进一步实现梯度掺杂，能够显著提高太阳能电池的转化效率。
在一些实施方式中，半导体衬底1的正面为面向太阳的表面(即受光面)，半导体衬底1的背面为背对太阳的表面(即背光面)。
下面，将结合本发明实施例中的附图，对本申请太阳能电池的制备方法进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
步骤S100、请参阅图6，提供半导体衬底1；
在一些实施方式中，半导体衬底1为N型硅衬底或P型硅衬底，硅衬底可以为晶体硅衬底(硅衬底)，例如为多晶硅衬底、单晶硅衬底、微晶硅衬底或碳化硅衬底中的一种，本申请实施例对于半导体衬底的具体类型不作限定。
在一些实施方式中，可以对半导体衬底1的前表面和后表面进行制绒处理，以形成绒面或表面纹理结构(例如金字塔结构)。制绒处理的方式可以是化学刻蚀、激光刻蚀、机械法和等离子刻蚀等等，在此不做限定。示例性地，可以使用NaOH溶液对半导体衬底1的前表面和后表面进行制绒处理，由于NaOH溶液的腐蚀具有各向异性，从而可以制备得到金字塔绒面结构。
可以理解的，通过制绒处理使半导体衬底1的表面具有绒面结构，产生陷光效果，增加太阳能电池对光线的吸收数量，从而提高太阳能电池的转换效率。
在一些实施方式中，在制绒处理之前，还可以包括对半导体衬底1进行清洗的步骤，以去除表面的金属和有机污染物。
在一些实施方式中，可通过高温扩散、浆料掺杂或者离子注入中的任意一种或多种方法在半导体衬底1的正面形成发射极。具体地，通过硼源来扩散硼原子形成发射极。在一些实施例中，发射极设计为选择性发射极结构。硼源例如可以采用三溴化硼进行扩散处理，使得晶体硅的微晶硅相转变为多晶硅相。由于半导体衬底1表面具有较高浓度的硼，通常会形成硼硅玻璃层(BSG)，这层硼硅玻璃层具有金属吸杂作用，会影响太阳能电池的正常工作，需要后续去除。
步骤200、在半导体衬底1的正面形成掺杂导电层2、正面钝化层3以及在正面钝化层3上形成多个栅线电极组4，其中，栅线电极组4包括相邻设置的第一正面栅线电极41和第二正面栅线电极42，掺杂导电层2的掺杂量自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，和/或掺杂导电层2的掺杂量自第二正面栅线电极42至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减。
步骤S201、如图7所示，在半导体衬底1的正面形成重掺杂层7。
在一些实施方式中，本申请实施例对于形成重掺杂层7的具体操作方式的不作限定。示例性地，可以采用低压化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法和常压化学气相淀积中的任意一种方法在半导体衬底1的表面沉积导电层，再对导电层进行重掺杂形成重掺杂层7。
在一些实施方式中，可以在沉积导电层的同时进行原位掺杂处理形成重掺杂层7。
在一些实施方式中，重掺杂层7的掺杂浓度为1E19cm-3～1E21cm-3，例如可以是1E19cm-3、5E19cm-3、1E20cm-3、5E20cm-3和1E21cm-3。
步骤202、采用多次激光减薄处理工艺对重掺杂层7进行处理，重掺杂层7转变为掺杂导电层2，具体地：
对重掺杂层7进行划分区域，使得重掺杂层7自预设第一正面栅线电极41至预设第一正面栅线电极41与预设第二正面栅线电极42的对称中心区域8划分为N个区，其中，N≥3，分别为1区、2区、3区……N区，自1区至N区分别进行激光减薄处理，得到掺杂导电层2，如图8所示，掺杂导电层2的厚度自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减，使得掺杂导电层2的掺杂量自预设第一正面栅线电极41至预设第一正面栅线电极41与预设第二正面栅线电极42的对称中心区域依次递减；同样地，对重掺杂层7进行划分区域，使得重掺杂层7自预设第二正面栅线电极42至预设第一正面栅线电极41与预设第二正面栅线电极42的对称中心区域8划分为M个区，其中，M≥3，分别为1区、2区、3区……M区，自1区至M区分别进行激光减薄处理，得到掺杂导电层2，掺杂导电层2的厚度自预设第二正面栅线电极42至预设第一正面栅线电极41与预设第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减。
可以理解的，预设第一正面栅线电极41、预设第二正面栅线电极42指的是预先设置的栅线电极的位置。即图8中第一正面栅线电极41和第二正面栅线电极42的虚线标识，在本步骤中，还未实际形成栅线电极。
在一些实施方式中，激光减薄处理的激光包括波长为200nm～600nm的激光，激光包括绿光和紫外光中的至少一种，当然还可以是其他波长范围的激光，在此不作限制。
在一些实施方式中，局部激光处理的激光频率为100KHz～1000KHz，具体可以是100KHz、200KHz、300KHz、400KHz、500KHz、600KHz、700KHz、800KHz、900KHz和1000KHz。
在一些实施方式中，局部激光处理的综合激光能量为100w*cm-2～100000w*cm-2，例如可以是100w*cm-2、500w*cm-2、1000w*cm-2、3000w*cm-2、5000w*cm-2、10000w*cm-2、50000w*cm-2和100000w*cm-2。
可以理解的，可以通过调节激光的类型、激光的频率、激光的能量以及激光处理的时间使得掺杂导电层2的厚度形成一定的梯度，使得掺杂导电层的掺杂浓度差异为1E18cm-3～9E20cm-3。
