【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏，尤其涉及一种太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
1、目前太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。其中，光伏太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。具体的，太阳电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。
2、但是，现有的太阳能电池中，形成在半导体基底的向光面和/或背光面的掺杂区的载流子收集能力不佳，不利于提升太阳能电池的光电转换效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池及其制造方法，用于增强第一掺杂区的载流子收集能力，利于提升太阳能电池的光电转换效率。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基底、表面钝化层和掺杂剂。半导体基底的向光面和/或背光面具有第一掺杂区。表面钝化层形成在半导体基底具有第一掺杂区的一侧。表面钝化层内设有多个导电窗口。掺杂剂通过导电窗口贯穿表面钝化层形成第一掺杂区。第一掺杂区包括至少一个掺杂子区。沿掺杂子区的长度方向，每个掺杂子区的两端向半导体基底内凹入的最大深度大于掺杂子区的中部向半导体基底内凹入的最大深度。
3、采用上述技术方案的情况下，在太阳能电池处于工作状态下，半导体基底吸收光子后产生的相应导电类型的载流子可以被第一掺杂区收集并导出，利于形成光电流。基于此，在本专利技术提供的太阳能电池还包括掺杂剂，该掺杂剂通过导电窗口贯穿表面钝化层并形成上述第一掺杂区。并且，由掺杂剂形成的第一掺杂区包
4、另外，在掺杂剂为电极的情况下，当掺杂子区的两端向半导体基底内凹入的深度大于掺杂子区的中部向半导体基底内凹入的最大深度时，电极在每个掺杂子区沿自身长度方向两端处与半导体基底之间的结合深度较大，可以提高电极与半导体基底之间的连接强度，降低电极由半导体基底上脱离的风险；同时，还可以增大电极与半导体基底之间的接触面积，从而降低电极与半导体基底之间的接触电阻，提高接触性能，进一步提升太阳能电池的光电转换效率。
5、作为一种可能的实现方案，沿掺杂子区的长度方向，掺杂子区的两端向半导体基底内凹入的最大深度与掺杂子区的中部向半导体基底内凹入的最大深度的比值大于等于1.61、且小于等于3.46。
6、采用上述技术方案的情况下，沿掺杂子区的长度方向，掺杂子区的两端向半导体基底内凹入的最大深度与掺杂子区的中部向半导体基底内凹入的最大深度的比值在上述范围内，可以防止因上述比值较小而导致掺杂子区沿自身长度方向两端的载流子收集能力的提升程度不明显，确保第一掺杂区具有较高的载流子收集能力。当掺杂剂为电极时，还可以防止因上述比值较小而导致电极与半导体基底之间的结合深度的增大程度不明显，确保电极与半导体基底之间具有较高的连接强度、以及确保电极与半导体基底之间具有较高的接触性能。另外，在一定范围内，掺杂子区相应部分向半导体基底内凹入的深度越大，通过掺杂剂形成该掺杂子区对应的温度越高。基于此，上述两个最大深度的比值在上述范围内，还可以防止因上述比值较大而导致通过掺杂剂形成掺杂子区时的温度较高而对半导体基底造成损伤，利于提高太阳能电池的良率。
7、作为一种可能的实现方案，每个掺杂子区沿自身长度方向的中部的纵截面呈弧形或波浪形。在此情况下，每个掺杂子区沿自身长度方向的中部表面具有凹凸不平的形貌特征。与平面相比，凹凸不平的表面具有更大的表面积，利于增大每个掺杂子区沿自身长度方向的中部的形成范围，增强掺杂子区沿自身长度方向的中部的载流子收集能力。
8、作为一种可能的实现方案，每个掺杂子区沿自身长度方向的两端的纵截面呈尖锐角形、背离导电窗口的端部具有圆滑过渡的类锐角形或山峰形。在此情况下，每个掺杂子区沿自身长度方向的两端向半导体基底内凹入的宽度类似呈线性变化，使得掺杂子区沿自身长度方向的两端沿深度方向各区域对载流子收集能力的变化趋势较为稳定，进而使得掺杂子区沿自身长度方向的两端各部分均具有良好的载流子收集性能。同时，在掺杂剂为电极的情况下，掺杂子区沿自身长度方向的两端的纵截面呈尖锐角形、背离导电窗口的端部具有圆滑过渡的类锐角形或山峰形，还可以使得掺杂剂沿自身长度方向的两端沿深度方向各区域与半导体基底之间的连接强度变化趋势较为稳定，进一步提高电极与半导体基底之间的连接强度。
9、作为一种可能的实现方案，每个掺杂子区沿自身长度方向的中部表面由经切割的单个类半球面构成，或由多个类半球面相互重叠构成；和/或，以半导体基底的厚度方向观察时每个掺杂子区沿自身长度方向的中部呈算盘串珠形。
10、采用上述技术方案的情况下，当每个掺杂子区沿自身长度方向的中部表面由经切割的单个类半球面构成，或由多个类半球面相互重叠构成时，掺杂子区的中部沿自身周向的各区域向半导体基底内凹入的程度大致相同，可以确保掺杂子区的中部沿自身周向的各区域均具有良好的载流子收集性能。另外，当以半导体基底的厚度方向观察时每个掺杂子区沿自身长度方向的中部呈算盘串珠形时的有益效果与当每个掺杂子区沿自身长度方向的中部表面由经切割的单个类半球面构成或由多个类半球面相互重叠构成时有益效果相似，此处不再赘述。
11、作为一种可能的实现方案，每个掺杂子区沿自身长度方向的两端表面为与掺杂子区的中部相互重叠的类三棱锥面、且以半导体基底的厚度方向观察时每个掺杂子区沿自身长度方向的两端呈缺角矩形。在此情况下，类三棱锥的三个表面具有良好的对称性，可以使得掺杂子区的两端沿自身周向的三个部分的表面积大致相同，进而利于使得上述三部分对应的载流子收集性能大致相同。
12、作为一种可能的实现方案，每个掺杂子区沿自身长度方向的中部的最大宽度小于掺杂子区的两端的最大宽度。
13、采用上述技术方案的情况下，沿平行于半导体基底向光面或背光面的方向，每个掺杂子区沿自身长度方向的两端的横向占比更大，使得每个掺杂子区沿自身长度方向的两端具有相对较高的横向载流子收集能力。另外，当掺杂剂为电极的情况下，还可以增强电极与半导体基底沿平行于向光面或背光面的连接强度、且增大电极与半导体基底沿平行于向光面或背光面的接触面积，利于提升电极与半导体基底之间的接触性能。
14、作为一种可能的实现方案，每个掺杂子区沿自身长度方向的中部的最大宽度大于等于30μm、且小于等于40μm。
15、采用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，沿所述掺杂子区的长度方向，所述掺杂子区的两端向所述半导体基底内凹入的最大深度与所述掺杂子区的中部向所述半导体基底内凹入的最大深度的比值大于等于1.61、且小于等于3.46。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，每个所述掺杂子区沿自身长度方向的中部的纵截面呈弧形或波浪形；和/或，
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，每个所述掺杂子区沿自身长度方向的中部表面由经切割的单个类半球面构成，或由多个类半球面相互重叠构成；和/或，以所述半导体基底的厚度方向观察时每个所述掺杂子区沿自身长度方向的中部呈算盘串珠形；
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，每个所述掺杂子区沿自身长度方向的中部的最大宽度小于所述掺杂子区的两端的最大宽度；和/或，
6.根据权利要求1~5任一项所述的太阳能电池，其特征在于，多个所述导电窗口均沿第一方向延伸、且沿第二方向间隔分布；所述第一方向不同于所述第二方向；其中，
7.根据权利
8.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，同一所述导电窗口中，每相邻两个所述导电子窗口沿所述第一方向的间距为第四长度；其中，
9.根据权利要求1~5任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体基底包括半导体衬底、以及形成在所述半导体衬底的背光面的部分区域上的掺杂半导体层；所述掺杂半导体层与所述半导体衬底的导电类型相反；
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体衬底为P型半导体衬底，所述掺杂半导体层为N型掺杂半导体层；
11.根据权利要求1~5任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池为钝化发射极和背面触点电池；所述第一掺杂区仅形成在所述半导体基底的背光面一侧。
12.根据权利要求1~5任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体基底的所述向光面和所述背光面均具有所述第一掺杂区、且位于所述向光面一侧的所述第一掺杂区与位于所述背光面一侧的所述第一掺杂区的导电类型相反。
13.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
14.根据权利要求13所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述在所述半导体基底的向光面和/或背光面上形成表面钝化层，包括：
15.根据权利要求14所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，在每个所述掺杂子区的纵截面形状具有向所述半导体基底内凹入的N个弧形凹入部的情况下，所述激光刻蚀工艺选择性去除所述表面钝化材料对应每个所述导电子窗口的部分所使用的激光光斑的数量大于等于N+2个、且小于等于N+4个。
16.根据权利要求14所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述激光刻蚀工艺选择性去除所述表面钝化材料对应每个所述导电窗口的部分所使用的激光光斑的图案与相应所述导电窗口的图案相同；
17.根据权利要求16所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述激光刻蚀工艺选择性去除所述表面钝化材料对应同一所述导电子窗口的部分所使用的激光光斑中，相邻两个所述激光光斑沿所述第一方向的间距大于等于-5μm、且小于等于5μm。
18.根据权利要求13~17任一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，采用丝网印刷工艺和烧结工艺，在所述半导体基底对应所述表面钝化层的一侧形成所述掺杂剂。
...【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，沿所述掺杂子区的长度方向，所述掺杂子区的两端向所述半导体基底内凹入的最大深度与所述掺杂子区的中部向所述半导体基底内凹入的最大深度的比值大于等于1.61、且小于等于3.46。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，每个所述掺杂子区沿自身长度方向的中部的纵截面呈弧形或波浪形；和/或，
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，每个所述掺杂子区沿自身长度方向的中部表面由经切割的单个类半球面构成，或由多个类半球面相互重叠构成；和/或，以所述半导体基底的厚度方向观察时每个所述掺杂子区沿自身长度方向的中部呈算盘串珠形；
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，每个所述掺杂子区沿自身长度方向的中部的最大宽度小于所述掺杂子区的两端的最大宽度；和/或，
6.根据权利要求1~5任一项所述的太阳能电池，其特征在于，多个所述导电窗口均沿第一方向延伸、且沿第二方向间隔分布；所述第一方向不同于所述第二方向；其中，
7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，每个所述导电子窗口沿第一方向的长度为第三长度；其中，
8.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，同一所述导电窗口中，每相邻两个所述导电子窗口沿所述第一方向的间距为第四长度；其中，
9.根据权利要求1~5任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体基底包括半导体衬底、以及形成在所述半导体衬底的背光面的部分区域上的掺杂半导体层；所述掺杂半导体层与所述半导体衬底的导电类型相反；
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体衬底为p型半导体衬底...
【专利技术属性】
技术研发人员：童洪波，李振国，於龙，王凯，靳玉鹏，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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