步骤203、如图9所示，在掺杂导电层2表面形成正面钝化层3和背面钝化层5。
在一些实施方式中，正面钝化层3可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等至少一种或者其任意组合。所述正面钝化层3能够对半导体衬底1产生良好的钝化效果，有助于提高电池的转换效率。需要说明的是，所述正面钝化层3也可以起到减少入射光反射的作用，在某些实例中，也可称之为减反射层。
在一些实施方式中，正面钝化层3的厚度范围为10nm～120nm，具体可以是10nm、20nm、30nm、42nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm或120nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，背面钝化层5可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等至少一种或者其任意组合。
例如，背面钝化层5由氮化硅组成，氮化硅薄膜层可以起到减反射膜的作用，且该氮化硅薄膜具有良好的绝缘性、致密性、稳定性和对杂质离子的掩蔽能力，氮化硅薄膜层能够对半导体衬底1产生钝化作用，明显改善太阳能电池的光电转换效率。
在一些实施方式中，背面钝化层5的厚度范围为70nm～120nm，具体可以是70nm、80nm、90nm、100nm或120nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，当背面钝化层5为层叠设置的氮化硅层与氧化硅层或层叠设置的氮化硅层与氮氧化硅层时，氮化硅层位于半导体衬底1的表面，氧化硅层或氮氧化硅层位于氮化硅层的表面。
步骤S204、穿透背面钝化层5与半导体衬底1形成接触的背面栅线电极6及穿透正面钝化层3表面与掺杂导电层2形成接触的多个栅线电极组4。
在一些实施方式中，在半导体衬底1的正面使用浆料印刷正面主栅栅线和正面副栅栅线，并进行烘干形成对应的正面栅线电极组，在半导体衬底1的背面使用浆料印刷背面主栅栅线和背面副栅栅线，并进行烘干形成对应的背面栅线电极，最后将烘干后的电池片进行烧结，制得太阳能电池，太阳能电池的结构如图1所示。
本申请实施例中不限定正面栅线电极组和背面栅线电极的具体材质。例如，正面栅线电极为银电极或银/铝电极，背面栅线电极为银电极或银/铝电极。
需要说明的是，本申请中，除非另有说明，各个操作步骤可以顺序进行，也可以不按照顺序进行。本申请实施例对于制备太阳能电池的步骤顺序不作限定，可以根据实际生产工艺进行调整。
本申请还提供另一种太阳能电池的制备方法，与上述制备方法不同的是，步骤200包括如下步骤：
步骤S201、在半导体衬底1的正面采用掩膜法对半导体衬底1进行扩散处理得到掺杂导电层2，得到掺杂导电层2的掺杂浓度自第一正面栅线电极41至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减；和/或掺杂导电层2的掺杂浓度自第二正面栅线电极42至第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减。
具体地，对半导体衬底1的正面划分区域，依次从预设第一正面栅线电极41处至预设第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8方向，依次对每一个区域进行扩散处理，未扩散的区域预先形成掩蔽层，在扩散处理的过程中，从预设的第一正面栅线电极41至预设第一正面栅线电极41与预设第二正面栅线电极42的对称中心区域8方向，扩散处理的掺杂源的浓度依次降低，待扩散完成后，去除掩蔽层，得到掺杂导电层2，如图10所示，掺杂导电层2的掺杂浓度自预设第一正面栅线电极41至预设第一正面栅线电极41与第二正面栅线电极42的对称中心区域8依次递减。
还可以依次从预设第二正面栅线电极42至预设第一正面栅线电极41与预设第二正面栅线电极42的对称中心区域8方向，依次对每一个区域进行扩散处理，未扩散的区域预先形成掩蔽层，在扩散处理的过程中，从预设第二正面栅线电极42至预设第一正面栅线电极41与预设第二正面栅线电极42的对称中心区域8方向，掺杂浓度依次递减，待扩散完成后，去除掩蔽层，得到掺杂导电层2，如图10所示，掺杂导电层2的掺杂浓度自第一正面栅线电极41至第二正面电极栅线42先减小后增大，即第一正面栅线电极41至第二正面电极栅的对称中心区域的传输电阻最小，在有利于电流传输至第一正面栅线电极41和第二正面电极栅线42，从而提高填充因子，进而提高电池效率。
步骤S202、在掺杂导电层2表面形成正面钝化层3和背面钝化层5。
步骤S203、穿透背面钝化层5与半导体衬底1形成接触的背面栅线电极6及穿透正面钝化层3表面与掺杂导电层2形成接触的多个栅线电极组4。
第三方面，一种光伏组件1000，包括如前述太阳能电池通过电连接形成的电池串。
具体地，请参阅图11，光伏组件1000包括第一盖板200、第一封装胶层300、太阳能电池串、第二封装胶层400和第二盖板500。
在一些实施方式中，太阳能电池串包括通过导电带连接的多个如前所述的太阳能电池100，太阳能电池100之间的连接方式可以是部分层叠，也可以是拼接。
在一些实施方式中，第一盖板200、第二盖板500可以为透明或不透明的盖板，例如玻璃盖板、塑料盖板。
第一封装胶层300的两侧分别与第一盖板200、电池串接触贴合，第二封装胶层400的两侧分别与第二盖板500、电池串接触贴合。其中，第一封装胶层300、第二封装胶层400分别可以乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)胶膜。
光伏组件1000还可以采用侧边全包围式封装，即采用封装胶带对光伏组件1000的侧边完全包覆封装，以防止光伏组件1000在层压过程中发生层压偏移的现象。
光伏组件1000还包括封边部件，该封边部件固定封装于光伏组件1000的部分边缘。该封边部件可以固定封装于光伏组件1000上的靠近拐角处的边缘。该封边部件可以为耐高温胶带。该耐高温胶带具有较优异的耐高温特性，在层压过程中不会发生分解或脱落，能够保证对光伏组件1000的可靠封装。其中，耐高温胶带的两端分别固定于第二盖板500和第一盖板200。该耐高温胶带的两端可以分别与第二盖板500和第一盖板200粘接，而其中部能够实现对光伏组件1000的侧边的限位，防止光伏组件1000在层压过程中发生层压偏移。
在一些实施方式中，光伏组件1000还包括边框(边框在图11中未示出)，边框可以采用铝合金材质或不锈钢材质，边框选用铝合金材质时，边框的强度、耐腐蚀性都非常好。边框可以起到支撑和保护整个电池板的作用。光伏组件还可以通过边框连接到外部的光伏支架上面，多个光伏组件可以相互连接共同组成光伏电站。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的正面和背面；
位于所述半导体衬底正面的掺杂导电层、正面钝化层及设置所述正面钝化层上的多个栅线电极组，其中，所述栅线电极组包括相邻设置的第一正面栅线电极和第二正面栅线电极，所述掺杂导电层的掺杂量自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述掺杂导电层的掺杂量自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减；掺杂导电层的掺杂浓度差异为1E18 cm-3～9E20cm-3，位于第一正面栅线电极底部的掺杂导电层的掺杂浓度为1E19 cm-3～1E21 cm-3；和/或位于第二正面栅线电极底部的掺杂导电层的掺杂浓度为1E19 cm-3～1E21 cm-3；
对应于所述第一正面栅线电极的所述掺杂导电层的厚度相同；和/或对应于所述第二正面栅线电极的所述掺杂导电层的厚度相同，所述掺杂导电层的厚度自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述掺杂导电层的厚度自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减；
位于所述半导体衬底背面的背面钝化层、背面栅线电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂导电层的掺杂浓度自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述掺杂导电层的掺杂浓度自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述正面钝化层的高度自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述正面钝化层的高度自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂导电层中的掺杂元素包括硼、镓、磷和砷中的至少一种。
5.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的正面和背面；
在所述半导体衬底的正面形成掺杂导电层、正面钝化层以及在所述正面钝化层上形成多个栅线电极组，其中，所述栅线电极组包括相邻设置的第一正面栅线电极和第二正面栅线电极，所述掺杂导电层的掺杂量自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述掺杂导电层的掺杂量自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减；
在所述半导体衬底背面形成背面钝化层、背面栅线电极；
所述在所述半导体衬底的正面形成掺杂导电层之后、形成正面钝化层之前还包括：对所述掺杂导电层进行多次激光处理，使得所述掺杂导电层的厚度自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或对所述掺杂导电层进行多次激光处理，使得所述掺杂导电层的厚度自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂导电层采用掩膜工艺形成，使得所述掺杂导电层的掺杂浓度自所述第一正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减，和/或所述掺杂导电层采用掩膜工艺形成，使得所述掺杂导电层的掺杂浓度自所述第二正面栅线电极至所述第一正面栅线电极与所述第二正面栅线电极的对称中心区域依次递减。
7.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括盖板、封装材料层、太阳能电池串，所述太阳能电池串包括多个根据权利要求1～4任一项所述的太阳能电池或权利要求5～6任一项制备方法制备的太阳能电池。
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